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现浇空心楼盖新技术及其在工程中的应用

时间:2017-12-14 18:04:00          访问次数: 0

1.空心楼盖的技术特点 长期以来,现浇混凝土楼盖使用肋形梁板或带柱帽的实心楼板,前者因梁的存在而降低了建筑净高,吊顶费用高,管线安装不便,隔音效果差,施工周期长;后者自重大,不宜大跨度、大开间,柱帽不便装修。GRF现浇混凝土空心无梁楼盖技术就是为克服这两种结构形式的弊端应运而生的一种新结构体系。 

现浇混凝土空心无梁楼盖的工程原理简而言之即为用GRF高强薄壁管代替厚板中部的混凝土,以达到减轻楼盖自重,而厚板承载力基本不变的目的。GRF高强薄壁管是其具有专利保护的技术核心,该项技术优点可归纳如下: 

①适用范围广,适用于各种跨度和各种荷载的建筑,特别适用于大跨度和大荷载、大空间的多层与高层工业及民用建筑。 

②降低建筑梁高0.4m左右,在建筑层内净高不变的情况下,可相应降低建筑层高0.4m左右,可减少各种围护结构、内外墙装饰、电梯、竖向水电管线的费用,综合造价低。 

③楼面平板有利于房间灵活隔断,适合于大开间布置。 

④房间无需吊顶,减少了吊顶装修和吊顶更新的费用。 

⑤楼面刚度大,隔音隔热效果好,有利于降噪、节能。 

⑥平模施工简便,速度快,降低施工成本。 

2 GRF薄壁空心管现浇钢筋混凝土空心楼(屋)盖技术规程(DBJ/T34—204—2004) 

①为正确推广使用GRF薄壁空心管现浇钢筋混凝土空心楼(屋)盖板技术,确保建筑结构安全、经济合理,根据现行国家有关规范及近期国内其他省市和安徽省已使用此种楼(屋)盖板的工程实践经验,编写了该规程。在编制过程中,广泛征求了有关单位的专家、学者们的意见,并于2004年5 月通过了专家审定。 

②规程提出了GRF空心板内每1m设置等代次梁,主梁按实际截面输入的方法,使设计计算方法具体化,相对于等代框架梁的方法提高了精度,解决了框架梁挠度和裂缝宽度计算的难题,满足了混凝土结构设计规范的要求;相对于有限元的方法则简化了设计方法,提高了运算速度。在使用中,设计人员普遍反映规程可操作性强,对安徽地区GRF空心楼(屋)盖技术推广起了很大促进作用。 

3 现浇GRF空心楼盖应用范例 

3.1某设计院生产综合楼(2000年) 
某设计院办公楼原设计为6层普通框架结构,采用双向井字梁体系,梁高500,后改为250厚GRF空心板结构,净高增加250mm且可以自由分隔,改善了设计人员的工作环境。 

3.2科大创新厂房工程 
合肥科大创新股份有限公司厂房为4层工业厂房,该厂房为钢筋混凝土框架结构,总面积1.4×104m2,柱下独立基础形式,基本柱网为7.5m×7.5m,平均使用荷载为5kN/m2。该工程中除电梯、卫生间等不规则公用部分外,楼面均使用GBF空心混凝土无梁楼盖技术,GRF空心板厚320,GRF管径200,扁梁与GRF板同厚。 

3.3安徽建工学院教学楼 
该教学楼跨度14m,GRF板厚600mm,管径450mm,总面积3.7×104m2,为安徽省内单体面积最大的教学楼。 

3.4安庆师范大学一期、二期食堂 
学生就餐大厅楼面均采用GRF空心板,基本柱网尺寸为7.2m×8.1m和7.8m×7.8m,GRF空心板厚320mm,管径200mm。 

3.5安徽省印刷学校教学综合楼及食堂工程 
教学综合楼总面积1.8×104m2,按伸缩缝共分为5块,其中教室及大厅GRF板厚370,短跨跨度7.5m;两侧单层阶梯教室跨度为15.6m,GRF板厚700,管径500。 

食堂学生就餐大厅楼面均采用GRF空心板,基本柱网尺寸为7.8m×7.5m,板厚320mm,管径200mm。 

3.6安徽省新华书店图书批销中心厂房及综合楼工程 
中心厂房为3层工业厂房,钢筋混凝土框架结构,总面积4.5×104m2,基础采用沉管夯扩桩形式,基本柱网为7.5m×7.5m,平均使用荷载为20kN/m2,楼面要求可通行小型叉车,层高底层为5.5m,2~3层层高为4.5m,考虑到图书的堆放对框架梁高没有特别要求,本工程框架梁采用明梁(350×800)。该工程除电梯、卫生间和办公等不规则公用部分外,楼面及屋面均使用GRF空心混凝土楼盖技术,楼面GRF板厚420mm,管径250mm;屋面GRF板厚320mm,管径200mm。 

中心综合楼裙房2~3层内14.4m跨度餐厅及多功能厅均采用700厚GRF空心板,管径500,扁梁与GRF板同厚。 

3.7安徽农业大学教学楼(已设计完成正在施工中) 
安徽农业大学经管学院教学楼为6层内廊式教学楼,总面积约2×104m2,其北侧多媒体教室跨度10.5m,采用370厚GRF空心板,柱间框架扁梁突出板底130cm,层高3.9m,在梁下实现了3.4m的净高。 

4设计和施工中应注意的问题和解决方法 
①根据构造要求,扁梁60%的钢筋必须伸入柱内,故规程对扁梁的宽度作了约束。在结构方案设计阶段应结合扁梁宽度适当增大柱截面,以保证最终满足构造要求。 

②空心板配筋形式按规程要求在垂直管方向既可均匀配置,也可集中配置。集中配置适合于荷载较大,配筋较多的情况,但应注意支座负筋间距≥50,以方便施工中混凝土振捣。 

③因空心板计算采用空间计算模型,板也按网格进入计算,板支座配筋在柱头周边可能较大,而在跨中较小,因此板支座配筋在一跨内可结合板面通长筋按不同间距配置。 

④根据规程要求,框架扁梁高度最小可取跨度的1/25,GRF空心板厚度最小可取跨度的1/30,因此可将扁梁在空心板底作局部突出考虑(一般3cm~5cm),板厚不需要同梁高。 

⑤因混凝土空心楼盖的上下翼缘较薄,因此预埋的各种管线对其影响较大,设计中应尽量减小预埋管的外径,避免交叉,如不同电气系统管线存在交叉,可将部分系统管线在空心板顶面翼缘内布设,其他系统管线在空心板底面翼缘内布设。在新华书店图书批销中心厂房工程中,电气系统仅照明及弱电管线在板内布设,大直径的动力管线均用桥架布设。 

⑥同样因为上下翼缘较薄,GRF管间距较近,在施工中应注意选用小粒径的砂石拌制混凝土,合理控制坍落度,对振动棒无法插入的情况特别处理,如在振动棒端部加焊钢筋插入板下翼缘进行振捣;施工中可采用二次浇注的方法来避免空鼓,即先均匀浇注混凝土至板肋半高位置,待混凝土下沉稳定(混凝土初凝前)后再浇注面层,其好处是可将板内气泡排除,并能直观地看到肋间下部混凝土的浇注情况,有效地保证混凝土浇注质量。 

⑦施工中应采取切实有效的措施固定GRF管,防止其移动和上浮。 

⑧在设计中如遇超长结构,可按钢筋混凝土规范要求设置后浇带,但应注意对后浇带内GRF管的保护,不得水泡和踩踏,接缝处应保证全截面均为混凝土,必要时可将接缝处GRF管去掉或采用非标准长度管。 

5结语 

经过多年的技术推广和应用,结合规程的推出,GRF薄壁空心管现浇钢筋混凝土空心楼(屋)盖板技术在安徽省内的应用已达到相对成熟的阶段,全省各地建筑工程中均有采用,其使用功能涵盖了民用建筑和工业建筑的各个方面,得到了各界普遍好评。作为一项新兴技术,它必将在我国的建设事业中发挥更大的作用。 
现浇砼空心无梁楼盖技术是一种以GBF高强薄壁管为主材的楼盖施工新技术,是目前建筑结构领域中的一项重大创新。它性能好、价格优,具有巨大的社会经济价值。 
GBF高强薄壁管分为预应力(跨度≤25m)和非预应力(跨度≤15m)现浇多孔楼板用薄壁管两种;按管的截面形状可分为方形、圆形、梯形、异型。目前这种技术已逐渐被运用于施工实践中。我单位在施工苏州大学北校区工科实验楼工程时就采用了这一现浇砼空心(GBF高强薄壁管)无梁楼盖新技术。 
苏州大学北校区工科实验楼由地下1层地上12层的北校实验楼和5层的南校教学楼组成,中间有单层的辅房和5层的连廊,平面外形呈“回”型,中间为内庭院,总建筑面积38159.6m2,其中在一层多功能厅顶板(19.9×17.1m)采用现浇砼空心(GBF高强薄壁管)无梁楼盖技术,楼板结构厚度为500mm,使用了φ400圆形预应力现浇多孔楼板用薄壁管,管长1200mm,壁厚50mm,空心率为40%。 
施工时,模板支撑要验算空心板的施工总荷载并架设牢固,模板安装完成并经验收合格后,应对暗梁、薄壁管、预埋件、孔洞等作详细的放线定位,方可进行下道工序。在暗梁钢筋和楼盖底层钢筋安装完毕后,钢卷尺测量实际铺设GBF管的空间尺寸,分隔点用石笔在梁筋上划线,排管时用铁丝调直,待一个柱网排定后,用定型模卡卡定后进行点焊固定,保证焊牢,但不能烧熔钢筋。为了确保GBF高强薄壁管在砼浇注过程中不上浮,需用12号铁丝每间隔1000mm,扣在底层钢筋交叉点并穿过模板锚固在钢管上。在施工中尤其要注意的是GBF管的排放应综合考虑楼板预留孔位置,以预留于GBF管处少切断板受力主筋为原则;现场支模须起拱,起拱幅度为长跨的3/1000;同时砼的塌落度不大于14cm,砼浇注完成后,应用薄膜覆盖,满24小时后每隔4小时浇水养护,龄期达到28天且砼强度达到100%方可拆模;不得事后在板面上开孔洞,板底打膨胀螺栓时应避开钢筋,不得打断。 
从实际运用效果看,现浇砼空心无梁楼盖技术与一般的梁板结构体系相比,钢筋砼造价降低5%,模板损耗降低50%,还能节约装饰费用10%-15%,综合造价降低10%左右。同时,施工便捷,使用该技术可直接减少支模、拆模的工作量,能缩短工期近1/3。从使用功能看,与普通框架结构比较,本技术使空间更开阔美观,无柱帽、无凸出部位,实现真正的平板。同时空心楼板的刚度大,变形小,抗震性能好。与此同时,隔音效果优良,该楼盖的封闭空腔技术大大减少了噪音的传递,克服了上下楼层间的撞击噪音干扰,楼盖隔音效果提高5-12分贝。同样,封闭空腔结构减少了热量的传递,使隔热、保温性能得到了明显得提高,对采用空调的建筑来说,可大大降低空调费用。 
苏州大学多功能厅工程由于使用了现浇砼空心无梁楼盖技术,取得直接经济效益3.2万元,同时还获得了广泛的社会效益。由此可见,现浇砼空心无梁楼盖技术具有良好的发展前景,是一项集美观、经济、实用于一体的新型技术,值得借鉴推广。


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