空心楼板结构的基本特点及其优点
发布时间:2019-10-15
1、引言
随着城镇化的建设,环保节能低碳减排逐步成为土木工程的研究主题。建筑工程中楼盖作为结构物中关键组成部分,它在水平向起着承重作用、竖向起着分层空间及其对竖向构件起着水平支撑作用。当作为板壳楼盖时还同时提供水平和竖向刚度。在受力构件、工程造价方面都体现出了在整个工程建设过程中所起到的关键地位。作为结构设计师,楼盖选型起到了主导作用。它自重较轻、施工工期短、隔声、保温性能都较好从而慢慢的被人们接受。
2、空心楼板结构的基本特点
2.1 空心楼板结构的设计原理
空心板是混凝土和填充物共同构成的一种现浇混凝土空心板,由于填充物轻质高强从而达到减轻楼板自重,减少建筑结构钢材和混凝土使用量,有效地节能和降低工程造价的目的。按照传统的混凝土结构设计原理,对于受弯构件正截面而言,可以把受拉区混凝土除去一部分从而形成“T”型或“I”字型截面构件。填充物可以作为去除的那部分混凝土。在实际工程设计中,混凝土空心楼板往往采用以下两种设计方法:单向板法,在现浇混凝土板中定义为长边/短边的值不小于3。而对于空心楼板中即将混凝土空心板简化为“I”字形进行断面组合,并采用单向板的计算理论进行力学平衡条件和变形协调条件进行控制分析。
这种方法的设计原理易于接受,计算方便。同时,按照单向板法进行控制板配筋时,只考虑单向受力情况而忽略了另一方向混凝土空心楼板的贡献作用,对于受力方向的板配筋而言是更为安全保守。但非受力方向假如是构造配筋进行构造措施时,相对于实际情况而言偏往往偏小,容易导致板出现裂缝。
双向板法,在现浇混凝土板中定义为长边/短边的值小于3。对于空心楼板时即将板的计算截面按板孔的两方向分别进行简化,垂直板孔方向空心板简化为“II II”形,而在顺板孔方向空心板简化为“I”字形。由于板孔(填充物)的存在,迫使在板平面两个方向上的刚度存在较大差异,这就需要在计算中,将这种差异换算成等代空间网格梁结构(又称密肋梁结构)。将荷载在两个方向上按刚度比例进行分配结果并进行双向配筋。优点是避免了按单向配筋造成荷载组合分布不均匀性,同时能将空心楼板的整体性充分发挥出来。特别是利空心板的双向强度,达到降低成本的目的,能更有效地防止裂缝, 保证结构设计的安全性。
2.2 施工流程
空心楼板的施工流程可以简化为:a.测量放线定位+模板、b.支撑安装并验收合格后+模板上放线定位暗梁位置、c.进行薄壁管和预埋水电管盒位置的定位+暗梁钢筋下料成型+板底筋布置、d.暗梁钢筋绑扎+排放薄壁管+薄壁管安装并进行初步验收(合格后进行下一步)、e.绑扎面层钢筋+固定空心管+隐蔽工程验收、f.浇筑混凝土+养护楼板混凝土,达到强度后拆模。在进行第一层时需要设计代表在现场进行技术疑难解答,在确保顺利进行时可完全交给施工方。
3、空心楼板在工程中的优越性
3.1 经济效益优越性
空心楼板适用于预应力板和非预应力板。非预应力板最大适用跨度可达18m。预应力板最大适用跨度可达26m。由于现浇空心板同时又为无梁楼盖,避免了吊顶、降低了层高、减轻了板自重、降低了楼板造价。据了解,按照国内建筑楼板的不完全统计测算可知,现浇楼板所用钢材约为8.7kg/m2,楼板自重300kg/m2,而现浇混凝土空心楼板所用钢材仅为3.2kg/m2,楼板自重205kg/m2。
现浇混凝土空心楼板为现代建筑建立了全新的结构体系,目前它成功地应用到商业住宅楼、人防地下室、办公写字楼、学校教学楼等一大批工程中。作者通过大量的工程实践表明,现浇钢筋混凝土空心楼盖具有较大的优越性,同时取得了较好的经济效益,见表1。