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【摘 要】蜂巢空心楼盖的应用特点及受力性能,对现浇空心楼盖结构受力特性进行分析。
【关键词】蜂巢空心楼盖;大空间;内力分析
The project application of Honeycomb-core Hollowribbed Floor
Wang Ying,Shi Guang-shan
(1. Shanxi CHEN GUANG Architectural Design& Research CO.LTD Shanxi Xi'an 710075;2. Hydrochina xibei engineering corporation Shanxi Xi'an 710065)
【Abstract】Introducing of the application characteristics and stress characteristics of Honeycomb-core Hollow Floor,and analysis on stress characteristics of the structure of cast-in-place Honeycomb-core Hollow Floor
【Key words】Honeycomb-core Hollow Floor;Large-span space;Internal force
近年来,随着我国国民经济持续快速发展,建筑工程领域中的新技术、新材料不断涌现,人们对建筑美学的要求也日益趋深化,为满足现代建筑对层高、自重、大空间、自由间隔以及抗震性能优良等要求,出现了各种更新、更适用、经济性能更好的楼盖体系。而GBF现浇钢筋混凝土空心楼盖也是更符合人性的新技术楼盖结构体系之一。
蜂巢空心楼盖具有实现大跨度、大空间、大荷载的受力性能,在公共建筑中实现无梁、有梁无次梁、无柱帽、自由吊挂、灵活分隔,隔音节能的功能优势。并且具有重量轻、强度高、双向受力传力相同、挠度变形小、抗剪扭性能好、抗裂性和抗震性能好等显著特点。可大幅度提高净空或降低层高,无需吊顶,使建筑功能更优良,施工时不需要满铺模板,缩短了工程周期,使工程的综合造价更为经济。适合商场、超市、展览馆、博物馆、影剧院等公共建筑。
蜂巢芯楼盖包括蜂巢芯、现浇钢筋混凝土板、现浇钢筋混凝土纵肋、现浇钢筋混凝土框架梁,彼此构成蜂巢密肋楼盖的网状正交框架结构,从而提高了楼盖的整体性能、抗震性能和强度,减少楼盖厚度,减轻结构自重,传力途径明确,双向受力传力性能基本相同。蜂巢密肋楼盖即在现浇混凝土楼板中预埋500mm×500mm或900mm×900mm方形的蜂巢芯,蜂巢芯是以超高强无机胶结料为主要原料,辅以纤维增强,复合制成的一个整体的、带加强肋的空腹模构件。蜂巢芯巢壁有增强冲击性能和强度的加强肋,底板上有加强肋,且底板内夹有钢筋、钢丝网。蜂巢芯可制成受力性能优良的空心构件,在现浇混凝土空心结构中与钢筋混凝土形成整体。蜂巢芯不仅是一个空腔模构件。且其底板可作为密肋间的吊顶装饰板,使蜂巢楼板底板更平坦,达到无梁板的效果。采用此种楼板使空间间隔布置更灵活,由于楼板上下平整,没有突出的次梁,且空心板有极密集的肋墩各处均可承载隔墙,使分隔墙的真正任意布置成为可能。由于墙体可以自由移动,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。
蜂巢芯内模与混凝土具有可靠的粘结,两者能够协同工作,楼盖具有良好的整体性。蜂巢芯使楼盖成为封闭的空腔结构,对楼盖的刚度有较大的贡献,蜂巢芯楼盖与密肋楼盖比,在自重增加很小的情况下,挠度降低了很多。使用蜂巢芯推迟了裂缝的出现和发展,使楼盖具有较好的抗裂性能。
图1
参照在5.12大地震中距震中约18公里左右某科技园一栋办公楼,框架剪力墙结构,主要柱网为7.8x7.9m,总层数为十一层。楼盖设计为300mm厚的GBF蜂巢芯空心楼盖。地震发生时,该项目已施工完第六层,无论是梁还是柱以及梁柱节点处均未出现可见裂缝。
我们在某酒店商业广场部分设计中,应用了蜂巢芯空腹密勒楼盖。 该商业广场地下一层,地上三层,结构类型为框架结构。工程抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.15g。典型柱网为9.0×9.0,采用蜂巢芯空腹密肋楼盖。商业一层为精品广场,二、三层为超市,屋面为屋顶花园,在标准层按照商业的荷载进行设计,预埋900mm×900mm方形的蜂巢芯,肋梁断面采用150mmX400mm,混凝土顶板厚度为50mm;屋顶花园考虑覆土及种植荷载肋梁断面采用150mmX480mm,混凝土顶板厚度为80mm。标准层肋梁平面布置及详图
如下:
现行的现浇混凝土空心楼盖技术规程(CECS175:2004)采用两种方法进行现浇空心楼盖内力分析。一种为边支承板楼盖结构,边支承板楼盖结构是指由墙或刚性梁支承的楼板结构;一种为柱支承板楼盖结构,柱支承楼盖结构是指由柱支承的的延轴线无梁或带柔性梁的楼板结构。
现简述该工程应用的规范中内力分析方法,供同行斧正:
(1)边支承楼盖结构,楼板可仅考虑承受竖向荷载,按照《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中单向板或双向板的设计原则进行内力分析;楼板周边支承构件应考虑竖向荷载、水平荷载、和(或)地震作用按现行有关规范进行内力分析。
边支承楼盖的支承条件可以按照《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》(CECS175:2004)中4.3.1条确定。
(2)柱支承板楼盖结构,在竖向均布荷载作用下可按照拟梁法、直接设计法、等代框架梁法进行内力分析;水平荷载、地震作用下,可按照等代框架法进行内力分析。
①拟梁法是指将柱支承板楼盖等代成双向交叉梁系进行内力分析的简化方法。适用于各类柱支承现浇空心楼盖的设计。
②直接设计法是指在两个方向将柱支承板楼盖各区格板的弯矩设计值在控制截面按弯矩系数直接分配的内力分析简化方法。适用于能够满足《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》(CECS175:2004)中4.5.1条规定的现浇空心楼盖设计。
③等代框架法是指在两个方向将柱支承板楼盖结构等效成以柱轴线为中心的连续框架分别进行内力分析的简化方法。适用于各类现浇空心楼盖设计。地震作用计算应考虑楼盖的全部永久荷载和全部竖向可变荷载。等代框架梁的宽度宜按照下式1、式2取值或按照宽扁梁(暗梁)的梁宽(宽边梁梁宽宜按照《建筑抗震设计规范》GB50011中第4.5.2条规定计算确定,梁高应控制在1/15~1/18梁跨范围内)取值,等代框架柱可取柱的实际截面。
当混凝土受压区高度在翼缘厚度以内时,纵横向腹板总水平截面面积始终相同,即纵横向腹板水平抗剪能力始终相近,空心板纵横向横截面实际有效惯性矩相差不大,即空心双向板与现浇实心双向板受力变形性能相似。
因此,在酒店商业广场设计中,经过我们对楼盖体系选型定案的综合技术指标分析,我们采用的现浇空心楼盖与普通楼盖比较,前者能使楼板自重减轻、刚度增大,整体性好,隔音隔热效果良好;在室内正常环境下,可用于大跨度、大空间等的工业与民用建筑;有利于降低建筑层高,有效利用建筑空间;支模简便,提高施工速度的同时减少施工周转架料的投入,降低了工程成本,节约资源等诸多优点。
参考文献
[1] 《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)
[2] 《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》(CECS175:2004)
[3] 《建筑抗震设计规范》(GB50011)
[4] PKPM用户手册(PKPM编写组)
[5] 蜂巢芯空腹密勒楼盖(厂家资料)
[文章编号]1006-7619(2010)07-05-621
【关键词】蜂巢空心楼盖;大空间;内力分析
The project application of Honeycomb-core Hollowribbed Floor
Wang Ying,Shi Guang-shan
(1. Shanxi CHEN GUANG Architectural Design& Research CO.LTD Shanxi Xi'an 710075;2. Hydrochina xibei engineering corporation Shanxi Xi'an 710065)
【Abstract】Introducing of the application characteristics and stress characteristics of Honeycomb-core Hollow Floor,and analysis on stress characteristics of the structure of cast-in-place Honeycomb-core Hollow Floor
【Key words】Honeycomb-core Hollow Floor;Large-span space;Internal force
近年来,随着我国国民经济持续快速发展,建筑工程领域中的新技术、新材料不断涌现,人们对建筑美学的要求也日益趋深化,为满足现代建筑对层高、自重、大空间、自由间隔以及抗震性能优良等要求,出现了各种更新、更适用、经济性能更好的楼盖体系。而GBF现浇钢筋混凝土空心楼盖也是更符合人性的新技术楼盖结构体系之一。
蜂巢空心楼盖具有实现大跨度、大空间、大荷载的受力性能,在公共建筑中实现无梁、有梁无次梁、无柱帽、自由吊挂、灵活分隔,隔音节能的功能优势。并且具有重量轻、强度高、双向受力传力相同、挠度变形小、抗剪扭性能好、抗裂性和抗震性能好等显著特点。可大幅度提高净空或降低层高,无需吊顶,使建筑功能更优良,施工时不需要满铺模板,缩短了工程周期,使工程的综合造价更为经济。适合商场、超市、展览馆、博物馆、影剧院等公共建筑。
蜂巢芯楼盖包括蜂巢芯、现浇钢筋混凝土板、现浇钢筋混凝土纵肋、现浇钢筋混凝土框架梁,彼此构成蜂巢密肋楼盖的网状正交框架结构,从而提高了楼盖的整体性能、抗震性能和强度,减少楼盖厚度,减轻结构自重,传力途径明确,双向受力传力性能基本相同。蜂巢密肋楼盖即在现浇混凝土楼板中预埋500mm×500mm或900mm×900mm方形的蜂巢芯,蜂巢芯是以超高强无机胶结料为主要原料,辅以纤维增强,复合制成的一个整体的、带加强肋的空腹模构件。蜂巢芯巢壁有增强冲击性能和强度的加强肋,底板上有加强肋,且底板内夹有钢筋、钢丝网。蜂巢芯可制成受力性能优良的空心构件,在现浇混凝土空心结构中与钢筋混凝土形成整体。蜂巢芯不仅是一个空腔模构件。且其底板可作为密肋间的吊顶装饰板,使蜂巢楼板底板更平坦,达到无梁板的效果。采用此种楼板使空间间隔布置更灵活,由于楼板上下平整,没有突出的次梁,且空心板有极密集的肋墩各处均可承载隔墙,使分隔墙的真正任意布置成为可能。由于墙体可以自由移动,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。
蜂巢芯内模与混凝土具有可靠的粘结,两者能够协同工作,楼盖具有良好的整体性。蜂巢芯使楼盖成为封闭的空腔结构,对楼盖的刚度有较大的贡献,蜂巢芯楼盖与密肋楼盖比,在自重增加很小的情况下,挠度降低了很多。使用蜂巢芯推迟了裂缝的出现和发展,使楼盖具有较好的抗裂性能。
图1
参照在5.12大地震中距震中约18公里左右某科技园一栋办公楼,框架剪力墙结构,主要柱网为7.8x7.9m,总层数为十一层。楼盖设计为300mm厚的GBF蜂巢芯空心楼盖。地震发生时,该项目已施工完第六层,无论是梁还是柱以及梁柱节点处均未出现可见裂缝。
我们在某酒店商业广场部分设计中,应用了蜂巢芯空腹密勒楼盖。 该商业广场地下一层,地上三层,结构类型为框架结构。工程抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.15g。典型柱网为9.0×9.0,采用蜂巢芯空腹密肋楼盖。商业一层为精品广场,二、三层为超市,屋面为屋顶花园,在标准层按照商业的荷载进行设计,预埋900mm×900mm方形的蜂巢芯,肋梁断面采用150mmX400mm,混凝土顶板厚度为50mm;屋顶花园考虑覆土及种植荷载肋梁断面采用150mmX480mm,混凝土顶板厚度为80mm。标准层肋梁平面布置及详图
如下:
现行的现浇混凝土空心楼盖技术规程(CECS175:2004)采用两种方法进行现浇空心楼盖内力分析。一种为边支承板楼盖结构,边支承板楼盖结构是指由墙或刚性梁支承的楼板结构;一种为柱支承板楼盖结构,柱支承楼盖结构是指由柱支承的的延轴线无梁或带柔性梁的楼板结构。
现简述该工程应用的规范中内力分析方法,供同行斧正:
(1)边支承楼盖结构,楼板可仅考虑承受竖向荷载,按照《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中单向板或双向板的设计原则进行内力分析;楼板周边支承构件应考虑竖向荷载、水平荷载、和(或)地震作用按现行有关规范进行内力分析。
边支承楼盖的支承条件可以按照《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》(CECS175:2004)中4.3.1条确定。
(2)柱支承板楼盖结构,在竖向均布荷载作用下可按照拟梁法、直接设计法、等代框架梁法进行内力分析;水平荷载、地震作用下,可按照等代框架法进行内力分析。
①拟梁法是指将柱支承板楼盖等代成双向交叉梁系进行内力分析的简化方法。适用于各类柱支承现浇空心楼盖的设计。
②直接设计法是指在两个方向将柱支承板楼盖各区格板的弯矩设计值在控制截面按弯矩系数直接分配的内力分析简化方法。适用于能够满足《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》(CECS175:2004)中4.5.1条规定的现浇空心楼盖设计。
③等代框架法是指在两个方向将柱支承板楼盖结构等效成以柱轴线为中心的连续框架分别进行内力分析的简化方法。适用于各类现浇空心楼盖设计。地震作用计算应考虑楼盖的全部永久荷载和全部竖向可变荷载。等代框架梁的宽度宜按照下式1、式2取值或按照宽扁梁(暗梁)的梁宽(宽边梁梁宽宜按照《建筑抗震设计规范》GB50011中第4.5.2条规定计算确定,梁高应控制在1/15~1/18梁跨范围内)取值,等代框架柱可取柱的实际截面。
当混凝土受压区高度在翼缘厚度以内时,纵横向腹板总水平截面面积始终相同,即纵横向腹板水平抗剪能力始终相近,空心板纵横向横截面实际有效惯性矩相差不大,即空心双向板与现浇实心双向板受力变形性能相似。
因此,在酒店商业广场设计中,经过我们对楼盖体系选型定案的综合技术指标分析,我们采用的现浇空心楼盖与普通楼盖比较,前者能使楼板自重减轻、刚度增大,整体性好,隔音隔热效果良好;在室内正常环境下,可用于大跨度、大空间等的工业与民用建筑;有利于降低建筑层高,有效利用建筑空间;支模简便,提高施工速度的同时减少施工周转架料的投入,降低了工程成本,节约资源等诸多优点。
参考文献
[1] 《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)
[2] 《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》(CECS175:2004)
[3] 《建筑抗震设计规范》(GB50011)
[4] PKPM用户手册(PKPM编写组)
[5] 蜂巢芯空腹密勒楼盖(厂家资料)
[文章编号]1006-7619(2010)07-05-621