现浇混凝土空心楼盖的应用

　　【摘要】结合工程实例简要介绍现浇混凝土空心楼盖体系的特点，以及在多种类型的建筑中应用后所带来的优势。
　　【关键词】空心楼盖，高层建筑，LOFT
　　
　　1概述
　　现浇混凝土空心楼盖是按一定规则放置内模后经浇筑混凝土而成空腔的楼盖[1]。内模是设置在混凝土中用于形成空腔的筒芯、箱体以及筒体、块体的总称，常用的分为内模和箱体两种。目前筒体内模应用较多。图一即是应用筒体内模的现浇混凝土空心楼盖在浇筑混凝土前的现场照片。
　　形成空腔的混凝土楼盖在受力时等同于实心的混凝土板，但混凝土用量较实心板大为减少(30～55%)，与传统结构相比具有自重轻、刚度大、地震力小的特点，存在着明显的技术优势。自投入工程实用以来得到了广泛的推广应用。产生了巨大的经济效益和社会效益。
　　由于设置空腔后，可以获得较大的板厚，所以混凝土板的跨度可以做得很大，常见的建筑柱网尺寸，如8.4×8.4m、9×9m等都可以轻松跨越而不需要再设置次梁，对于平面规则的多层结构，满足抗震要求的情况下甚至可以不设主梁而做成板柱结构，对于高层结构可以与宽扁梁结合运用，从而使得结构层的高度大大减小，有利于获得较大的建筑净空或减小层高。下面将结合两个工程实例详细的阐述这方面的优势。
　　2在高层结构中的应用
　　空心楼盖用于高层结构中时，一般采用与宽扁梁结合应用。采用这样的结构形态主要基于两点：
　　⑴．板柱结构不得应用于抗震设防地区，而板柱－抗震墙结构高层建筑的最大适用高度为35m(7度抗震设防烈度)[2],[3]。
　　⑵．空心楼盖体系的厚度较大，对梁刚度的增大效果较普通现浇楼盖明显，能够以较小的高跨比满足框架梁的受力和变形要求。
　　对于常见的7度抗震设防地区高层建筑，由于不能采用板柱－剪力墙结构，一般仍采用梁板式楼盖体系。考虑到厚板的刚度增大效应，框架梁的高跨比可取1/18～1/20，且不需设置次梁。
　　工程一，位于某市中心区域，二十层办公建筑，平面呈“L”形，地面至大屋面的高度为78.30m，标准层层高为3.8m，典型柱网尺寸为8.2×8.65m，采用框架－抗震墙结构体系，7度抗震设防。标准层结构平面如图二。抗震墙所形成的核心筒区域内采用普通的现浇混凝土梁板式楼盖，核心筒以外的区域则采用300mm厚的空心楼盖，内置直径200mm的芯筒。空心楼盖区域的框架梁的截面尺寸为500×500mm。
　　此工程的楼盖体系，结构层的总高度为500mm，加上设备安装所需要的350mm(空调风管200mm，消防喷淋管道150mm)高度，以及吊顶(100mm)和楼面面层(50mm)的高度，完成后的室内建筑净高可达2.8m。而如果采用普通的现浇混凝土梁板式楼盖，要想获得2.8m高的净空，则通常需要4.2m的层高。可见，采用空心楼盖体系，每层可以节约高度400mm，对于20层的建筑，总高度可以降低8m，因而可以降低工程总造价达8～10%；若保持总高度不变，则可以建造22层，可增加建筑面积10%。相比之下，空心楼盖体系的优势非常明显。
　　3在LOFT建筑中的应用
　　LOFT建筑始于19世纪中叶的巴黎，成形于上世纪40年代的纽约soho地区，50年代后迅速发展，并逐渐演化成为一种时尚的居住与生活方式的代名词。其高大而开敞的开放性空间，上下双层的复式结构，给了使用者巨大的自由和灵活性。在LOFT建筑出现的早期，对于建筑的层高是没有限制的，结构设计有着很大的自由度。但随着城市管理的逐步规范和完善，现今许多地方相继出台了相应的限制条件，限定建筑物的层高不得超过一定的限值(一般是5.6m)。对于常见的建筑柱网尺寸，如果采用普通的现浇混凝土梁板式楼盖，要满足这一层高限值，上下夹层的净高仅只有2.2m(包括设备安装高度在内)。这使得夹层的设置受到了很大的限制。由此也失去了LOFT建筑的特色和吸引力。而采用空心楼盖体系，这一不利情况得到了很大的改善。
　　工程二，位于某市次中心区域，三层LOFT建筑，平面规则，地面至大屋面的高度为15.41m，一层、二层高均为5.58m，局部三层的层高为3.8m。典型柱网尺寸为8.4×8.4m，采用板柱－抗震墙结构体系，7度抗震设防。二层结构平面如图三。平面中心的电梯、楼梯、管井、卫生间所形成的核心筒区域内采用普通的现浇混凝土梁板式楼盖，核心筒以外的区域则采用300mm厚的空心楼盖，内置直径200mm的芯筒。
　　夹层采用工字型钢梁，高度300mm。平铺钢骨架轻质楼面板与梁面平，夹层的结构层厚度即为300mm。楼面的结构层厚度也为300mm。考虑夹层上下平均分隔并除去建筑面层的厚度，完成后夹层的净高可达到2.45m。获得了良好的效果。
　　4结语
　　从上面的两个工程实例中可以看出，应用空心楼盖体系，于常规的建筑中可以降低造价、增加面积；于一些特殊性质的建筑中可以实现效果良好的室内空间，同时保温、隔声效果也较普通的现浇混凝土梁板式楼盖好，其经济、社会效益显著。
　　同时需要指出的是，空心楼盖体系虽然有很多优点，但其施工难度有所增加，施工周期有所拉长，包括其后的设备安装工作的难度也会有所增加，在应用中需加以注意和要求。
　　参考文献
　　[1]现浇混凝土空心楼盖结构技术规程(CECS175:2004).北京：中国计划出版社
　　[2]建筑抗震设计规范(2008年版)(GB50011-2001).北京：中国建筑工业出版社
　　[3]高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2002).北京：中国建筑工业出版社
　　
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