摘要：通過某現(xiàn)澆混凝土箱體內(nèi)模樓蓋的工程實(shí)例，介紹該種形式的樓蓋設(shè)計(jì)過程和該種樓蓋的運(yùn)用前景。
　　關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋；箱體內(nèi)模；雙向板
　　1.引言
　　在現(xiàn)澆砼樓蓋中有規(guī)則埋入內(nèi)模后，經(jīng)現(xiàn)澆后形成的樓蓋即為現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋。埋入式內(nèi)模分兩種：1.筒體、筒芯；2.箱體、塊體。（圖1示)。本文芻議后者作內(nèi)模形成的樓蓋形式。本例樓蓋使用的箱體內(nèi)模規(guī)格為500x500x200，使樓蓋內(nèi)部形成550~600間隔雙向有肋的鋼筋砼夾層空腹板，內(nèi)模間隙形成“工”形加勁肋肋寬不小于60mm，加勁肋承擔(dān)垂直于芯模的剪力、壓力、拉力，使樓蓋內(nèi)部形成雙向正交密肋梁，該種樓蓋內(nèi)部類似于“竹節(jié)”，受力性能良好。該樓蓋具備以下幾個特點(diǎn)：1.雙向受力，樓板承載力高。2樓板雙向剛度無差異，提高結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度，結(jié)構(gòu)更安全3.樓板中的芯膜具備協(xié)調(diào)變形能力，提高大面積板塊抗裂縫能力。4.樓板內(nèi)部具備的密肋梁方便建筑內(nèi)部空間自由分隔，樓板縱向剛度高，使用跨度大，樓板撓度小。5鋼筋用量小，砼用量低，工程經(jīng)濟(jì)效益明顯造價(jià)與一般砼現(xiàn)澆樓板基本持平，與一般平板、實(shí)心無梁板，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)砼樓蓋相比大大降低。6.隔音效果優(yōu)良7.防火、隔熱、保溫性能好，在建筑節(jié)能方面值得大面積推廣。
　　
　　筒體內(nèi)模箱體內(nèi)模
　　圖1（工程實(shí)地照片）
　　2.工程實(shí)例概況：
　　本工程為解放軍某部醫(yī)院門診大樓，位于廣西南寧市江北大道，建筑面積約4000m2，建筑層數(shù)兩層，結(jié)構(gòu)體系采用鋼框架結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為7度（0.10g），基本風(fēng)壓為0.35kN/m2,樓蓋形式為現(xiàn)澆混凝土箱體內(nèi)模空心樓蓋。二層樓面結(jié)構(gòu)局部平面如圖2。

　　二層樓面局部平面圖圖2
　　
　　3.結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)
　　從建筑的柱網(wǎng)劃分的板格來看（圖2），柱距7.2m~10.8m，柱網(wǎng)劃分的樓板板塊為規(guī)則的矩形，各區(qū)格的長寬比不大于2，均為雙向板，是使用現(xiàn)澆箱體內(nèi)�？招臉巧w的合適跨度。本建筑采用鋼框架結(jié)構(gòu)，豎向荷載的傳遞順序?yàn)椋簶前?mdash;鋼框架梁—鋼柱—基礎(chǔ)，鋼梁用栓釘與樓蓋連接，鋼梁在豎向荷載作用下的變形較小，可視為樓蓋的剛性支撐，依據(jù)《現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋技術(shù)規(guī)程》CECS175:2004(以下簡稱規(guī)程)判定，本工程采用空心板屬于邊支撐板，可按不考慮空腔影響的彈性板進(jìn)行內(nèi)力分析。設(shè)計(jì)采用現(xiàn)澆板厚300，內(nèi)模采用500x500x200箱體內(nèi)模，砼上下各厚50mm，肋寬70mm，砼等級為C25，鋼筋采用HRB335，砼保護(hù)層15mm。樓板構(gòu)造如圖3示：
　　
　　4.計(jì)算與配筋
　　4.1空心樓板內(nèi)模為箱體時，可直接計(jì)算樓板各個方向的截面慣性矩，對于本工程使用的均勻布置箱體彈性剛度相差不超過10%，其內(nèi)力分析，依據(jù)規(guī)程規(guī)定邊支撐板可不考慮水平荷載的作用，可考慮忽略樓板的各項(xiàng)異性，取用與普通實(shí)心樓板相同的彈性內(nèi)力分析方法,樓蓋的內(nèi)力分析結(jié)果在保證安全的條件下進(jìn)行調(diào)整，本樓蓋按邊支撐雙向板考慮的跨中正彎矩，在距支座ly/4(ly為短跨)寬度可取相應(yīng)方向的最大彎矩的1/2；每個方向樓板負(fù)彎矩均可取相應(yīng)方向的最大負(fù)彎矩。依據(jù)規(guī)程規(guī)定，空心樓板進(jìn)行內(nèi)力分析后，進(jìn)行承載力計(jì)算取空心樓板的實(shí)際截面。
　　4.2本工程典型樓板尺寸、經(jīng)PKPM計(jì)算得出的內(nèi)力、設(shè)計(jì)配筋如圖4。其中樓板恒載考慮折算板厚后的樓板自重為5.0kN/m2，考慮裝修荷載1.5kN/m2，樓面活載按2.5kN/m2，以下就圖4的典型樓板探討本工程使用的樓蓋類型設(shè)計(jì)要點(diǎn)：
　　4.2.1受彎承載力計(jì)算時，樓板正截面受壓區(qū)高度不大于受壓區(qū)的最小翼緣厚度�？捎糜�(jì)算得出的最大設(shè)計(jì)彎矩值M，反推αs＝M/(fcbh02)，ζ＝1-（1-2αs）1/2，x=ζh,ζb＝0.8/（1+fy/0.0033Es），其中，αs—系數(shù)，M—樓板彎矩設(shè)計(jì)值，fc—混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，b—樓板計(jì)算單元寬度，h0—樓板截面的有效高度，ζ—相對受壓區(qū)高度，x—受壓區(qū)高度,ζb—相對界限受壓區(qū)高度,fy—鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，Es—鋼筋彈性模量。以下取570mm寬板帶為計(jì)算單元。
　　最大正彎矩（M+max=29.2x570/1000=16.644kN.m）計(jì)算得出：αs=16.644x106/(11.9x570x2852)=0.03,ζ=1-(1-2x0.03）1/2=0.03<ζb＝0.8/[1+300/(0.0033x2.0x105)]=0.544,x=0.03x285＝8.55mm<50mm,故判斷受壓區(qū)在翼緣內(nèi)。
　　最大負(fù)彎矩（M-max=56.8x570/100=32.376kN.m）計(jì)算得出：αs=32.376x106/(11.9x570x2852)=0.059,ζ＝1-(1-2x0.059）1/2==0.061<ζb=0.544,x=0.061x285=17.385mm<50mm,故判斷受壓區(qū)在翼緣內(nèi)。
　　經(jīng)上述驗(yàn)算，空心板板底配筋和支座負(fù)筋可按一類T型截面計(jì)算。
　　板底筋計(jì)算值A(chǔ)s=M+max/(γsh0fy)=29.2x106/(0.985x285x300)=346mm2(設(shè)計(jì)實(shí)際配置φ12@190，As=595mm2考慮滿足空心樓板最小配筋要求)，其中γs—系數(shù)，查表得。
　　板負(fù)筋計(jì)算值A(chǔ)s=M-max/(γsh0fy)=56.8x106/(0.97x285x300)=685mm2(經(jīng)程序驗(yàn)算樓板裂縫，設(shè)計(jì)配置φ12@100，As=1130mm2)
　　典型樓板配置的樓板鋼筋詳圖4。
　　4.2.2樓板受剪承載力直接按箱體間內(nèi)模肋梁驗(yàn)算受剪承載力。斜截面計(jì)算簡圖如圖5，受剪承載力計(jì)算和配筋按《混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2002（以下簡稱砼規(guī)）第7.5節(jié)和第10.2節(jié)有關(guān)規(guī)定。
　　Vc+Vs=0.07ftbh0+1.25fyvh0Asv/s=0.7x1.47x70x285+1.25x210x285x25/285=20.529+7.35=27.879kN,V=36.5x570/1000=20.805kN<27.879kN,其中Vc—混凝土受剪承載力設(shè)計(jì)值，Vs—箍筋土受剪承載力設(shè)計(jì)值，ft—混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，fyv—箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，Asv—同一截面配置的箍筋面積，s—箍筋間距，V—截面剪力設(shè)計(jì)值。故設(shè)計(jì)配置的箍筋滿足，斜截面驗(yàn)算滿足。肋梁的鋼筋配置如圖6。
　　4.2.3撓度和裂縫的控制。規(guī)程5.2.1條，類似本工程這樣的適宜跨度的樓蓋，可不做撓度和裂縫的驗(yàn)算，施工過程中可以用起拱的措施減小撓度，采用帶肋鋼筋，減小鋼筋間距則是控制裂縫的有效辦法。實(shí)際撓度驗(yàn)算也可按圖5陰影部位的截面特性用材料力學(xué)的撓度公式計(jì)算。裂縫驗(yàn)算依據(jù)砼規(guī)8.1.1-4有關(guān)規(guī)定。
　　4.2.4現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋角部（陰、陽角）是裂縫易出現(xiàn)的區(qū)域，除按砼規(guī)配置的構(gòu)造鋼筋外，還應(yīng)配置專門的構(gòu)造鋼筋（板底、板頂均設(shè)），構(gòu)造鋼筋可根據(jù)實(shí)際情況采用鋼筋網(wǎng)片或斜向鋼筋，鋼筋應(yīng)錨固在梁支座內(nèi)，延伸長度不小于ly/4，該構(gòu)造鋼筋可穿插在受力筋平面內(nèi)，不會增加配筋層厚度，以保證混凝土保護(hù)層厚度。
　　4.2.5配筋率。箱體內(nèi)�？招臉巧w兩個方向橫斷面都可以看做I形截面，規(guī)程規(guī)定樓板的的最小配筋率按砼規(guī)相關(guān)規(guī)定，樓板的截面積按樓板的實(shí)際面積計(jì)算。
　　
　　5.工程實(shí)施情況
　　現(xiàn)澆混凝土箱體內(nèi)模空心樓蓋施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于固定好箱體內(nèi)模，防止混凝土澆搗時上下浮動或左右移動從而改變樓板板頂、板底厚度，肋梁寬度，所以工程施工中采用了混凝土墊塊和抗浮鋼筋固定內(nèi)模，防止移位，同時樓蓋受力鋼筋的全部滿扎保證受力鋼筋就位�；炷�土澆搗前，對樓蓋的個項(xiàng)隱蔽工程實(shí)施了嚴(yán)格的驗(yàn)收檢查。施工采用的是泵送混凝土，在出廠前嚴(yán)格控制混凝土配合比和塌落度，施工時候先澆筑樓蓋肋部的混凝土，嚴(yán)格振搗密實(shí)，保證板底混凝土到位。大面積樓面澆搗時控制好施工縫位置的留設(shè)，并保證施工縫接口的質(zhì)量。施工過程中按規(guī)程要求現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋起拱，保證樓蓋撓度滿足要求。
　　本工程施工過程得到專業(yè)箱體內(nèi)模生產(chǎn)廠家指導(dǎo)施工，制定了專門的空心樓蓋施工技術(shù)方案，在參建各方的共同努力下，本工程在2008年順利竣工并交付使用，設(shè)計(jì)采用的現(xiàn)澆箱形內(nèi)�？招臉巧w使用情況良好。
　　6.結(jié)語
　　邊支撐的現(xiàn)澆混凝土箱體內(nèi)模空心樓蓋受力與現(xiàn)澆混凝土實(shí)心板相近，但其在各方面的性能優(yōu)于實(shí)心板，同時它兩個方向相近的截面特性在荷載傳遞方面的優(yōu)勢也優(yōu)于芯筒內(nèi)�？招臉巧w，其大幅改良了雙向板的受力性能，提高了鋼筋強(qiáng)度的利用和樓蓋的剛度。目前，在大跨度大空間建筑的設(shè)計(jì)中，現(xiàn)澆混凝土箱體內(nèi)模空心樓蓋使用越來越廣泛，今后，現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋內(nèi)模種類的更新和材質(zhì)的提高，設(shè)計(jì)理論的逐漸完善必將推動現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的發(fā)展。
　　參考文獻(xiàn)：
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　　[3]《混凝土樓蓋設(shè)計(jì)》〔M〕.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998