现浇混凝土隔层楼板的设计与施工

1、现浇混凝土隔层楼板的设计与施工研究胡福洪，刘益明，朱家帅，杨勇，康宁（武汉工业学院土木工程与建筑学院，湖北武汉430223）【摘 要】 近年来随着房价不断攀升，开发商的挑高空间成为一大卖点，隔层的需求日益广泛。现浇混凝土 隔层楼板以其较好的使用性能作为隔层方案的首选。本文经过大量的调查研究，针对常见尺寸的现浇混凝土隔 层楼板进行了两类极限状态的设计计算，并对施工关键技术进行了阐述，对施工单位的隔层方案进行了优化， 保证了现浇混凝土隔层的安全性和经济性。【关键字】现浇混泥土；隔层；配筋；植筋；锚固；1引言近年来房价攀升让居民认识到了充分利 用建筑空间的重要性。“赠送面积”成为众多 楼盘的最大卖点

2、之一，赠送入户花园、大露台、 大飘窗、地下室、挑高空间等形式多样。网上 调查显示：在这些赠送面积的形式里，“挑高空间”为业主接受程度居第二；LOFT也成为年轻人特别青睐的户型。坡屋顶的住宅和别 墅，层高渐变，有较大的可利用空间；还有一 些商用门面房，层高达 5.57m。业主购买挑 高空间会通过隔层的方法获得更大的使用面 积，在建筑内增加隔层需求越来越大。2隔层方案的选择目前隔层的方法主要有两种： 混凝土现浇 隔层、钢结构隔层。钢结构施工比较方便，施 工周期短，施工场地也较干净。 但它的缺点也 非常明显，隔音、防震动和防腐蚀性能相对较 差，尤其处于潮湿位置的厨房和卫生间，防腐防锈问题比较严峻。钢

3、结构隔层总厚度也较大 一些，也即净空高度略小。混凝土现浇法做隔 层需按设计方案进行支模、绑扎钢筋、浇混凝 土和养护拆模。优点是隔音、防震动和防潮的 性能相对好得多，寿命长，且隔层厚度比钢结 构薄，也可省去吊顶，费用可能要少一些。缺 点是施工周期长，施工环境脏，技术性强。综 合考虑以上两种方案， 业主一般选择混凝土现 浇法的较多。现浇混凝土隔层楼板对设计和施工的要 求较高，专业性强，目前隔层施工行业状况比 较混乱，隔层施工凭经验，没有可靠的依据， 有的缺少安全性，有的安全度配置不合理，有的虽然具有安全性但是不经济。隔层事故引发的纠纷也时有发生。业主一般认为钢筋越多越 好，事实并非如此。3现浇混凝

4、土楼板的设计计算对武汉市有隔层需要的现场调查，发现 常见隔层楼板的跨度在 2.05m之间，根据现 场情况，选择合理的结构布置方案，并确定 构件截面尺寸、计算配筋，承载能力极限状 态和正常使用极限状态的设计计算，既满足 安全适用，又满足经济方便施工。表1针对现浇楼板的常用尺寸，对双向楼板进行配筋 设计。设计计算采用手算和电算两种方法，电 算用Tssd08 For 2008进行，两种方法计算结 果误差在3尬右，结果吻合。本计算结果现 浇板均按四边简支，对跨中截面配筋偏于安 全。根据刚度要求，2m和3m板板厚取为80mm 4米板板厚为100mm 5米板板厚为120mm 混凝土强度等级为 C30，钢筋

5、采用 HRB335。表1现浇楼板设计计算结果板跨X板跨Y计算配筋X实际配筋X计算配筋Y实际配筋Y挠度限值mm计算挠度mm裂缝限值mm裂缝Xmm裂缝Ymm226625166251102.2270.30.01510.01512.17225166251102.4520.30.01630.01512.27825167251102.6740.30.01760.01522.38325167251102.8910.30.01890.01522.48925167251103.1030.30.02010.01522.59425166251103.3080.30.02130.01512.6992516625110

6、3.510.30.02250.01502.710425165251103.7020.30.02350.01492.810925165251103.8870.30.02460.01482.911325164251104.0660.30.02560.0146311825163251104.240.30.02660.01443.112225162251104.4040.30.02750.01423.212625162251104.5610.30.02820.01403.313025161251104.7080.30.02920.01383.413325160251104.850.30.03000.0

7、1363.513725159251104.9840.30.03030.01343.614025158251105.1120.30.03290.01323.714325157251105.2320.30.03660.0133.814625156251105.3460.30.04010.01283.914925155251105.4540.30.04340.0126415125155251105.5570.30.04660.0124331502511502511511.2740.30.04540.04543.11592511512511512.0450.30.05660.04663.2169251

8、1522511512.7950.30.06740.04763.31782511532511513.5360.30.07810.04833.41862511532511514.2740.30.08860.04863.51952511532511514.9870.30.09880.04863.62042511522511515.7080.30.10890.04823.72122511522511516.4080.30.11880.04763.82202511512511517.0950.30.12850.04693.92282511512511518.3560.30.13790.046423625

9、11502511519.9970.30.14690.04524.12442511492511521.6610.30.15590.04394.22512511482511523.2520.30.16450.04264.32582791472511522.8710.30.14140.04144.42662791462511524.2860.30.14880.03994.52722791442511525.6420.30.15590.03844.62792791432511526.9430.30.16270.0374.72863141422511525.7850.30.13490.03534.829

10、23141402511526.9020.30.14060.03364.92983141392511527.9750.30.14610.03253043141382511529.0070.30.15140.0325.13093141362511530.0260.30.15660.03075.23153141352511531.0070.30.16160.03045.33203351342511530.3970.30.14710.03015.43253351322511531.2590.30.15150.02985.53303351312511532.0910.30.15560.02955.633

11、53351302511532.8950.30.15970.02925.73403591582511531.9280.30.14330.02895.83443591272511532.6350.30.14680.02865.93493591252511533.3190.30.15020.028363533591242511533.9810.30.15340.028442232512232512020.7960.30.13580.13584.12332512242512021.870.30.14830.13714.22432512252512022.8930.30.16030.13844.3253

12、2792262512022.0890.30.14120.13934.42632792262512023.0280.30.15180.14014.52732792272512023.9670.30.16240.14054.62833142272512023.6060.30.1380.14054.72933142272512025.7130.30.14680.14054.83023142262512027.9170.30.1560.13994.93123142262512030.050.30.16490.139353213352252512030.5310.30.15370.13865.13303

13、352242512032.5280.30.16190.13765.23393592232512032.6470.30.1490.13665.33483592232512034.3960.30.15610.13575.43573592222512036.1550.30.16310.13445.53653862202512035.7980.30.14840.1335.63733862192512037.3690.30.15460.13165.73813862182512038.8880.30.16050.13035.83903922172512039.9560.30.18730.12875.939

14、74022152512040.6420.30.160.12764054192142512040.7020.30.15310.1253553073143073142528.6730.30.16410.16415.13183353083142528.4150.30.15550.16535.23293353093142529.5040.30.16550.16645.33413593103142530.5370.30.15440.16745.43523593113142533.2750.30.16380.16825.53633863123142533.9560.30.1510.16895.637438

15、63123142536.440.30.15940.16935.73853863123142538.9470.30.16780.16935.83954023123142540.070.30.16340.16935.94064193123142541.0130.30.15840.169264174193113142543.3320.30.1660.1687通过计算发现跨度大于 4m时楼板挠度普好、价格较低廉等优点。遍超标，可以采用施工过程中“起拱”解决，般工程中楼板起拱 1%02%0。下面结合东西湖区金银湖假日港湾北E区9栋3号别墅实际工程进行相关的分析。 工 程相关计算资料如下：(1 )几何参数

16、计算跨度：Lx = 4800 m; Ly = 4650 mm 板厚:h = 110 mm(2 )材料信息混凝土等级：C30 fc=14.3N/mm22ft=1.43N/mm2钢筋：HRB400 , fy = 360 N/mm Es =522.0 x 10 N/mm通过弹性理论计算得出双向板配筋面积：X方向：As=210 mm2；设计配筋8200,实配面积251 mm； Y方向：As=222 mm;设计配 筋 8200,实配面积251 mm2；该工程现场 配筋为：X Y方向均为双层10200实际面积786 mm2。通过计算比较得出优化后的用钢量只有该工程的经验用钢量的32%加上构造筋综合考虑，优

17、化后的每平米的用钢量一般 可以节约50%以上，对于施工单位有可观的经 济效益。4现浇混凝土楼板的植筋技术增加隔层是对原结构的改造，后施工的混凝土楼板与原结构能够形成整体，共同工作主要取决于新旧结构的连接节点。植筋是目前采用比较普遍而且效果最好的方法。植筋技术的关键在于选择好的植筋胶， 开孔的深度，洞孔 的干净度和植筋的深度。锚固植筋技术作为一 种新型的锚固施工技术，不仅具有施工方便、 工作面小、工作效率高的特点，而且还具有适 应性强、适用范围广、锚固结构的整体性能良4.1植筋锚固拉接筋施工技术的优点1. 设计的灵活性：根据需要可以在钢筋混 凝土结构的大多数位置，根据结构受力特征而 设计墙体拉接

18、筋的数量及规格。2. 可靠性优于预埋件，承载力大。YZJ-2植筋锚固型结构胶的技术指标为：(1)约束拉拔条件下植筋锚固长度 175mm)25钢筋与C30 混凝土的粘结强度11Mpa (2)胶体抗压强 度 70Mpa (3)胶体抗拉强度 30Mpa； ( 4) 胶体抗折强度 50MPa该参数显示植筋的粘 结强度产生的抗拔力完全大于钢筋的屈服时的拉力。3. 造价相对较低：以应用植筋技术的框架柱与填充墙之间的拉接筋( 6伽)为例。经过施工单位使用情况调查，每公斤结构植筋胶 可植近100根拉接筋，目前虽然钢材价格飞涨, 但是植筋所用结构胶成本每根约1.1元，由于植锚拉接筋工艺简便，一般操作工都可以施

19、工，每个工日至少可植 5060根，每根钢筋 综合成本也就在3元，与预埋件施工方法比相 对便宜，而且钢筋位置准确。4.2植筋锚固技术施工工艺植筋胶的使用可简要归纳为三个步骤：(1 )预处理：锚固前，在混凝土构件上钻孔， 清除孔内粉尘、积水并烘干钻孔内壁，钢筋表 面除锈去污、糙化。(2)配胶：根据气温及施 工要求，按组份 A:组份B为4:1重量比例配 制胶，用电动搅拌机搅拌均匀(胶体颜色均 一),将胶注入孔内(胶量应为钻孔体积的 2/3 以上)。(3)锚固：将锚固件插入孔内，务必在胶体固化前避免扰动锚固件，以免影响锚固效果。筋大小、钻孔深度之间的关系，一般钻孔深度 在10d15d范围之间可达到设计

20、要求， 表2列另外在配胶的时候也要注意用胶量与钢 出YZJ-2植筋锚固型结构胶技术参数。表2植筋推荐用量表序号钢筋直径(mm)钻孔直径(mm)钻孔深度(mm用量(g/根)每公斤胶可植钢筋根数1 6 10909.21082 8 1212013753 10 1415024424 12 1618033315 14 2021068156 16 22p4087127 18 24270100108 20 2530011099 22 28330144710 25 32375204411 30 344503303具体施工中可根据下式计算用胶量：1.2 X( D2-d2) nX h X 1.7 X n式中：D钻孔半径；d钢筋半径；h 钻孔深度；n钢筋数量(1) 现浇混凝土植筋工艺流程： 拉接筋锚 固施工图纸 t定位t钻孔t清孔t注胶 t除锈后在钢筋上标记埋深尺寸t植入钢筋T保证足够的时间固化并防止流胶T现场检测固化效果 T检测合格 T结构表面凿毛处 理 T清洁表面 T砌筑墙体结构。(2)施中应 注意的问题：按图纸要求定位布孔。 钻孔与结 构件