無梁空心樓蓋在某大型超市建筑中的應用

趙天傳 （寧波大學建筑設計研究院有限公司，浙江 寧波 315000）

0 前言

現澆無梁空心樓蓋是在鋼筋混凝土樓板內部安裝，由輕質材料構成填充箱后現澆而成的空心無明梁樓蓋，其體系組成部分包括樓蓋周圍框架梁、由填充箱隔斷形成的現澆混凝土雙向肋梁、豎向受力構件框架柱和柱帽。樓蓋內部均勻布置的永久性輕質箱體同樣滿足結構性能要求，并大大縮減了混凝土和鋼筋用量，在降低樓板自重，減小地震作用力影響的同時，有效增加了層高，使得建筑空間更加靈活和人性。這種新型施工技術順應現今房建施工高效節約的要求，在今后也將得到更廣泛推廣和應用。

1 工程概況

本項目為某大型綜合超市，采用多層板柱-剪力墻結構，抗震設防烈度為7。，地下一層，地上三層，總建筑面積約8.8萬m2。建筑從地下室至上層高分別為5.6m、6m、10m、4.5m，柱網為 8.4m×11.2m，樓面活荷載按3000kg/m2設計。綜合考慮結構的安全性、經濟性、美觀性、適用性要求及提高房屋的凈高要求，且方便施工的同時保證施工質量，擬采用無梁空心樓蓋技術。

2 結構布置

為了滿足抗震設防及結構體系安全穩定要求，工程采用板柱-剪力墻結構，結構主體材料中，柱、剪力墻混凝土強度等級在第2層及以下為C40，其余層為C35，梁、板在地下室頂板及二層樓面為C35，其余層為C30，抗震等級為二級。其中剪力墻承擔全部的地震作用，相對于框架結構多了一道抗震設防，提高了結構的安全度。同時在框架柱頂設置柱帽替代暗梁，既經濟又方便施工，加快施工進度。

2.1 剪力墻布置

為了不影響建筑功能，在樓梯間、電梯井處設置剪力墻，較長的剪力墻設置大洞口。由于建筑2層層高為10m，按照《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）第6.6.2條要求，剪力墻厚度不宜小于層高的1/20，故2層及以下剪力墻厚度取500mm，其余層剪力墻厚度取250mm。

2.2 框架梁柱布置

由于地下室頂板為嵌固端，為了滿足《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）第6.1.14條要求，地下室頂板采用現澆梁板結構，為了提高地下室凈高，框架梁采用寬扁梁，中間大板采用現澆空心樓蓋。經過計算分析，邊柱截面尺寸：800mm×800mm；中柱截面尺寸：800mm×900mm。

2.3 樓、屋蓋布置

經過計算分析、比較，地下室頂板及二層樓面板總厚度為580mm（其中上翼緣厚度為110mm，下翼緣厚度為70mm，中間填充箱厚度為400mm），填充箱型號為580×580×400，肋寬為100，沿柱上板帶設實心區，其厚度為580mm，設置柱帽3400×3400×800（總厚）。屋面板（種植屋面）總厚度為560mm（其中上翼緣厚度為90mm，下翼緣厚度為70mm，中間填充箱厚度為400mm），填充箱型號為580×580×400，肋寬為100，沿柱上板帶設實心區，其厚度為560mm，設置柱帽3200××3200×700（總厚）。經過計算分析，空心樓蓋的混凝土受壓區均在上下翼緣內，滿足規范要求。

3 方案比對

圖1 無梁空心樓蓋結構板局部平面布置圖

圖2 板中填充箱位置剖面圖

為了安全性及經濟性，采用盈建科計算軟件完成本工程的空心樓蓋設計實際建模，計算分析得出本項目的周期、位移及結構構件配筋率均比較合理，由此繪制施工圖。圖3～圖6為無梁空心樓蓋局部板配筋圖與傳統梁板結構配筋圖對比。

圖3 無梁空心樓蓋局部板面配筋圖

圖4 無梁空心樓蓋局部板底配筋圖

圖5 傳統梁板結構局部板配筋圖

經預算得出單方混凝土含量、鋼筋含量、模板及無梁空心樓蓋的填充箱造價。不考慮基礎、柱、墻、樓梯等其他二者相差不大的結構構件，比對采用傳統梁板體系中樓蓋經濟指標，充分體現了無梁空心樓蓋的經濟性。

①采用無梁空心板結構，地下室層高可以減少0.5m，相應的土方量也減少0.5m3/m2，由此影響到土方挖運、基坑支護及其他費用降低。土方開挖、運輸及處置費。層高每減少0.1m，費用節約10元/m2；基坑支護費用。層高每減少0.1m，基坑支護費用節約5元/m2；考慮地下室層高降低引起的地下室墻、柱、粉刷、涂料、腳手架、模板、防水、底板、管道等材料的降低及相關人工費的降低，綜合成本層高每減少0.1m，費用節約30元/m2。故地下室總層高減少0.5m后，每平方米節省費用約為5×（10+5+30）=225元。地下室頂板采用空心無梁板結構，外加空心無梁樓蓋本身可以節省費用120元/m2，所以地下室每平方米節省費用約為 5×（10＋5＋30）＋120＝345元。

圖6 傳統梁板結構局部梁平法施工圖

②采用空心無梁板結構，上部層高每層可以降低0.4m，根據經驗數據，上部層高每降低0.1m可以節約造價20元/m2，故上部層高降低因素而引起的造價降低約為20×4=80元/m2。

二層樓蓋結構方案經濟對比詳見表1，采用空心無梁樓蓋本身可以節省費用168.2元/m2，考慮降低層高因素，每平方米可以節約造價約為168.2＋80＝248.2元。

此外，采用無梁空心樓蓋技術，不僅適用、經濟、安全、美觀，而且節能、隔聲效果好。填充箱在澆筑混凝土前充分澆水濕潤，澆筑混凝土后，其中的水分可以再釋放出來，對混凝土起到內養護的效果，板不易出現裂縫，這是普通梁板結構無法得到的效果。

4 施工要點

現澆混凝土無梁空心樓蓋結構經過多年來的施工實踐,施工技術已較為成熟。與傳統樓板施工區別主要是在進行施工作業之前，要統計填充箱規格、數量，根據施工進度委托專業廠家生產備貨?，F場施工工藝為樓蓋模板及支架安裝→對暗梁、柱帽、肋、預留預埋設施及填充箱等位置定位劃線→梁、柱帽、板底及肋鋼筋安裝→填充箱進場驗收及安裝（內置填充箱抗浮及防漂移專用連接件）→板面鋼筋安裝→混凝土澆筑（澆筑混凝土前應對模板及填充箱澆水潤濕）→混凝土養護→模板拆除。

由于空心樓蓋的翼緣較薄，在進行混凝土澆筑時，下翼緣容易出現氣囊、氣泡，因此要嚴格控制澆筑時混凝土塌落度及骨料的粒徑尺寸。

與普通梁板結構相比，無梁空心樓蓋施工方便、快捷，綜合工期縮短了15%左右。主要因素有以下兩個方面：

①由于層高降低，基坑開挖深度降低，減少基坑開挖工作量；邊坡支護樁身長度、樁的埋設深度可降低，節省邊坡支護工作量；豎向構件（柱、剪力墻）、圍護結構（墻體）及隔墻高度降低，施工工作量相應減少。

②由于無梁空心樓蓋底部平整，模板支護時較普通樓蓋方便，支模時間縮短；粉刷面積減少，施工簡便，效率提高。樓蓋下吊掛管件，橋架，風管因無凸出梁、無需拐彎和變徑，架設快捷方便。

5 優點分析

除去上述造價及施工方面具有顯著優勢外，無梁空心樓蓋結構體系相比于普通梁板結構體系突出優點還體現在以下幾個方面。

①適用范圍廣。結構能充分滿足賓館、酒店等建筑對空間的靈活性較高的要求，能滿足超市、廠房等多高層建筑對跨度和大空間的要求。此外，空心樓蓋結構出色的隔音、隔熱效果也能滿足機械廠房、冷藏庫等建筑的特殊要求。

②整體性高。無梁空心樓蓋由底層鋼筋混凝土、中間層芯模產品及面層鋼筋混凝土現澆組合而成，在有效降低豎向構件高度、增加房間凈空的同時保證了其結構整體性。此外，工程采用柱板支承方式使建筑顯得簡潔輕巧，也改善了空間整體的視覺效果，讓建筑功能更加人性化。

表1 二層樓蓋方案經濟對比（每平方米指標）

③更加綠色環保。無梁空心樓蓋的填充箱材料主要是以工業廢棄物為原料生產而成，且可再循環利用，是一種綠色建材，不含石棉、甲醛、苯及其他放射性有害物質，同時，封閉空腔結構也減少了熱量的傳遞，隔熱、保溫性能得到顯著提高，也能順應綠色建筑趨勢要求。

6 結語

隨著當今社會對建筑功能性要求的逐步增高，現澆混凝土無梁空心樓蓋結構體系作為一種更加“全面”的新興技術，打破傳統樓板結構模式，體現出其較高的社會應用價值。但是，我們也不能忽視這種技術的缺點，例如其專業性較傳統結構更高，如果在施工過程中得不到專業廠家的指導，可能會造成嚴重的后果。本文通過介紹無梁樓蓋技術在某大型超市工程中的應用，給出了設計、施工的具體方法以及各個方面優缺點理論分析，為今后類似工程提供借鑒。