暗梁空心樓蓋設(shè)計(jì)原理文集.doc

混凝土空心樓蓋技術(shù)實(shí)用設(shè)計(jì)原理 鄭州東飛建材有限公司 技術(shù)部一、混凝土空心樓蓋技術(shù)混凝土空心樓蓋的關(guān)鍵構(gòu)件是置于混凝土樓板內(nèi)的GRC高強(qiáng)預(yù)制薄壁管，它作為永久性模體被用于現(xiàn)澆鋼筋混凝土空心板中。預(yù)制薄壁管的外徑一般為100mm500mm，長(zhǎng)度一般為500mm2000mm，管壁厚68mm。由于該產(chǎn)品為水泥制品，它與混凝土共同工作具有優(yōu)良的特性。預(yù)制薄壁管沿一個(gè)方向布置，管與管之間對(duì)接留有一定長(zhǎng)度的縫隙作為加強(qiáng)肋，其布置及構(gòu)造詳下圖：設(shè)計(jì)計(jì)算方面，現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋按照“空間等代框架”法進(jìn)行三維計(jì)算分析，柱與柱之間設(shè)置暗梁，通過(guò)現(xiàn)澆實(shí)心暗梁與現(xiàn)澆空心樓蓋上下翼緣緊密結(jié)合形成加強(qiáng)框架扁梁。空心暗梁樓蓋沿順管方向?yàn)椤肮ぁ弊中谓孛妗Ｔ诖怪惫芊较蜃畋∪跆巸H有上下翼緣，為了保證上下翼緣共同工作，必須采取相應(yīng)措施提高樓板的整體性，空心管的排放為一根根對(duì)接，中間留肋以增強(qiáng)樓板整體性，使樓板形成明顯的雙向受力特性。二、混凝土空心樓蓋的設(shè)計(jì)計(jì)算現(xiàn)澆空心樓蓋自身有一定的空隙率（一般為3555），自重減輕很多，對(duì)抗震極為有利；此種樓蓋的厚度較一般實(shí)心平板的厚度大，其平面內(nèi)外的剛度均較大，建筑物整體的抗側(cè)移剛度提高許多；采用現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的建筑工程一般具有較好的抗震性能?，F(xiàn)澆凝凝土空心樓蓋采用“等代框架法”與豎向構(gòu)件及支撐一起進(jìn)行結(jié)構(gòu)三維分析。目前，TBSA及PKPM系列軟件均可用于此種結(jié)構(gòu)類型的計(jì)算，結(jié)構(gòu)的豎向構(gòu)件及支撐按普通梁板結(jié)構(gòu)進(jìn)行輸入。現(xiàn)澆混凝土暗梁空心樓蓋可用于框架、剪力墻、框架剪力墻、框架核心筒、板柱、板柱剪力墻等結(jié)構(gòu)。其中板柱結(jié)構(gòu)適用于非地震區(qū)，地震區(qū)可采用板柱剪力墻結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)澆混凝土空心樓蓋大體可分為邊支承板樓蓋結(jié)構(gòu)和柱支承樓蓋結(jié)構(gòu)兩種。邊支承板樓蓋可僅考慮承受豎向荷載，樓板周邊支承構(gòu)件應(yīng)考慮承受豎向荷載、水平荷載和地震作用，GRC預(yù)制薄壁空心管應(yīng)沿板的短邊方向布置，板厚宜取板短邊方向尺寸的1/251/30，此時(shí)的結(jié)構(gòu)型式宜為普通梁框架、扁梁框架、大開(kāi)間剪力墻、框架剪力墻等結(jié)構(gòu)。電算時(shí)樓板的厚度取按順管方向的等效剛度折算值，結(jié)構(gòu)荷載取折算成實(shí)心板厚度時(shí)的結(jié)構(gòu)荷載。結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)，目前各設(shè)計(jì)單位采用的電算軟件均能滿足要求，樓板配筋面積用軟件(如PKPM)計(jì)算出的配筋面積即可，只是配筋方式須考慮GRC預(yù)制薄壁管的布置情況。柱支承板樓蓋設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)須同時(shí)考慮豎向荷載、水平荷載及地震作用，一般情況下，應(yīng)采用“等代框架法”進(jìn)行空間三維分析。此種樓蓋一般適用于帶邊框梁的板柱、板柱剪力墻、框架核心筒等結(jié)構(gòu)。對(duì)板柱、板柱剪力墻結(jié)構(gòu)，GRC預(yù)制薄壁空心管宜沿柱網(wǎng)格的長(zhǎng)方向布置，板厚宜取柱網(wǎng)格的長(zhǎng)方向尺寸的1/251/30，柱與柱間設(shè)置高度與板厚相同的寬扁暗梁。對(duì)框架核心筒等結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒外框間GRC預(yù)制薄壁空心管宜沿朝向核心筒方向布置，平面形狀為正四邊形時(shí)，內(nèi)筒外框間板的四角部位薄壁管的布置方向宜各層調(diào)換，或在此處設(shè)置45度寬扁斜暗梁，薄壁管朝向斜梁布置，盡量使結(jié)構(gòu)X及Y向的剛度接近；此時(shí)板厚取內(nèi)筒外框間距的1/251/30。框架柱與內(nèi)筒外圍混凝土墻間設(shè)置高度與板厚相同的寬扁暗梁。按“等代框架法”進(jìn)行整體電算分析前，須進(jìn)行一些數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作。對(duì)邊支承板樓蓋結(jié)構(gòu)，這個(gè)過(guò)程比較簡(jiǎn)單，這里不再詳述。下面就以板柱結(jié)構(gòu)為例對(duì)柱支承樓蓋的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備介紹如下：板柱結(jié)構(gòu)的典型結(jié)構(gòu)平面布置如下圖：按“等代框架法”把結(jié)構(gòu)樓板劃分為柱上板帶和跨中板帶架下圖：1、板厚選擇：暗梁空心樓蓋的厚度一般取板長(zhǎng)邊尺寸的1/251/30，本例中柱網(wǎng)格長(zhǎng)向的軸線尺寸為9.00m，按此原則，板厚取300mm，空心樓蓋上下翼緣的厚度均為50mm，GRC高強(qiáng)薄壁管外徑為200mm，管長(zhǎng)采用1.0m，順管方向管與管的間距取60mm，垂直管方向管與管的間距取70mm，板的空隙率為：1002/（300260）=40.28,折算厚度為：（300260-1002）/260179.17mm，大大減輕了結(jié)構(gòu)的自重。2、預(yù)制薄壁管的布置方式：根據(jù)本工程平面及豎向構(gòu)件的布置特點(diǎn)，預(yù)制薄壁管沿9.0m方向布置。3、框架暗梁（柱上板帶）斷面的確定：框架暗梁斷面高度同空心樓蓋的板厚，其寬度確定包括電算模型輸入時(shí)框架暗梁的寬度計(jì)算及實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)框架暗梁的寬度選擇?，F(xiàn)就將本例框架暗梁斷面的確定簡(jiǎn)述如下：首先根據(jù)豎向構(gòu)件的斷面尺寸及框架暗梁的跨度初步估算暗梁的寬度（框架暗梁寬度可比柱同方向邊長(zhǎng)大些），然后根據(jù)初估斷面寬度，按“等效剛度”的原則確定電算模型輸入時(shí)框架暗梁的斷面。根據(jù)電算配筋結(jié)果回過(guò)頭來(lái)反算框架暗梁的寬度，原則是梁上、下部鋼筋按單排配置，且鋼筋的直徑不宜過(guò)大。本工程框架柱寬度為700mm，首先假定長(zhǎng)柱網(wǎng)方向的暗框架梁斷面為900mm300mm，短柱網(wǎng)方向的暗框架梁斷面為800mm300mm，這樣按“等效剛度”的原則就可確定電算模型輸入時(shí)框架暗梁的斷面尺寸。由于框架暗梁兩側(cè)翼緣均為空心樓板，要折算為等厚實(shí)心梁就要計(jì)算出順管方向及垂直管方向的剛度折算系數(shù)。順管方向的剛度折算系數(shù)計(jì)算：（簡(jiǎn)圖如下） 按等效剛度的原則折算成同厚度的矩形截面，矩形截度為：順管方向的剛度折算系數(shù)為：垂直管方向的剛度折算系數(shù)計(jì)算：（簡(jiǎn)圖如下） 按等效剛度的原則折算成同厚度的矩形截面，矩形截面寬為：垂直管方向的剛度折算系數(shù)為： 這樣順管方向電算模型輸入時(shí)框架暗梁的寬度為：垂直管方向電算模型輸入時(shí)框架暗梁的寬度為：按以上框架暗梁斷面輸入進(jìn)行電算，實(shí)得配筋結(jié)果即為柱上板帶的配筋，按現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（CECS 175:2004）的要求，采用暗梁空心樓蓋須一定比例的鋼筋集中配置在暗梁內(nèi)。一般情況，此值可取0.7。其余配筋應(yīng)均勻配置在柱上板帶（不包括框架暗梁）寬度范圍內(nèi)，且不小于跨中板帶配筋。4、跨中次梁（跨中板帶）斷面的確定：跨中次梁的高度同空心樓蓋的板厚，其寬度為跨中板帶的寬度乘以相應(yīng)方向的剛度折減系數(shù)。順管方向電算模型輸入時(shí)框架暗梁的寬度為：垂直管方向電算模型輸入時(shí)框架暗梁的寬度為：電算出的梁配筋應(yīng)均勻配置在跨中板帶寬度范圍內(nèi)。5、輸入荷載取值：1）空心樓板面荷載：恒荷：空心樓板自重、上下層抹灰、面層荷載及薄壁管自重。活荷：按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）取用。2）暗梁線荷載：次暗梁上反向荷載：；b為按等效剛度折算出的次暗梁寬度；h為空心樓板厚度（單位：m）?？蚣馨盗荷戏聪蚝奢d：（實(shí)心框架暗梁寬度為900mm）；0.17917為300mm厚空心樓板折算為實(shí)心樓板的厚度（單位：m）。 b為按等效剛度折算出的次暗梁寬度；h為空心樓板厚度（單位：m）。3）梁上荷載的輸入順序：首先輸入次暗梁及框架暗梁的反向荷載，消除次暗梁全部自重及框架暗梁非實(shí)心部分自重。然后輸入框架填充墻荷載，大多數(shù)情況下此荷載可直接加載至梁上，否則，可在輸入樓板恒荷時(shí)，在局部樓板范圍內(nèi)按等效荷載輸入。三、注意事項(xiàng)1、由于暗梁空心樓板的厚度較大，其邊梁的受扭作用較普通梁板的邊梁大許多，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意適當(dāng)增加邊梁的斷面和受扭鋼筋。2、注意板柱節(jié)點(diǎn)在垂直荷載、水平荷載作用下的受沖切承載力計(jì)算，應(yīng)考慮板柱節(jié)點(diǎn)沖切破壞臨界截面上偏心剪應(yīng)力傳遞的部分不平衡彎矩。當(dāng)板柱節(jié)點(diǎn)沖切計(jì)算不滿足承載力要求時(shí)，可以采取以下加強(qiáng)措施。1）將板柱節(jié)點(diǎn)附近板的厚度局部加厚或加柱帽。2）增加穿過(guò)柱截面布置于板內(nèi)暗梁上的箍筋面積。3）在板柱節(jié)點(diǎn)處增設(shè)“”形附加鋼筋（邊柱中單向設(shè)置，中柱時(shí)雙向設(shè)置）。4）采用互相垂直并通過(guò)柱子截面的型鋼（工字鋼、槽鋼等）焊接而成的型鋼剪力架。3、電算時(shí)中梁剛度放大系數(shù)的取用由于本工程僅內(nèi)筒外框間為暗梁空心樓蓋，其余部分樓蓋仍為普通梁板結(jié)構(gòu)，所以對(duì)不同構(gòu)件的計(jì)算應(yīng)選用不同的中梁剛度放大系數(shù)。對(duì)普通梁板結(jié)構(gòu)部分的梁計(jì)算時(shí)，中梁剛度放大系數(shù)取2.0；對(duì)暗梁空心樓蓋部分的梁計(jì)算時(shí)，中梁剛度放大系數(shù)宜取1.0；對(duì)豎向構(gòu)件計(jì)算時(shí)，可視暗梁空心樓蓋的布置情況，中梁的剛度放大系數(shù)在1.62.0之間選取。4、房屋的屋蓋和地下一