某地下车库空心楼盖的设计心得

成 高 峰

(山西省建筑设计研究院，山西 太原 030013)



某地下车库空心楼盖的设计心得

成 高 峰

(山西省建筑设计研究院，山西 太原 030013)

结合现行国家《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》，通过某地下车库案例，探讨了混凝土空心楼盖结构设计中的概念设计，简单介绍了混凝土空心楼板结构设计中遇到的问题及处理方法，为同类设计提供了思路。

空心楼板，结构分析，构造措施

1 工程概况

本工程为山西鑫华通房地产开发有限公司汇通苑小区地下车库,场地南临坞城东街,东临东山过境辅道，西临龙堡路，北临规划路。本工程地下2层，地上2层。地下部分功能为汽车车库，地上部分为物业管理用房。结构总高度6.900m、总长度259.800m、总宽度69.300m，本工程为框架结构，地下车库顶板覆土一般不大于1.2m,活荷载为20kN/m2，柱距8.1m×6.6m。原设计为“十字”梁普通楼盖，其中8.4m跨处主梁截面为450×1 000，次梁截面为300×800,板厚200mm。现地下车库板改为双向密肋梁楼盖，其中地下1层柱帽高750mm板厚450mm,地下2层柱帽高500mm板厚300mm，柱帽范围均为2.4m×2.4m。基础为独立基础与条形基础。8度抗震设防，建筑场地类别Ⅲ类, 地基基础设计等级丙级，建筑抗震设防类别丙类，框架抗震等级三级。采用双向密肋梁楼盖后，不仅解决了原层高紧张的问题，综合造价上也取得了良好的效益。

2 基础与地基处理

因场地具Ⅱ级非自重湿陷，湿陷土层为第2层，3层，湿陷土层深度约为3.3m～5m，故基坑开挖至基底标高时，整片换填2m厚3∶7灰土。垫层扩出基础边不小于2m，要求压实系数不小于0.97。垫层施工质量检验必须分层进行，应在每层压实系数符合设计要求后铺上层灰土，并控制每层铺厚为200～300。处理后的地基承载力特征值为250kPa。基础采用柱下独立基础加防水板。

3 结构布置

3.1 基本原则

根据业主建筑使用功能的需要，考虑到本工程设备管道较多及车库净高的需要，主体结构采用框架混凝土结构，楼盖采用钢筋混凝土空心楼板结构体系。

3.2 结构设计

根据《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》的要求，现浇混凝土空心楼盖结构的整体布置应能合理地传递所承受的荷载和作用，具有明确的结构设计简图。现浇混凝土空心楼盖结构中，空心楼板的支承可采用梁、剪力墙、柱帽、托板。现浇混凝土空心楼盖结构体系一般分为两种形式：第一种为框架梁柱加空心板，第二种为柱帽加空心板。第一种形式一般用于地上结构，如办公楼、图书馆等大空间结构。第二种形式一般用于地下结构，如车库。本工程采用第二种形式柱帽加空心板。

3.3 柱帽的设计

柱帽形式可分为锥形和阶形。柱帽长度和宽度可根据经验取相应方向板跨的1/4～1/3，柱帽的高度可取500mm～800mm。柱帽在计算中需满足抗冲切验算。柱帽作为现浇混凝土空心楼盖结构中的主要受力单元除满足计算要求外还应满足一定构造要求。柱帽的厚度与板厚之和不宜小于柱纵向受力钢筋直径的16倍。柱帽的边长不宜小于4倍空心板厚与柱截面相应边长之和。柱帽的混凝土标号不宜小于C30,柱帽应双向布置箍筋且箍筋直径应大于φ8间距不大于150。本工程柱帽长宽为2.4m×2.4m，地下1层柱帽高750mm，地下2层柱帽高500mm，经计算满足抗冲切及抗剪要求。

3.4 空心板的设计

空心板的厚度取值可分为有柱帽空心板和无柱帽空心板两种形式。在无柱帽的情况下可取相应板跨的1/35，在有柱帽的情况下可取相应板跨的1/30。地下车库覆土空心板厚度不宜小于450mm，人防顶板空心板厚度不宜小于500mm。空心板根据内膜的不同可分为筒芯楼板和箱体楼板，其中箱体楼板又可分为带底板的空心楼板和不带底板的密肋板。带底板的空心楼板整体美观，但由于空心楼板底板施工质量难以保证故本工程选用不带底板的密肋板。柱帽之间设置实心暗梁，梁宽500，高同板厚。工程中板开洞时局部架设框架梁，空心板改为实心板，开洞措施同实心板开洞。

3.5 整体计算

因为现浇空心楼盖的平面内刚度略大于按体积等效的实心楼板，由于结构整体分析需要考虑楼板的平面内刚度及传递水平力时，可按与之体积相当的实心楼板考虑。所以本工程取空心楼盖与实心楼盖两种计算结果相互对比分析。表1为对比结果。

表1 空心楼盖与实心楼盖对比结果表

本工程现浇空心楼盖采用有限元方法进行内力分析，挠度和裂缝均满足要求。

4 空心楼盖的优点

4.1 节约施工模板，省去梁侧抹灰

由于空心楼盖只须支设平模，可节约梁侧模板及梁侧抹灰和减少模板裁切损耗，使模板重复周转利用率大大提高。

4.2 降低层高，加快施工进度

可明显降低层高或提高车库净高，考虑降低层高后，可加快地下室施工速度20%～30%，从而减少施工设备的租赁费用和人工费用。在净空不变的情况下其层高减小可相应减小竖向水电、风管、电梯等构件的长度。

4.3 设备安装减少

由于板底的平整，无需每区格设一烟感，可以减少烟感2/3,喷淋减少1/3，同时楼盖内管线布设较为方便，楼盖下吊挂管件，桥架，风管因无凸出梁而无需拐弯和变径，架设快捷方便，安装进度可大大加快。

4.4 保温隔热效果好

由于空心楼盖的封闭空腔结构减少了热量的传递，使隔热、保温性能得到显著提高，对于采用空调的建筑来说，大大降低了空调费用，建筑节能效果显著。

4.5 降低耗钢量与混凝土用量

空心楼盖可比“十字”梁普通楼盖结构降低10%～15%的耗钢量，可降低10%左右的混凝土用量，顶板梁侧模板单位面积上可减少0.55m2。

5 构造措施

现浇混凝土空心楼盖结构具有减轻自重的优点，但其体积空心率不宜大于50%。空心楼盖内模为筒芯时楼板厚度不宜小于180mm,内模为箱体时楼板厚度不宜小于250mm。其中板厚均应大于柱纵向受力钢筋直径的16倍。抗震设计时，在柱上板带中心部位一定区域内应设置暗梁作为受力的核心部位，且对暗梁采取一定的加强构造措施。

6 结语

现浇混凝土空心楼盖结构通过减轻自重从而降低地震作用。空心楼盖一般用于具有较大跨度、对层高有限制的公共建筑和住宅建筑中，但由于结构设计中有很多环节与传统做法有一定区别，结构工程师在设计中要制定合理的设计方案，重点关注柱帽的抗冲切验算，在计算满足要求的情况下需加强结构的构造措施，增加一定的安全储备。

[1]JGJ3—2010，现浇混凝土空心楼盖结构技术规程.

[2]GB50011—2010，建筑抗震设计规范.

[3]JGJ79—2012,建筑地基处理技术规范.

Designexperienceoftheundergroundgaragehollowfloor

ChengGaofeng

(Shanxi Academy of Building Design, Taiyuan 030013, China)

CombiningwithcurrentnationalCast-in-situ Concrete Hollow Floor Structure Technology Norms,basedontheundergroundgaragecase,thepaperexploresconceptdesignofconcretehollowfloorstructuredesign,andbrieflyintroducesconcretehollowfloorstructuredesignproblemsandprocessingmethods,whichhasprovidedsomeconceptforsimilardesign.

hollowfloor,structuralanalysis,structuralmeasures

1009-6825(2015)21-0028-02

2015-05-11

成高峰(1981- )，男，工程师

TU

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