现浇砼空心楼盖的结构设计探讨
摘要:本文针对现浇空心板设计中的一些问题进行分析,并与普通梁、板体系进行经济比较,提出一些有利于节约造价的措施,具体介绍了基于混凝楼盖受力性能的混凝土空心楼盖结构布置方式,根据混凝土楼盖的弯矩分布和混土空心楼盖的自身特点,布置钢筋和芯筒的布置位置和方向,并介绍了混凝土空心楼盖设计计算方法,可为我国的混凝土空心楼盖设计提供参考。
关键词:现浇空心板;最少配筋量;芯筒布置;空心楼盖设计
Abstract: In this paper the hollow plate design the site of some of the problems are analyzed, and with the common beam, plate system is the economy, and put forward some beneficial to save the cost of the measures, introduced the coagulation floor based on mechanical properties of concrete hollow floor structure arrangement, according to concrete floor and mixing bending moment distribution of soil hollow floor of its own characteristics, decorate steel and core canister decorate position and direction, and introduces the concrete hollow floor design calculation method of China provides reference for the design of concrete hollow floor.
Keywords: cast-in-situ hollow plate; least amount reinforcement; Core canister decorate; Hollow floor design
中图分类号:[TQ178] 文献标识码:A 文章编号:
一 现浇砼空心楼盖结构技术的发展及应用
现浇空心板是一种由轻质材料组合单元填充的预应力或无预应力混凝土现浇空心板,属于一般建筑物构造领域。它由轻质材料组合单元、上层钢筋、下层钢筋、预应力筋、暗梁钢筋和混凝土构成,此种现浇板空心率较高,既适合于单向板,又适合于双向板,布管、铺筋非常方便。此种现浇板跨度大、重量轻、隔音、隔热效果好,结构的可靠性、抗震性、抗裂性也较好,具有很好的经济性和适用性。
大跨度砼空心楼盖及预应力空心楼盖在国外自20世纪50年代便有工程应用,不但应用于楼板结构中,还应用在桥梁工程上.在我国则起步较晚.20世纪90年代初在北京开始应用,不过因芯模的制作运输价格以及力学性能等因素的影响没有得到广泛的应用。之后10多年很多厂家针对芯模进行了广泛深入的探索.
从1996年开始在湖南掀起了砼空心楼盖的应用高潮.以长沙为中心,在近10年内,空心楼盖的应用面积达几千万平方米.同时将这股风潮影响到全国.由于砼空心楼盖相关技术标准不规范,于是在2002年,经建设部委托中国建设科学研究院牵头成立编制组.经过两年的努力,编制组进行了系统的实验研究及理论分析.同时收集整理了国内外大量技术资料.分析比较了国内外标准规范的有关方法,进行了设计和施工的工程试点。广泛征求意见,完成了编制工作。
现浇钢筋砼空心楼盖结构是在现浇钢筋砼板中放置埋人式内模.经现场浇注砼而在楼板中形成空腔的楼盖体系。达到在楼板刚度(抗弯刚度)基本不变的情况下,大幅抽空砼、减轻楼板自重、减少钢筋用量的目的。它具有自重轻、地震作用小等优点。在跨度较大的公共建筑和住宅建筑中已开始推广应用。目前国家规程及部门省市地方标准已相继发布。现就该四边支撑楼盖形式设计中几个比较令人关注的问题提出自己的看法,供同行借鉴。
二 关于最少配筋量的问题
按现行《混凝土结构设计规范)GB50010-2002的有关规定,现浇板的最小配筋应为O.2%和45ft/fy中的较大值。但在计算最少配筋量时,楼板截面面积取值易出现误区:如甘肃省工程建设标准《现浇砼空心楼板结构技术规程》(DB.JT-3Ol7-2005)中认为,应按板折算厚度放大10%计算;其中折算厚度为板的实际截面积除以板宽。中国工程建设标准化协会标准《现浇砼空心楼盖结构技术规程)CECS175:2004中对此问题用词也较模糊:"配筋率计算时,楼板截面面积应按楼板的实际截面计算",设计人对此也不易把握。最小配筋率是为避免受弯构件出现少筋破坏而必须在受拉区需配置的最少钢筋量。其确定原则是:在最小配筋率的条件下,构件的抗弯承载力不低于同截面素砼构件的开裂弯矩,即Mu=Mcr。因此,最少配筋量显然不能通过折算厚度去求,而必须与受弯构件的截面形式及破坏时的截面应力状态紧密联系。具体做法为:截取一个孔跨(如图1)。
图一
按"工"字型截面(若为圆孔,则将圆孔部分换算成等面积、等形心、等惯性矩的方孔)计算最少配筋量:按GB500l0一2002第9.5.1中注3中的规定应为:As=psmin[(bf×hf)+b×(h-hf)]。
其中:psmin- - 最小配筋率
As- - 受拉区配筋.包括肋内配筋
三 经济性比较
现浇空心板在应用宣传方面一般均称其有下述诸多优点:使用功能优良,可隔音、隔热、任意分割、大跨度、大开间;房间无需吊顶、节省层高,工程造价低等优点。但设计人员及业主往往较为关心其与普通梁、板体系相比在经济性方面较为量化的指标,在同等条件下,现浇空心板在造价方面要高于普通梁板体系.若考虑现浇空心板以均布荷载方式传力.周边支撑梁的弯矩减小.配筋量较普通梁、板体系有所减少的因素,造价方面的差距会减少(若跨度加大,现浇空心板在造价方面优势会更明显)。加之其拥有诸如隔音、节能、节省层高等优点。不失为一种合理的楼盖形式。
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