现浇蜂巢空心楼盖在室外地下工程中的运用.doc

现浇蜂巢空心楼盖在室外地下工程中的运用 摘要：本文通过介绍蜂巢芯现浇空心楼盖在室外地下工程中的运用实例。阐述了在超大荷载作用下蜂巢芯楼盖的设计方法。由于蜂巢芯无梁空心楼盖在超大荷载作用下的工程实例较少，且该工程使用近二年来效果良好。因此本工程为该项技术在超大荷载作用下的运用积累了实际工程经验，有利于该项技术的进一步推广及运用。 关键词：蜂巢芯现浇空心楼盖；方案比对；超大荷载；结构计算；荷载区域 1工程概况 长沙市开福区政府中心广场位于政府办公楼北侧，面积约2.5万平方米。广场入口在东边，向西逐步抬高延伸，其西端为3#常委办公楼。常委办公楼北向为会议中心。结合区冶大院整体规划，根据广场西部地势要求高的特点，在设计中我们将广场西端架空一层作为3#办公楼的楼前广场，其下面为车库及中心广场环形通道的西段。这样即解决了土方问题，又解决了广场车道的疏导问题。 工程分两期，即车库部分与3#办公楼通过后浇带分开，一期工程架空车库与中心广场同步进行。这样可以保证中心广场在景观及使用上的完整性。同时解决了区冶大院内车辆停放难的问题，一期工程于2005年5月开工，2006年竣工，至今使用效果良好。 2蜂巢芯现浇钢筋混凝土空心楼盖的应用 2.1功能要求 由于车库内的通道是3#办公楼及会议中心的主要通道，同时也是中心广场环形车道的一部分。因此除应考虑一般小车外，还应考虑单位客车的通过。通过调查，开福区单位用客车的高度约为2.8m，因此设计车库的净高必须大于2.8m。 在区冶大院改造过程中，由于受已有工程北端武装部办公楼和宿舍楼以及南部1#、2#办公楼的制约，由中心广场上楼前广场的坡道按10考虑，其车库最顶部标高为35.40m，而车库内地坪标高考虑与1#办公楼的连接为31.60m，即层高为3.8m，由于车库的上面为室外中心广场的西部，考虑广场的景观效果及3#办公楼的环境，应种植一定规模的绿化植被，且根据规范，3#办公楼的消防通道要上到楼前广场，因此，在车库顶部的不同区域分布有植被覆土及消防车等超大荷载，在设计过程中必须予以重视。 2.2方案比选 车库柱网布置为：8.4m8.4m、8.4mx6.0m、8.4mx5.4m以及9.0mx8.4m 2.2.1采用肋梁楼盖，由于其楼板上荷载很大，因此只能采用刚度大的双向板肋梁楼盖(井字楼盖)和密肋楼盖形式，由于井字楼盖和密肋楼盖不仅在施工工艺上与蜂巢空心楼板相比存在支侧、拆膜、工作量大，工期长的特点，而且其框架大梁经结构计算约1.2m左右，再加上消防喷淋管的设置，及广场地面的面层因素，其净高远不能满足使用要求，若要降低车库地坪标高，则只有做成半地下式车库才能解决车库南通道口的连接问题。 由于半地下室车库除在建筑规范上要求更严格外，诸如土石方工程量增加，车库四周应做防水挡土墙，且车库内下坡车道对停车位数量的影响等都大大增加工程造价，降低了车库的使用功效，且工期增加对政府大院的正常工作影响较大。 2.2.2若采用蜂巢芯空心楼盖，由于其设计原理即是通过挖去板在受拉区的大部分砼，其空心率达到50以上。因此减轻了楼板自重，楼盖可以采用宽扁梁形式与实心楼盖结构相比节约了楼板砼，减少了钢筋用量，增加了室内有效净空。同时，在基础荷载大大减轻的情况下，基础造价也相应降低。且由于车库为室外工程，蜂巢空心楼盖中芯盒的双层效应，在隔声隔热方面也具备一定的优势。因此其优势明显。综上所述，我们最终决定采用蜂巢芯无梁空心楼盖。 3蜂巢芯现浇楼盖的设计技术 3.1蜂巢芯空心盒的选型 蜂巢芯是以超高强无机胶结料为主要原料，辅以纤维增强，复合制成的一个整体的，带加强筋的空心构件，其底部向内凹进，形成内槽，外形尺寸根据结构设计确定，就本工程而言，由于楼盖面层为室外广场的基层，其上部荷载很大，如种植较大的植被和消防车通道。因此对楼面的刚度及裂缝的要求提高。为防止面层开裂，楼面应配置双向双层钢筋。楼板厚度不宜小于100mm，据此我们选择900mm900mm 450mm的大空心盒。如图，这样可以减少密肋数量，加大肋间距，提高楼板空心率与以前500500的小空心盒方案相比，减少了砼的用量，减轻了肋间钢的绑扎难度，提高了工程进度。 3.2大型蜂巢芯现浇钢筋混凝土空心楼盖的结构设计原理 蜂巢芯现浇楼盖为钢筋混凝土正交双向工肋空心楼盖，蜂巢芯空心盒以100200mm的间隙宽度平辅于楼板中，使现浇钢筋混凝土板在浇注后内部形成蜂巢式的空心，而蜂巢芯间的混凝土与上部混凝土楼板及下部空心盒凹槽内的混凝土形成“工”字型截面梁，构成类型于井字梁的双向肋传力体系。与四边的框架大梁和柱子一起构成空间结构体系。由于“工”字肋下部凹槽混凝土部分主要是起到楼盖形成后卡住空心盒不掉落的作用，且该部分与主肋相比量相对较小。因此我们可以将“工”字肋的底部作用安全储备而忽略，按“T”型肋来考虑。这样，我们就可以将蜂巢芯楼盖按双向井字梁楼盖形式，输入电脑进行结构计算，如图1。 3.3超大荷载作用下蜂巢芯空心楼盖的设计要点 3.3.1结合建筑与环境室外设计、设置超大荷载区域和较大荷载区域 超大荷载区域一般指楼面上有较大的种植植被的区域及以消防车通道的范围，这些区域由于要考虑植被的存活，因此要有足够的土层以及植被本身的载荷以及消防车载满水时的荷载，因此其荷载值达到1520kN/m2，属超大荷载，而较大荷载区域一般指种植室外小型灌木以及一般小型轿车的荷载，其值在46kN/m2范围。由于其荷载值悬殊很大，因此对梁板的断面及钢筋用量影响很大，从而对工程造价的影响非常大。因此，有必要将其进行区域划分(见图2)，这是在室外环境设计过程中容易疏忽的。为了保证这种区域划分的有效可行性。在进行环境设计时，应对方案进行反复推敲论证。在听取多方的意见后，形成最终方案进行施工图设计，对最终的施工图设计不能进行原则性的调整。 3.3.2对于超大荷载区域应结合具体设计可局部采用明框梁蜂巢空心楼板。 由于超大荷载区域荷载大的特点，因此若采用框架暗梁(即宽扁梁)则其截面宽度非常大，这样不仅降低了楼板的空心率，增加了楼面的自重，而且由于其宽度大而截面高度相对较小的特点，其内力及配筋就会非常大，与相应的框架明梁相比。就梁而言，钢筋用量要增加30左右。而框架明梁虽然受力合理且经济，但由于截面高度太大，建筑净空大大降低，因此，为了达到既经济又不影响建筑的使用，就需要我们精心设计。根据建筑超大荷载的分布以及设备管线的走向，局部设置 框架明梁，使主管线分布于暗框梁的位置，而支管向框架明梁范围延伸(如图2) 3.3.3确定蜂巢芯楼板的肋宽 由于超大荷载作用下蜂巢芯楼盖的密肋的内力及配筋地相应较大。因此为方便施工过程中绑扎钢筋及浇筑砼其肋宽不宜过小，一般在120200mm之间。 由于楼盖中密肋的数量很大，因此，其宽度的取值将是影响整个楼盖砼用量的关键因子，而一般楼盖砼用量占整一个框架结构砼用量的65以上。因此，我们从降低工程造价的角度出发，我就该合理慎重取值密肋的肋宽。如本工程蜂巢空心楼盖厚度为550mm，面层板厚取100mm。其不同肋宽相应的折算板厚(见表1)，从表中我们可以看出肋宽对楼盖的折算板厚影响很大。因此，在设计过程中，应根据结构计算，在满足结构强度、抗裂要求及施工工艺的同时，尽量取低值，以降低工程造价。 3.4超大荷载作用下蜂巢芯空心楼盖的施工 3.4.1蜂巢芯现浇砼空心楼盖的施工工艺流程为：在场地或已建楼层上测量放线支脚手架并安装底模龙骨安装楼盖底模在模板上放线蜂巢芯及预埋水电线管盒的定位绑扎蜂巢芯肋粱钢筋水电线管的安装绑扎楼面面板钢筋隐蔽工程验收并整改浇筑混凝土楼盖砼养护混凝土达到湿度后拆模。 3.4.2应严格控制蜂巢芯的制作质量尽量确保施工过程中无质量问题。 由于超大荷载作用下空心楼盖的蜂巢芯高度都在400mm以上，其砼浇筑过程中对其侧壁产生较大的侧压力，若侧壁强度不够，在施工过程中产生强度破坏，则砼会灌入芯内，变成实心楼盖，增加工程造价甚至造成质量事故。在操作过程中，除必须严格按常规要求控制各道工序外，还应特别注意以下几个问题。 1严格控制蜂巢芯产品的出产日期，不能以工期紧为由，将未达到强度的蜂巢盒用于施工安装，这需要施工单位提前做好施工组织设计，尽早与蜂