“GBF蜂巢砼空腹楼板技术”在工程中的应用(商丘).doc

“GBF蜂巢砼空腹楼板技术”在工程中的应用 陈 博1 邢许颍 2（1、中煤建筑安装工程公司第七十二工程处， 安徽宿州，234000，2、河南省建筑设计研究院，河南郑州，450003）摘要：本文综合阐述了“GBF蜂巢空腹楼板技术”的形式、受力机理、设计要点、使用范围、施工工艺及经济效果比较。结合对“商丘市疾病预防控制中心大楼”项目的设计与施工，说明该技术是一种性能价格比优越、受力明确合理的结构体系，具有一定的社会经济价值。关键词：蜂巢芯蜂巢砼空腹楼板一、 GBF蜂巢砼空腹楼板技术简介1、蜂巢芯及GBF蜂巢砼空腹楼板：蜂巢芯是以超高强无机胶结料为主要原料，附以纤维增强，复合制成的一个具有整体性的空心构件。蜂巢芯壁设有增强冲击性能和强度的加强钢筋，结构底板上夹有钢筋网片（其外形见附图一）。GBF蜂巢砼空腹楼板是采用蜂巢芯系列产品，在现浇砼中浇筑成内部空间承力单元，形成传力明确的现浇砼双向网格肋型楼板，与暗梁、扁梁或明梁共同形成空间结构体系（布置简图见附图二）。附图一 附图二2、GBF蜂巢砼空腹楼板的受力机理：该楼板的传力途径如下：由蜂巢芯之间的空隙形成“工”字形肋，按双向正交“工”字形井字梁将GBF楼板曲格内的荷载传至周边框架明梁或框架扁梁上，然后通过框架明梁或暗梁与框架柱共同形成空间受力体系。（其基本构造见附图三）。 附图三3、现浇砼空心无梁楼盖的设计要点与构造要求：（1）结构布置原则、GBF蜂巢砼空腹楼板的方案设计可遵循现有的钢筋混凝土结构设计规范（GB50010-2002），建筑抗震设计规范（GB50011-2001）和高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2002）执行。、在柱与柱、柱与剪力墙间设置框架梁，框架梁围成的板采用GBF蜂巢砼空腹楼板。、GBF蜂巢砼空腹楼板周围的框架梁一般为扁梁，扁梁宽度一般取值为“柱宽度+扁梁高度”，高度一般与空心板厚度相同，但应满足抗震规范（GB50011-2001）第6.3.2条的规定，同时扁梁及板肋应满足规范中对裂缝及挠度的要求。、在现浇砼工肋下，有蜂巢芯底板，该底板既充当永久模板也参与结构受力。（2）荷载取值与计算：蜂巢芯自重根据板厚度不同，按0.5-1.0KN/考虑。其他楼面静、活载按实际情况计算确定。计算可以采用PKPM-SATWE或空间有限元程序进行内力分析，其中工字型板肋、框架明梁及框架扁梁的截面尺寸可以按实际尺寸建模并参与计算，板肋可按井字梁模式进行受力分析。（3）一般构造要求： 砼强度等级C30。 GBF蜂巢砼空腹楼板板厚度的确定原则：a) 框架梁（明）GBF蜂巢砼空腹楼板，板厚为138130L(L为板的短边长)b) 框架梁（暗）GBF蜂巢砼空腹楼板，板厚由暗框架梁的高度确定，一般可取梁跨度的125；c) 预应力GBF蜂巢砼空腹楼板，可以在框架梁中施加预应力，也可在框架梁和GBF蜂巢砼空腹楼板的板肋中同时施加预应力，预应力GBF蜂巢砼空腹楼板的厚度一般可以在原有蜂巢砼空腹楼板厚度的基础上再增加110L。d) 局部集中大荷载或人防工程等特殊情况应按实际情况确定板厚度。 肋腹高度不宜大于肋宽度的8倍，肋宽度一般为70150mm。 GBF蜂巢砼空腹楼板的板面应配置双向钢筋网片，其直径不小于4mm,间距不大于300mm. 蜂巢砼空腹楼板需要开孔时，当开孔尺寸D300*300时，仅需在孔洞周边补足被截断的钢筋而不需专门计算；当开孔尺寸边长大于1m或截断蜂巢砼空腹楼板的板肋时，应在孔的周边设置边梁或型钢，以补足被孔口削弱的板或肋的截面刚度；当300D1000mm时，应根据实际受力情况另行确定。 当计算中框架扁梁的剪力不满足强度要求时，可将柱帽区做成实心板，并增设相应的构造钢筋。 砼面板局部有大口径管线时，可以采取局部降低蜂巢芯高度或在蜂巢芯顶板设置凹槽等措施。4、GBF蜂巢砼空腹楼盖技术的适用范围：此种楼板体系适用于各种跨度和各种荷载的建筑，如：、大跨度和大荷载、大空间的多层和高层建筑；、需要灵活间隔或经常改变使用用途的建筑；、需要集中式空调的建筑；、有特殊隔音、保暖要求的建筑。二、 GBF蜂巢砼空腹楼盖技术在商丘市疾病预防控制中心大楼中的运用：1、 工程概况：商丘市疾病预防控制中心大楼为现浇砼框架结构，主体六层，局部八层，其中一二层为办公用房，三六层为实验室和大会议室。主体高度为25.200m,层高一层为4.5m，二五层为3.9m，六层为5.1m，建筑面积为7540。该工程属于城市生命线工程和抗震救灾时的重要建筑，其建筑抗震设防分类为乙类建筑。建筑抗震设防烈度为6度，框架抗震等级为三级，抗震措施按7度设防。由于建筑功能的要求，主体实验室部分在有毒有害气（液）体排放、通风、消防等均有特殊要求，楼板下设备管道所占的空间较大。同时该类型实验室对房间净高度也有专门的要求。在不增加建筑的层高、节约造价的前提下，经过多种方案的比较，确定该项目工程采用GBF蜂巢砼空腹楼板技术。2、 结构布置该工程除在楼电梯间、卫生间、电管井及两端附属用房部分采用普通现浇楼板及框架明梁外，其余部分均采用“GBF蜂巢砼空腹楼盖框架暗扁梁”的结构体系。通过采用该类型的结构体系，使实验室部分及六层大会计室的结构高度分别控制在300mm及580mm以内，保证了相应房间的有效净高分别不小于3.6m及4.2m。其结构布置见附图四、附图五所示。附图四附图五3、 计算过程该工程采用PKPM-SATWE进行计算。其中现浇砼框架柱、框架明梁及暗扁梁、普通楼板均按实际尺寸建模输入。为简化计算，将GBF蜂巢砼空腹楼板中的“工”字形每隔一根进行合并，形成一间距为2m的井字梁单元，既保证了所有肋梁的荷载的准确输入，又保证了计算的精度。GBF蜂巢芯自重参照相关厂家提供的数据，分别按0.7KN及1.0KN（用于屋面板）考虑。振型组合方法按耦联考虑，地震烈度为6度，选取前18种振型参与组合计算。框架的抗震等级为3级，场地类别为III类。根据各层的填充墙数量，周期折减系数取值为0.85。考虑“工”字形梁翼缘对刚度的贡献，中梁的刚度增大系数按1.5考虑。经计算，第一振型下的周期为1.4353，X、Y方向的有效质量系数分别为99.29和99.15,X.、Y方向最大值层间位移角分别为12312和11571。均满足抗震规范的要求。各类型梁的裂缝及挠度也满足相关规范的要求。4、施工工艺及注意事项：41 施工工艺流程：在已完成的楼面上测量放线搭设楼层满堂红脚手架（上铺双面刨光方木） 安装暗梁梁底模板（或安装楼板底模板）绑扎暗梁钢筋铺设合格的GBF板拉线校正GBF板绑扎肋梁钢筋绑扎面层钢筋及板面预埋水电管线盒铺设架空运输道并清理板内杂物隐蔽验收浇筑混凝土混凝土养护达到强度要求后拆模。42施工技术措施及注意事项：421 模板支撑体系： 、根据楼板的总厚度，暗梁的宽度与平面的具体位置作荷载计算，对支撑体系作竖向和侧向稳定计算，一般立杆间距为800-1000mm,模板下方木间距取250-300mm为宜；、模板应按照设计要求起拱，一般为单向或双向起拱2.5-3.0， 模板安装完毕并经验收合格后，对暗梁、盒芯、预埋管、孔等作放线定位，核对无误后方可转序施工。422 GBF板的安装： 调整放线，确保蜂巢芯之间与暗梁、墙、柱之间的间距符合设计要求， 盒芯的摆放原则：从暗梁边开始向另外一边摆放标准盒芯，不合模数的盒芯应放在跨中，并应采取切实有效的抗浮措施， 盒芯的各肋边应控制在同一条直线上， 盒芯摆放前应清扫干净，盒芯安装过程中应在底部方木或模板上加木楔调平，并在上部随铺垫木加以保护； 盒芯在安装的过程中，对损坏的盒芯进行修补、调整，合格后方可转序施工，并作好隐蔽记录。423 钢筋安装： 暗梁钢筋、肋梁钢筋及GBF板上部钢筋安装完毕，必须作预检，并确定无误方可转序施工； 楼板面钢筋不宜在支座处断开，宜在板四分之一跨处搭接； 面板的通长钢筋和肋梁钢筋宜双向交叉放置以减少板的钢筋高度，确保现浇面板厚度达到设计要求。424 混凝土浇筑： 楼面上搭设架空运输道，禁止直接踩踏盒芯或板筋， 混凝土浇筑时需要控制顺序及浇筑路线，不能在一个出料口过多堆料，防止局部荷载过大，同时布料和振捣应同步进行，且肋梁处宜用30mm小棒振捣，必须确保振捣密实， 混凝土浇筑时要安排专人随浇筑作业及时修补调整盒芯和钢筋； 在楼面一定面积范围内利用钢筋作板厚和盒芯标高控制标识，以确保满足设计要求。5、GBF蜂巢砼空腹楼板技术在工程中运用的效果：（1）、使用功能得到改善与普通框架结构比较，本技术使空间开阔，使用较为方便；与无粘结预应力无梁楼盖、实心无梁楼板比较，无柱帽，实现真正的平板、无凸起部位；开孔洞方便，射钉、电锤打孔，吊挂不受影响；防火性能较好。（2）、抗震性能良好 由于GBF楼板比普通楼板厚，增强了楼板的整体刚度，同时板内砼体积的大幅抽 空，减轻了自重，故与一般平板相比，其具有自重轻、抗震性能较好的特点。（3）、综合经济效益有所提高该项技术的土建工程费用与一般钢筋砼框架结构基本持平，与一般的平板、无梁板相比，土建工程费用有一定额度的降低。同时，对于采用集中式空调的建筑来说，板高比梁高减少0.4米左右，有利于水平管线，特别是空调管道的安装、因而提高了建筑净空。如果建筑仍按原有净高进行设计，则可以降低层高，在现行的设计规范下，由于对建筑总高有一定要求，因此，降低层高等于增加了层数，增加了使用面积，给业主带来了一定的经济效益。以疾病预防控制中心项目工程为例，按普通楼板设计，结构最大梁高为0.8m.加上消防、通风、排烟、排毒等管道的所占用的空间，为保证所要求的层高，需将各层层高由3.9改为4.5m.使结构的主体高度超过28m,使结构的水平地震增加、位移及内力增大，相应增大了构件的尺寸及含钢量，同时需要按照高规进行设计，此外按照普通楼板设计，将导致结构的柱底反力增加，需要相应增大基础尺寸及配筋，同时总桩数也要增加，必然增加造价。（4）节约装修费用此种楼板较为平整，无需吊顶，同时层高降低了，也就减少了竖向的水，电、风、电梯、内外墙等装修费用，更重要的是减少了吊顶更新等经常性开支。（5）空间间隔较为灵活此种楼板由于较为平整，没有凸出的主梁和次梁，使分隔墙的任意布置成为可能。由于墙体可以任意移动、对办公楼、娱乐场所，展览馆等需要随时变更间隔的公共建筑尤为适用。另一方面，当这项技术应用于住宅建筑时，在整个平面布局中，除了厨房、厕所由于走管要求不能任意移动外，开发商可以根据业主的要求度身订造出不同面积、不同开间的住宅，业主也可以在户内进行适当的改变隔断，而无需在结构上作改动。(6) 施工经济方便与普通梁板结构相比，减少了模板的损耗及支拆模板的人工费用，施工简便，缩短了楼板部分施工工期,节约机械、周转材料的租赁费用及其他固定费用，一定程度上降低了施工成本；与无粘结预应力无梁楼盖相比，施工时不需张拉。（7）隔音