空腹樓板的技術要點及應用

張小龍

【摘要】本文以實例形式對空腹樓板技術的結構類型、施工工藝以及施工技術進行分析，以供參考。

【關鍵詞】空腹樓板；分類；施工工藝；技術

中圖分類號： C35 文獻標識碼： A

一、前言

科技水平的快速發展，使得建筑材料和施工工藝發生了重大改變?？崭箻前宄蔀榱私ㄖ前逶O計的首選。

二、空腹樓板結構的分類

在國外,日本首先將現澆混凝土單向空腹板應用于大跨度橋梁結構中,隨后開發了現澆混凝土雙向空腹板,在建筑領域中獲得較廣泛的應用?？崭箻前宓闹谱鞔笾掠袃煞N方法:一是采用廉價、質輕、具有滿足施工剛度要求的材料(鋼材、化學材料、木材制品等)制成特定形狀的塊材或筒芯,施工時與混凝土澆成一體;另一種是采用柔性的管材經充氣或注水使之獲得一定的強度,排布在鋼筋骨架中,待混凝土澆注初凝后放水、放氣和抽出,并反復使用。

國內早期曾做過將空腹樓板應用于工業與民用建筑的試驗研究,取得了一些成績,但由于模盒制作及抽芯工藝等方面因素的制約,空腹樓板未能大規模的推廣應用。近幾年來,隨著建材和施工工藝的發展,現澆混凝土空腹樓板結構逐步應用于工業和民用建筑結構中。從目前應用、研究的情況來看,常見的空腹樓板結構有預制空腹板為基礎的裝配式樓板、空腹夾層板樓板、雙曲扁殼薄壁盒空腹樓板、薄壁筒芯現澆混凝土空腹樓板和薄壁箱體現澆混凝土空腹樓板等。

1、預制空腹板為基礎的裝配式樓板

預制空腹板樓板受力明確,按單向板設計計算。預制板可進行工廠制作,規?；a,施工便捷。但該樓板結構的整體性能較差,跨越能力不強,因而預制空腹板樓蓋極少應用于多高層、大跨度、大開間建筑,也不宜,左用于抗震、臺風地區。

2、空腹夾層板樓板

空腹夾層板樓板由貴州工業大學空間結構研究所研制開發成功。鋼筋混凝土空腹夾層板樓板由上下交叉肋梁組成,對空腹夾層板樓板的應用與研究作為貴州省重點攻關課題,歷時近十年,在大跨度鋼筋混凝土空腹夾層板及剪力鍵式雙向空腹大板結構系列研究、開發與應用方面取得了較大的突破和發展。

空腹夾層板腹部交叉點處有一個長、寬、高尺寸相近的剪力墩,從而使它的腹部左右均貫通,形成空腹夾層板。由于空腹夾層板構造的復雜性,應用普通有限元法對其進行分析計算的工作量較大,計算費時,運用超級有限元來分析這類空腹樓板,哈爾濱工業大學的高維成等也針對預應力混凝土空腹樓板進行過有限元分析研究,闡述了該樓板的結構特征和整體工作性能。

三、工程應用

某大樓為現澆混凝土框架結構,主體6層,局部8層,其中1層和2層為辦公用房,3～6層為實驗室和大會議室。主體高度為25.200m,層高1層為4.5m,2～5層為3.9m,6層為5.1m,建筑面積為7540m。建筑抗震設防分類為乙類建筑,建筑抗震設防烈度為6度,框架抗震等級為三級,抗震措施按7度設防。由于建筑功能的要求,主體實驗室部分對有毒有害氣(液)體排放、通風、消防等均有特殊要求,樓板下設備管道所占的空間較大,同時該類型實驗室對房間凈高度也有專門的要求。在不增加建筑的層高、節約造價的前提下,經多種方案比較,確定該工程采用GBF蜂巢混凝土空腹樓板技術。

四、工藝流程

在已完成的樓面上測量放線→搭設樓層滿堂腳手架(上鋪雙面刨光方木)→安裝暗梁梁底模板(或安裝樓板底模板)→綁扎暗梁鋼筋→鋪設合格的GBF板→拉線校正GBF板→綁扎肋梁鋼筋→綁扎面層鋼筋及板面預埋水電管線盒→鋪設架空運輸道并清理板內雜物→隱蔽驗收→澆筑混凝土→混凝土養護達到強度要求后拆模。

五、施工技術措施

1、模板支撐體系

(1)根據樓板的總厚度,暗梁的寬度與平面的具體位置作荷載計算,對支撐體系作豎向和側向穩定計算,一般立桿間距為800～1000mm,模板下方木間距取250～300mm為宜;

(2)模板應按照設計要求起拱,一般為單向或雙向起拱2.5‰～3.0‰;

(3)模板安裝完畢,驗收合格后,對暗梁、盒芯、預埋管、孔等作放線定位,核對無誤后方可轉序施工。

2、GBF板的安裝

(1)調整放線,確保蜂巢芯之間與暗梁、墻、柱之間的間距符合設計要求;

(2)盒芯的擺放原則:從暗梁邊開始向另外一邊擺放標準盒芯,不合模數的盒芯應放在跨中,并應采取切實有效的抗浮措施;

(3)盒芯的各肋邊應控制在同一條直線上;

(4)盒芯擺放前應清掃干凈,盒芯安裝過程中應在底部方木或模板上加木楔調平,并在上部隨鋪墊木加以保護;

(5)盒芯在安裝的過程中,對損壞的盒芯進行修補、調整,合格后方可轉序施工,并作好隱蔽記錄。

3、鋼筋施工

(1)暗梁鋼筋、肋梁鋼筋及GBF板上部鋼筋安裝完畢,必須作預檢,并確定無誤方可轉序施工;

(2)樓板面鋼筋不宜在支座處斷開,宜在板四分之一跨處搭接;

(3)面板的通長鋼筋和肋梁鋼筋宜雙向交叉放置以減少板的鋼筋高度,確?，F澆面板厚度達到設計要求。

4、混凝土澆筑

(1)樓面上搭設架空運輸道,禁止直接踩踏盒芯或板筋;

(2)混凝土澆筑時需要控制順序及澆筑路線,不能在一個出料口過多堆料,防止局部荷載過大,同時布料和振搗應同步進行,且肋梁處宜用30mm小棒振搗,必須確保振搗密實;

(3)混凝土澆筑時要安排專人隨澆筑作業及時修補調整盒芯和鋼筋;

(4)在樓面一定面積范圍內利用鋼筋作板厚和盒芯標高控制標識,以確保滿足設計要求。

六、工程運用的效果

1、使用功能得到改善

與普通框架結構比較,本技術使空間開闊,使用較為方便;與無粘結預應力無梁樓蓋、實心無梁樓板比較,無柱帽,實現真正的平板、無凸起部位;開孔洞方便,射釘、電錘打孔,吊掛不受影響;防火性能較好。

2、抗震性能好

由于GBF樓板比普通樓板厚,增強了樓板的整體剛度,同時板內混凝土體積的大幅抽空,減輕了自重,故與一般平板相比,具有自重輕、抗震性能較好的特點。

3、綜合經濟效益有所提高

該項技術的土建工程費用與一般鋼筋混凝土框架結構基本相同,與一般平板、無梁板相比,土建工程費用降低。對采用集中式空調的建筑板高比梁高減少0.4m左右,有利于水平管線,特別是空調管道的安裝,因而提高了建筑凈空。如果建筑仍按原有凈高進行設計,則可以降低層高,在現行的設計規范下,由于對建筑總高有一定要求,降低層高等于增加了層數,增加了使用面積,給業主帶來了一定的經濟效益。以疾病預防控制中心項目工程為例,按普通樓板設計,結構最大梁高為0.8m,加上消防、通風、排煙、排毒等管道所占用的空間,為保證所要求的層高,需將各層層高由3.9m改為4.5m,使結構的主體高度超過28m,使結構的水平地震增加、位移及內力增大,相應增大了構件的尺寸及含鋼量,此外按照普通樓板設計,將導致結構的柱底反力增加,需要相應增大基礎尺寸及配筋,同時總樁數也要增加,必然增加造價。

4、節約裝修費用

此種樓板較為平整,無需吊頂,同時層高降低了,也就減少了豎向的水、電、風、電梯、內外墻等裝修費用,更重要的是減少了吊頂更新等經常性開支。

5、空間間隔較為靈活

此種樓板由于較為平整,沒有凸出的主梁和次梁,使分隔墻的任意布置成為可能。墻體可以任意移動,對辦公樓、娛樂場所、展覽館等需要隨時變更間隔的公共建筑尤為適用。當這項技術應用于住宅建筑時,在整個平面布局中,除了廚房、廁所由于走管要求不能任意移動外,開發商可以根據業主的要求分隔出不同面積、不同開間的住宅,業主也可以在戶內進行適當的改變隔斷,而無需在結構上作改動。

6、施工經濟方便

與普通梁板結構相比,減少了模板的損耗及支拆模板的人工費用,施工簡便,縮短了樓板部分施工工期,節約機械、周轉材料的租賃費用及其他固定費用,降低了施工成本,與無粘結預應力無梁樓蓋相比,施工時不需張拉。

7、隔聲效果好

該樓蓋的封閉空腔技術減少了噪聲的傳遞,克服了上下樓層間的撞擊噪聲干擾,樓蓋隔聲效果得到改善。

8、隔熱、保溫性能得到提高

封閉空腔結構減少了熱量的傳遞,使隔熱、保溫效果得到提高,對于采用空調的建筑,降低了能耗,對大型冷庫、儲物庫等,效果尤為明顯。

七、結束語

綜上所述，空腹樓板的應該能夠大大增加建筑空間，優化了傳統的建筑結構形式，促進了建筑結構新時代的到來。

參考文獻

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[2]李明星，談空腹樓板的技術要點與應用[J]建筑施工管理，2013,15（74）：69