现浇混凝土空心楼盖应用与分析

邵云飞

（广州市尚城建筑设计有限公司，广东 广州 510000）

摘　要：文中阐述了空心楼盖相较普通楼板的优缺点、受力特性及设计方法。针对不同的荷载工况使用条件下，进行了空心楼盖与普通梁板楼盖的经济性比较，并分析总结。关键词：空心楼盖；梁板楼盖；设计应用；经济性

中图分类号：TU375          文献标志码：A          文章编号：1006-2890（2019）07-0212-02  

Ｔｈｅ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｃａｓｔ－ｉｎ－ｓｉｔｕ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｈｏｌｌｏｗ　

Ｆｌｏｏｒ

Shao Yunfei

（Guangzhou SC Architectural Design Co.，Ltd，Guangzhou，Guangdong 510000）

Abstract：The advantages and disadvantages，stress characteristics，design of hollow floor compared with ordinary floor are expounded. Under different load conditions，the economy of hollow floor and beam-slab floor is compared and summarized.Key words：Hollow floor；Beam and slab floor；Design application；Economy

１　概述

混凝土无梁楼盖与传统梁板楼盖的主要区别在于后者由主次梁及楼板共同组成，结构梁截面高度通常比板厚大得多，楼层净高严格受限于结构梁的高度。如采用实心无梁楼盖，虽然楼层净高问题得到解决，但相对梁板结构加厚的楼板使得混凝土使用量增加，结构自重加大，加重竖向支撑体系和基础的负荷，同时也不利于抗震。厚板如何减重是一个关键问题，楼板局部掏空减重是一个思路，空心楼盖正是在这个思路下而产生的。

现浇混凝土空心楼盖是内模按一定的规律布置在较厚混凝土楼板中，经现场浇筑混凝土而形成的楼盖形式，后期内模不必取出，作为楼板的一部分替换了部分混凝土从而起到减轻自重的作用。

空心楼盖内模可分为薄壁空心和全实心轻质材质两类，从形状上有长方体、正方体、圆柱体等；材料上有聚苯泡沫、塑料、石膏及其它组合材料等。内模选用的形状和尺寸不同，在空心板内会形成不同的肋梁形式，因此对于空心楼盖的受力形态也会产生影响，如形成各向同性、各向异性板。２　空心楼盖优缺点

楼板构件的受力主要是以面外弯曲为主，最靠近板面或板底的混凝土或钢筋提供了主要的抗弯刚度，而截面中部的混凝土作用相对较小，因此扣除板中间部分的混凝土对整体抗弯刚度的影响不大，但对减少楼板的自重却有着明显的效果，这同矩形梁可优化成工型、T型或箱型梁原理是一致的，同时板中保留下的纵横肋梁也保证了结构良好的整体性。

作者简介：邵云飞（1979-），男，江西南城人，硕士，工程师，研究方向：结构工程。在相同受力条件下，空心楼板较实心楼板在同等厚度的情况下，可节约混凝土，相应减少自重也可减少用钢量，或同等混凝土用量情况下能增加楼板的截面有效高度，从而降低用钢量。

空心楼盖的布置相对梁板结构有较多的限制，如不规则的梁板、楼板开洞等区域，空心板远不如普通梁板结构灵活；空心楼盖的内模由于生产厂家的所谓专利因素，使得模盒本身的费用并不低，这对工程造价是一个影响；空心楼盖虽然支模方便，但由于内模施工工艺的特殊性，对于施工人员的素质要求较高。

３　受力特性

研究空心楼盖首先要了解其受力特性，这是对计算结果合理性判定的前提，也指导具体的设计和合理配筋。

由于计算手段等技术条件的限制，早期的无梁楼盖设计，实际上采用的是梁板式楼盖的设计方法［1］。通过有限元分析手段可以发现空心板楼盖的受力和梁板楼盖的受力具有明显差异。

普通梁板结构其传力形式为板传替给梁，梁传替给柱。板的受力是以周边梁为支座，板在支座位置均出现负弯矩。

空心板结构包括柱间的实心板带和中间梁格构成的空心板区域，两者虽有刚度上的差异，但其整体上仍表现出板的受力特性。其传力形式为板直接传替给柱，板的受力是以柱为支座，并以最短路径传递给柱，在柱周边形成明显的环形负弯矩区，板在暗梁（柱上板带）上负弯矩并不明显，其作为板的支座约束有限。４　设计方法

空心楼盖的设计，有关规程和资料提及的主要有以下几种方法［2］：拟板法、拟梁法、经验系数法、等代框架法等，另

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2019年7月江西建材建设经济与管理外还包含有限元法。如采用有限元实体单元按空心模盒的实际布置真实建模分析，该法理论上是最精准的，但由于建模的复杂性、计算量巨大及数据的后处理困难，在实际的设计工作几乎是不可实现的，仅用于作一些分析比较。现有空心板有限元计算软件，通常是将空心板按拟板法的思路等效为板壳单元，再利用板壳的有限元分析方法进行计算，这种简化的有限元分析方法使得空心板的工程设计成为可能，并能应对复杂柱网情况下的计算分析。

５　经济性比较

对空心楼盖和普通梁板楼盖经济性方面，采用了以下模型进行比较：

（1）计算条件：计算跨度为8.4m×8.4m，混凝土标号为C30，钢筋级别为HRB400；空心楼盖采用石膏模盒，平面规格650×650mm，高度200~350mm，净重20Kg/个。

（2）计算工况见表1。

表１　计算工况

工况一：普通楼板（恒荷载为２．０ＫＮ／ｍ２，活荷载为４．０ＫＮ／ｍ２）

方案梁板楼盖空心楼盖

主梁

400×700mm、300×600mm

次梁250×600mm

板厚120mm

无柱托，板厚分别为300mm、400mm

工况二：地下室顶板（恒荷载为27KN/m2，活荷载为4.0KN/m2）

梁板楼盖空心楼盖

600×900mm、300×800mm300×800mm180mm

柱帽2800×2800×400mm，板厚为500mm

注：普通梁板按单向双次梁布置。（3）材料成本对比见表2。

表２　材料成本对比

工况

方案梁板楼盖

工况一

空心楼盖（300mm厚）空心楼盖（400mm厚）

普通梁板楼盖

工况二

空心楼盖（500mm厚）

40

0.36

1.05

362.7

钢筋用量／（Ｋｇ）

19.824.018.662

混凝土用量／（　ｍ３）模板摊销／（　ｍ２）

0.200.20 0.245 0.35

1.42 1.02 1.02 1.55

合计／（元）

218.7225.7214.5486.8

注：表中材料用量按平均每平米统计，其中钢筋单价按5元/kg、混凝土按350元/m3、模板按35元/m2计算，模盒费用未计入。

从上表可以看出，工况一中空心楼盖虽与普通梁板楼盖费用接近，但考虑上模盒的费用，单从水平楼盖费用上来说空心楼盖相较普通梁板楼盖在经济上并无优势，另外400厚的空心板混凝土用量尽管高于300厚的空心板，但其钢筋用量更少，整体效益要好于后者，这也说明空心板要有一定的厚度才能体现出效果。

工况二中，随着楼板荷载的大幅增加，空心楼盖相较普通梁板楼盖体现出一定的经济效益，其规律类似于常规无梁楼盖。６　小结

总体来说，空心楼盖体系的受力特点、设计方法等有别于传统的梁板楼盖体系。空心楼盖是对实心无梁楼盖的改进，继承了其优点，又解决了自重过大的问题。

单从水平楼盖部分的经济性来说，空心楼盖较梁板楼盖需

在较大负荷工况下才能体现出一定的优势，但其具备无梁楼盖净空高、美观的特点，我们更应关注的是净空带来的一系列的经济效应，如：①降低建筑楼层高度，减少竖向构件、竖向交通的费用；②或相同的建筑高度，实现更多的楼层，获得更大的建筑面积；③减少地下室的深度，节约土方开挖费用，同时减少基坑支护成本；④基础底标高抬升，抗浮水头下降，减少抗浮措施的费用；⑤相较实心厚板减轻了结构自重，减少了竖向构件和基础的费用等。参考文献

［1］谢靖中.空心板楼盖受力特性及受力岛设计理论［C］//首届全

国现浇混凝土空心楼盖结构技术交流会，2005.

［2］JGJ/T268-2012现浇混凝土空心楼盖技术规程［S］.

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