现浇钢筋混凝土空心楼板结构设计
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现浇混凝土空心楼盖结构的设计要点分析摘要:现浇混凝土空心楼盖是指按照一定规律放置埋入式内模后,接着浇筑混凝土而在楼板中形成空腔的楼盖,埋置在楼盖中用以形成空腔且不取出的筒芯和箱体的总称即埋入式内模。
现浇混凝土空心楼盖具有自重轻、地震作用小等优点,适用于跨度较大的公共建筑和住宅建筑。
为节约材料、减轻自重及减小地震作用,近年来现浇混凝土空心楼盖的应用逐渐增多。
为适应建筑发展的需要,由中国建筑科学研究院主编的《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》CECS175:2004于2004年12月完成,2005年4月1日正式实施。
同时,在2011年7月1日正式实施的中华人民共和国国家标准《混凝土结构设计规范》GB60010-2010中,增加了与现浇混凝土空心楼盖的相关条文。
关键词:现浇;混凝土;空心楼盖;结构设计;要点引言现浇混凝土空心楼盖是一种新式楼盖,和传统的相比,空心楼盖在计算方法、受力性能,构造办法及施工工艺等方面都不是很简单。
因此,了解现浇混凝土空心楼盖的基本力学性能,选取正确的计算方法,采用合理的构造措施,是现浇混凝土空心楼盖结构设计的重点。
现浇混凝土空心楼盖由于结构自重的变低,柱、墙和基础的荷载变少,所以允许降低构件截面尺寸,减少配筋,节省钢筋和混凝土用量。
同时,现浇混凝土空心楼盖自重轻,地震作用小,有利于建筑抗震设计。
现浇混凝土空心楼盖的应用,是建设节约型社会的具体实践,为楼盖体系开辟了新的结构形式,其结构设计的探讨具有重要意义。
一、受力特性根据构件的正截面受弯承载力计算原理,在竖向荷载作用时,截面的抗弯承载力主要要受压区的混凝土和钢筋以及受拉区的钢筋提供,中部混凝土对承载力贡献不大,大量的工程实践和试验研究成果表明:现浇混凝土空心楼盖的受力特点近似于实心楼盖结构,且比实心楼盖更适用于大跨度(7.2m)楼盖和转换层等复杂构造。
二、现浇混凝土空心楼盖设计要点1.混凝土空心楼盖运用原理混凝土空心楼盖是去除钢筋混凝土板中部应力比较小的混凝土,从而形成空腔,使得其自重减小,对板抗弯刚度有一定减小,抗剪刚度减小较多。
分析现浇混凝土空心楼盖设计方法摘要:随着我国建筑行业的不断发展,现浇混凝土空心楼盖凭借着自身诸多优势在建筑设计中被广泛的应用。
为了能够将其作用充分的发挥出来,工程设计人员在对其进行设计的时候,必须要根据工程的具体需求来进行科学合理的设计,确保现浇空心楼盖的科学性和实用性。
本文主要是对现浇混凝土空心楼盖进行简单的介绍,并在此基础上研究正确的现浇混凝土空心楼盖的设计方法,以此来确保工程的整体质量。
关键词:现浇混凝土;空心楼盖;设计方法中图分类号:tu528文献标识码: a 文章编号:空心楼盖,主要包括钢筋混凝土、薄壁管,薄壁管埋置在钢筋混凝土中,其特征在于薄壁管内填充有轻质材料。
现浇混凝土空心楼盖作为一种较新的楼盖形式,不仅能够为设计师提供一定程度的技术支持,而且具有巨大的社会经济价值。
因此,如何科学合理的对现浇混凝土空心楼盖进行设计就成为了目前建筑设计师所面临的一项重大课题。
只有确保其科学性和合理性,才能够将其作用充分的发挥出来。
一、工程概况本设计是广东某一净水厂办公楼,建筑的整体高度为35m,总面积为13000m2,共为11层,地下1层,地上10层,地下1层为停车场和设备间,1、2层为综合用房,其他的几层为大空间的办公场所,工程主要是该办公楼相关的配套设施,在设计的时候,为了能够在满足业主对层数和功能要求的基础上,实现大空间办公场所拥有优良的空间,本工程在楼面结构设计的时候主要采用grf薄壁空心管现浇空心楼面。
二、现浇混凝土空心楼盖的计算与设计要点2.1现浇空心楼盖计算为了能够实现现浇空心楼盖的科学施工,对其相关数据进行正确的计算是不容忽视的。
对于空心板设计来说,内膜决定了设计方向。
而内膜的选取一般在筒芯和箱体决择,本设计选用筒芯。
为了能够使施工方便,在对现浇空心楼盖进行计算的前,必须依据《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》cecs175-2004、《grf薄壁空心管现浇钢筋混凝土空心楼盖技术规程》等规程合理的设定各个材料的相关数值。
一、编制依据1、盛景铭都花园地下车库工程施工图2、天津北辰科技园区生活配套服务项目盛景铭都花园工程施工组织设计;3、《建筑工程质量验收统一标准》(GB50300-2001);4、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2002 2011年版);5、《混凝土泵送技术规程》(JGJ/T10—95);6、《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》(CECS175:2004);二、工程概况本工程为天津北辰科技园区生活配套服务项目盛景铭都花园工程。
地下车库总建筑面积为38184。
75m2平方米,其中负二层250mm厚顶板(人防区除外)及负一层500mm厚顶板设计均为现浇混凝土空心板.三、施工准备3.1材料准备3。
1.1、填充体材料:本工程现浇空心混凝土楼板填充体规格:250厚顶板为100*1000 mm;500厚顶板为300*1000mm,采用的填充体为圆形截面,如图所示:填充体大样图其产品构造图如下:填充体周边加强层能够有效保护发泡填充主体,起到防火作用。
并且增加了强度用于抵御施工荷载和混凝土浇筑时的抗浮荷载,加强层在2mm左右,表面的防水层减少了吸水率的问题。
填充体必须有出厂质量证明书和试验报告单,质量证明书必须随材料一同到场,材料到场需经试验员、材料员验证合格方可使用。
进场后存放于专用库房内,严禁与其他材料同时存放,并远离火源,设置数量相当的灭火器材。
3.1.2其他材料马镫:马镫根据填充体的直径和设计图纸要求填充体之间的距离进行定制,马镫长度分别为850mm、1400mm,用于负一层顶板时高度为75mm,用于负二层顶板时高度为100mm,用于填充体的下方,保证下方的砼板的厚度。
22、12号铁丝:用于绑扎管体将填充体进行固定.铁丝可以克服填充体单根易摆动的缺点,每根填充体两端的五等分点各固定一道铁丝。
3.2技术准备在施工前组织施工技术人员在施工前认真学习技术规范、标准、工艺规程,熟悉审查图纸,了解设计意图,到已施工的单位的现场进行参观学习具体的做法。
现浇混凝土空心楼盖构造要求6构造要求6.1一般规定6.1.1现浇混凝土空心楼板的体积空心率不宜小于25%,也不宜大于50%。
6.1.2现浇混凝土空心楼板的跨高比宜符合下列规定:1钢筋混凝土边支承楼板:对单向板不大于30;对双向板,跨度按短边计,不大于40。
2钢筋混凝土无梁的柱支承楼板:跨度按长边计,有柱帽时不大于35,无柱帽时不大于30。
3预应力混凝土楼板:可较钢筋混凝土楼板适当增加。
6.1.3当内模为筒芯时,现浇混凝土空心楼板截面的尺寸应根据计算确定,并应符合下列规定:1楼板的厚度不宜小于180mm。
2筒芯顺筒肋宽与筒芯外径的比值不宜小于0.2;顺筒肋宽尺寸:对钢筋混凝土楼板不应小于50mm,对预应力混凝土楼板不应小于60mm。
3当筒芯沿顺筒方向间断布置时,横筒肋宽不应小于50mm。
4板顶厚度和板底厚度宜相等,且不应小于40mm。
6.1.4当内模为箱体时,现浇混凝土空心楼板的截面尺寸应根据计算确定,并应符合下列规定:1楼板的厚度不宜小于250mm。
2箱体间肋宽与箱体高度的比值不宜小于0.25;肋宽尺寸:对钢筋混凝土楼板不应小于60mm,对预应力混凝土楼板不应小于80mm。
3板顶厚度、板底厚度不应小于50mm,且板顶厚度不应小于箱体底面边长的1/15。
6.1.5现浇混凝土空心楼盖中的钢筋布置应符合下列规定:1楼板宜采用分离式配筋,跨中的板底钢筋应全部伸入支座,支座板面钢筋向跨内延伸的长度应覆盖负弯矩图并满足钢筋锚固的要求。
2楼板中非预应力纵向受力钢筋可分区均匀布置,也可在肋宽范围内适当集中布置,在整个楼板范围内的钢筋间距均不宜大于250mm。
3楼板中无粘结预应力筋可布置在楼板肋宽和区格板周边的楼板实心区域范围内,且应符合现行行业标准《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ92的规定。
4当内模为筒芯时,顺筒方向的纵向受力钢筋与筒芯的净距不得小于10mm;在肋宽范围内,宜根据肋宽大小设置构造钢筋。
5当内模为箱体时,纵向受力钢筋与箱体的净距不得小于10mm;肋宽范围内应布置箍筋。
现浇混凝土空心楼盖结构设计规定5设计规定5.1承载力计算5.1.1对现浇混凝土空心楼盖结构,各类构件的材料选择和承载力计算应符合国家现行标准《混凝土结构设计规范》GB50010、《建筑抗震设计规范》GB50011、《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ92等的有关规定。
空心楼板根据内力分析结果进行承载力计算时,应取空心楼板的实际截面。
5.1.2边支承双向板可按下列规定进行承载力计算:1当按弹性方法计算楼板内力时,对于双向板的每个方向,自板边向内1/4楼板短边跨度范围内的正弯矩可取相应方向楼板最大正弯矩的1/2,中间部分的正弯矩可取相应方向楼板的最大正弯矩(图5.1.2);每个方向的楼板负弯矩均可取相应方向楼板的最大负弯矩。
图5.1.2边支承双向板弹性内力分析正弯矩示意注:图中lχ≥l y,Mχ、M y分别为lχ、l y跨度方向的最大计算弯矩。
2当有可靠经验时,可考虑楼盖的薄膜效应,对区格板的跨中和支座截面的计算弯矩适当折减;对中间区格板弯矩折减不应超过20%;对边区格板,边支座截面不折减,跨中和其他支座截面弯矩折减不应超过10%;对角区格板不折减。
5.1.3对柱支承板楼盖结构,当需考虑水平荷载、地震作用时,在本规程第4.6.1条第3款规定的等代框架梁宽度范围内的配筋计算应考虑水平荷载、地震作用效应与竖向荷载效应的组合,在楼板的其余范围可仅考虑竖向荷载效应。
5.1.4考虑弯距调幅的空心楼板,其正截面承载力计算中的截面受压区高度不宜大于受压区最小翼缘厚度。
对其他构件,截面受压区高度应符合中国工程建设标准化协会标准《钢筋混凝土连续梁和框架考虑内力重分布设计规程》CECS51:93的相关规定。
5.1.5当内模为筒芯时,对不配置受力箍筋的现浇混凝土边支承楼板,受剪承载力应符合下列规定:V≤0.7βvƒt b w h0+V p(5.1.5)式中V——宽度(b w+D)范围内的剪力设计值;βv——受剪计算系数。
现浇空心板是近年来流行的一种新型楼板结构形式,常用于对梁高有限制的楼层。
前几年颁布了现浇空心板的设计规程,更推动了这种结构的广泛应用。
由于没有合适的计算软件,现浇空心板的设计成为难点问题之一。
一、在建模的楼板布置菜单下设置现浇空心板的布置菜单现浇空心板是在现浇的楼板内嵌入预制的空心箱体或块体。
这里可输入的现浇空心板类型可采用空心的筒芯或箱体,箱体下可以设板,也可以没有板。
用户利用这里的菜单进行现浇空心楼板的布置、删除操作。
1、布置空心板程序支持内模采用空心的筒芯、箱体的现浇空心楼板,箱体下可以设板,也可以没有板,有板时肋梁为工形截面,无板时肋梁为T形截面。
需要先运行“生成楼板”命令,在房间上生成现浇板信息。
现浇空心板布置分为定义类型和在房间布置两步操作。
点击布置空心板菜单,弹出布置对话框;点击“添加”按钮,首先定义空心板类型,弹出空心板定义界面。
选择内模截面类型,定义相关的尺寸数据,点击“确定”定义完成。
截面类型分为筒芯、箱芯和T形三种;现浇楼板的总厚度由箱体高度、板顶厚度、板底厚度相加组成。
非整箱体位置:当不能按照箱体整数个数排块时,软件将设置部分箱体尺寸的块尺寸,称这种部分尺寸的箱体为非整箱体。
这里的参数用来设置非整箱体排放的位置是在房间中部还是端部。
排块起始距离:第一个排块和边梁(墙)的距离,它既可以从房间左边(下边)起始,又可以从房间右边(上边)起始;房间为矩形时,排块的起始点和方向是明确的,但当房间为非矩形房间时,还需要用户增加排块方向和起始点的设置。
软件会提示用户先选择楼板一条边为基线,模型中用黄色加粗线显示,然后再选择楼板一点做为排块起点。
2、删空心板删除指定房间的空心楼板,用之前的现浇实心板替换。
二、对现浇空心板的计算提供了两种模型软件对箱体的现浇空心板的计算提供了两种模型:1、按照密肋梁计算将箱体之间的肋转化成工形截面或者T型截面的肋梁,肋梁翼缘的宽度取肋梁间距的一半,每个房间形成小的交叉梁系,房间周围的梁是肋梁的弹性支座(如果是墙则为竖向不动支座),各个相邻房间的交叉梁系互相连接,再加上楼层的楼面梁共同形成全层的交叉梁体系。
(总第103期) 2007年第1期福 建 建 筑Fujian A rchitecture&Constructi onVol・103No1・2007现浇混凝土空心楼板的剪力分析及设计方法张鹏程 徐继东(厦门大学建筑与土木工程学院 厦门 361005)摘 要:以空心管为内模的现浇混凝土空心楼盖技术目前在国内很多地区推广很快,但是,由于对混凝土空心楼盖的内部受力规律研究的还不够透彻,目前只能通过一些试验数据来分析双向板的内力分布情况,有了一定的结论,但对混凝土空心楼盖内部的受力特性,特别是截面上的剪应力未能准确地指明,这样给工程设计带来了极大的困难,作者利用有限元软件ANSYS对一块400mm厚,919m×10m的双向板进行细化分析,揭示了双向板在荷载作用下的内力分布规律和变形特性,特别是指出了加入空心管后空心楼盖在两个方向(顺管方向和垂直管方向)截面上的剪力分布情况,得出了一系列有用的结论,并提出了合理的设计验算剪力的方法。
关键词:现浇混凝土空心楼盖 有限元 剪应力 抗剪设计 ANSYS中图分类号:T U37511 文献标识码:A 文章编号:1004-6135(2007)01-0021-03Shear Force Ana lysis and D esi gn i n g of Ca st-i n-situ Hollow FloorZhang pengcheng Xu jidong(Depart m ent of A rchitecture&Civil Engineering,Xia men University,361005,Xia men)Abstract:The cast-in-situ holl ow fl oor technique devel oped quickly in many areas domestically,while the internal f orce distributi on of the holl ow fl oor isn’t known clearly now1Some investigat ors have p resu med the p rinci p les of internal f orce distributi on via s ome experi m ents and gotten s ome conclusi ons,but it’s not enough,es pecially f or the shear force in the secti on of holl ow fl oor1S o the engineering design be2 ca me difficult1The author analyzed a p iece of holl ow fl oor with a size of919m×1010m×400mm using the FE M s oft w are ANSYS,indica2 ted the p rinci p les of the internal force distributi on and def or mati on under designed l oad,and s ome useful conclusi ons1I n the end of the ar2 ticle the author p r ovided s ome reas onable design methods f or shear force in the secti on1Keywords:cast-in-situ holl ow fl oor,finite ele ment method,shear force,shearing design,ANSYS0 引言上世纪80年代,日本开展了较多中空板的研究,尤其对内布圆管空腔,双向传力的中空板进行了试验研究,结论是该体系类似于现在常用的将矩形四边支承板划分为交叉梁系,与管平行方向可简化为“工"形截面梁,与管垂直方向则为空腹梁,同一块板中,纵横向梁元的抗弯线刚度、承载能力差别不大。
现浇混凝土空心楼盖专项施工方案目录1 编制依据 (2)2工程概况 (2)2.1工程概况 (2)2.2空心楼板设计概况 (3)2.3空心楼盖施工重点、难点 .............................................. 错误!未定义书签。
2.4薄壁空心楼盖组成、技术特点 ...................................... 错误!未定义书签。
3 施工准备 ........................................................................ 错误!未定义书签。
3.1组织准备 ......................................................................... 错误!未定义书签。
3.2技术准备 ......................................................................... 错误!未定义书签。
3.3现场准备 ......................................................................... 错误!未定义书签。
4 施工方法 ........................................................................ 错误!未定义书签。
4.1施工工艺流程 ................................................................. 错误!未定义书签。
4.2操作要点 ......................................................................... 错误!未定义书签。
现浇混凝土空心楼板施工工艺摘要:随着我国国民经济的飞速发展和建筑物使用功能日益提高,要求大跨度、大荷载、大开间、隔墙可以任意分隔的结构体系越来越广泛,,现浇空心楼板结构在这种背景下诞生。
它是通过在板内形成永久性孔芯,获得较大的空心率以减轻结构自重,充分发挥不同材料不同力学性能,代替了传统的普通钢筋混凝土梁板结构体系。
现浇混凝土空心楼板可广泛适用于大跨度、大开间、大荷载的建筑中。
与传统技术相比,可节省混凝土量,增加截面受力,降低综合造价,减轻结构自重。
该种结构型式适用于学校、桥梁、阅览室、办公写字楼、商场、厂房、地下停车场、大开间住宅等项目,是继普通梁板、密助楼板、无粘结预应力搂盖之后开发的又一种现浇钢筋混凝土新结构体系。
关键词:空心楼板原理施工Abstract: with the rapid development of China’s national economy and building use function is increasing day by day, demand large span and large load and large bay multi-ribbed slab frame, partition can any space structure system is more and more extensive,, cast-in-situ hollow floor structure in this context was born. It is through the board formed in the permanent core hole to obtain larger hollow rate in order to reduce weight structure, give full play to the different material is different mechanical properties, instead of the traditional common reinforced concrete beam slab structure system.Cast-in-situ concrete hollow floor can be widely used in large span and large bay multi-ribbed slab frame, big load of the building. Compared to the traditional technology, may save the concrete quantity, increase section stress, reduce the comprehensive cost, reduce weight structure. The structure types of schools, Bridges, for the reading room, office, office buildings, shopping mall, workshop, underground parking lot, wide bay residential project, is the common beam plank, dense help floor, non-bonding prestressed fell after the development and cover a cast-in-place reinforced concrete new structure system.Keywords: hollow floor construction principle中图分类号:TU37文献标识码:A 文章编号:一、技术设计原理现浇混凝土空心楼板结构技术设计原理是:在现浇板中按一定规则放置轻质块,沿轻质块方向的板正截面就变成了“工”字形截面。
WHB箱体施工方案现浇混凝土空心楼板主要用于工业或民用建筑水平板结构中,能有效减轻现浇大跨度平板的重量。
郑州君安新型建材有限公司根据施工经验编制本工法。
一、特点1、有效减轻现浇混凝土平板重量,减低建设成本。
2、有利于建筑平面的布置,并可降低层高。
3、施工工艺简单,施工质量可靠,施工安全。
二、适用范围工业与民用建筑中厚度≥150mm的现浇混凝土板,如单、双向板,无梁楼板等.三、工作原理现浇混凝土空心板由暗梁和非抽芯式空心板组成。
关键是非抽芯预埋管应重量轻、价格低、不宜破碎、不宜滚动。
四、材料及施工机具1.预埋盒:采用WHB轻质薄壁箱体,多用WHB材料模具成型。
2.钢筋:按施工图要求.3.混凝土:坍落度160~180mm,石子粒径小于三分之一肋梁宽度和管底混凝土厚度。
4.模板系统:竹面大模板、钢管模板支架。
5.混凝土输送方法:泵送.6.振捣器:ø30、ø50振捣棒。
五、工艺流程楼板定位放线→支设模架系统→底板弹线→绑扎楼板底板排钢筋→预留、预埋施工→暗梁钢筋、肋间钢筋网片绑扎→钢筋隐蔽工程中间验收→安装WHB箱体→铺设操作走道→绑扎WHB箱体抗浮钢筋,并锚固抗浮拉筋→绑扎楼板上排钢筋→钢筋隐蔽工程检查验收→安装混凝土输送设备→浇筑混凝土→混凝土养护→拆除模架系统。
六、施工方法:1.楼板定位放线:在已完成结构上,按施工图要求对楼板进行定位放线。
2。
模架系统支设:按《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2002要求施工。
模架系统设计除考虑模架自重和施工荷载外,尚应考虑龙骨兼作WHB箱体抗浮锚固的要求。
3。
钢筋绑扎:按《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002要求施工.步骤如下:3。
1模板验收合格后,在底模标出板下排钢筋,暗梁、肋间网片和WHB箱体位置线,以保证它们的安装位置准确.3。
2绑扎底排钢筋。
3.3预留洞、预埋管、件施工(预留洞周围应做成实心板,预埋盒应设在管间肋处)。
建筑结构空腹楼板设计与施工的应用分析摘要:建筑结构空腹楼板的截面刚度大,承载能力高,可用面积大,从而加大了使用空间。
可使用隔墙改变布局,优化空间使用度,满足不同业主的不同需求。
并且可用于不同类型的建筑项目,如学校、酒店、商店、图书馆、办公楼、车库等。
基于此,对建筑结构空腹楼板设计与施工的应用进行研究,以供参考。
关键词:建筑结构;空腹楼板;设计与施工引言建筑结构空腹楼板设计广泛应用于的公共和住宅建筑,混凝土使用量较少,结构荷载低,受地震影响小,可大大降低施工总成本,并且施工方便,具有良好的经济效益,在实际建筑工程中的应用也越来越广泛。
建筑结构空腹楼板设计不仅可以减少建筑材料的使用量,而且土建、维修和其他建筑工程的工作量也会减少,还能缩短整个施工工期,减少人员、物资等方面的支出,从而可以有效地控制成本。
1建筑结构设计中展开技术优化的必要性在现代化建筑工程施工期间,通常对建筑结构的稳定性和安全性有着很高的要求。
因此,需要通过技术优化的方式,提高建筑工程结构设计的质量,使平面布局具有合理性的特点,继而确保建筑工程结构受力能够始终保持平衡的状态。
不仅如此,通过技术优化的方式,还能使建筑结构设计的经济性有显著性的提升,在建筑结构安全性得到保证的前提下,减少建筑工程整体工程造价,创造出更多的经济效益。
与此同时,通过技术优化的方式,建筑结构设计和建筑外观的美观性还能做到相互协调和相互统一,继而满足现代社会对审美的要求及增强建筑工程结构的功能性,最终实现全面提高建筑工程结构设计水平的目标。
2技术原理现浇空腹楼板是一种预置空腔的钢筋混凝土楼板,空腔可采用轻质蜂窝式芯模结构填充材料。
楼板在建筑中除分割楼层的作用外,还作为承载竖向楼面荷载的结构受力构件。
对作为结构受力的钢筋混凝土板构件,掏空板厚度中间部分形成双向连续的现浇空心楼盖,并不影响楼板的承载能力。
在大大减轻楼板重量及减少混凝土用量的同时,因荷载减轻而显著的减少钢筋的用量,从而达到节约材料节省造价的目的。
现浇混凝土空心楼板的几种计算方法现浇混凝土空心楼板的几种计算方法目前现浇混凝土空心楼盖的计算方法主要有拟梁法、直接设计法、等代框架法和有限元计算法。
1、拟梁法拟梁法是将现浇混凝土空心楼盖按刚度等效的原则等代成双向交叉梁系进行内力分析的一种简化方法,在分析中忽略了拟梁之间的剪切和扭转影响。
一般地,区格板内的拟梁数量在各方向上不宜少于5个。
1)边梁等效:将边梁等效为倒L型梁,边梁的翼缘宽度为明梁宽度加上明梁边留有的实心板带宽度。
2)内框架梁的等效:取暗梁的实际尺。
3)交叉梁等效:将筒芯板沿跨度方向等效为5根梁。
2、直接设计法2.1 直接设计法适用条件:1)在结构的每个方向至少有三跨连续板。
2)所有区格板均为矩形,各区格的长宽比不大于2( /≤2)。
3)两个方向相邻两跨的跨度差均不大于长跨的1/3。
4)柱子离相邻柱中心线的最大偏移在两个方向均不大于偏心方向跨度的10% 。
5)可变荷载标准值不大于永久荷载标准值的2倍(/≤2)。
2.2 直接设计法设计分析采用直接设计法进行内力分析,应按纵、横两个方向分别计算,且均应考虑全部竖向均布荷载的作用。
计算板带为支座中心线两侧以区格板中心线为界的板带。
以上计算得到的纵、横两向的截面总弯矩,再将其按各自的分配系数分配便得到各自控制截面的设计值。
计算板带内跨弯矩设计值的分配系数。
计算板带端跨弯矩设计值的分配系数。
柱上板带承受计算板带内弯矩设计值的分配系数3、等代框架法等代框架法是将整个结构分别按纵、横方向,划分为由若干纵向与横向梁组成的交叉梁系,与柱子形成空间框架,利用现行的空间分析程序,进行结构的设计计算。
1)等代梁的宽度:在竖向均布荷载作用下,等代梁的宽度为柱轴线两侧区格板中心线之间的距离(或)。
在水平荷载作用下,等代梁的宽度为计算方向轴线跨度的3/4(或)及柱轴线两侧区格板中心线之间的距离(或)与垂直于计算方向柱冒宽度之和的1/2两者中的较小值。
现浇钢筋混凝土空心楼板的结构设计摘要:现浇空心楼盖技术是近年新开发的一种混凝土结构体系,本文通过分析现浇钢筋混凝土空心楼板的特点,工程实践证明它既能提高楼层顶面的美观性,又较传统梁板体系经济,介绍其设计方法及工程应用。
仅供参考!
关键词:空心楼板现浇钢筋混凝土结构设计
0前言
在多层和高层钢筋混凝土建筑中,现浇空心楼盖体系应用很广,发展很快,是我国建筑结构领域的一项重大技术创新,是一种全新的建筑结构设计理念,是建设部的重点推广技术。
这一新的建筑技术,突破了传统的建筑方法,经专家保守计算建筑造价可降低120元/平方米的投资.未来每年将会为我国节省几百亿元的建设资金。
此技术与普通板梁结构比较具有十大突出的技术优势.1.无梁无柱大跨度2.总造价可降低5%—20% 3.房间无须吊顶4.空间灵活间隔5.降低自重6.提高净空(同高度可增加楼层数量)7.抗震性能好8.隔音效果优良9.建筑节能效果显著10.施工经济,方便可缩短工期50%。
一、结构设计
现浇混凝土空心楼盖结构的整体布置应能合理地传递各种荷载和作用,具有明确的计算简图,并应符合下列要求:
1、结构体型宜规则,具有合理的刚度和承载力分布;
2、构件应具有适当的承载力,关键的构件或部位应具有足够的变形能力;
3 、在竖向、水平向结构构件的截面四角,应有贯通的纵向钢筋,并具有足够的受拉锚固承载力;
4、在混凝土易于压碎的结构部位应设置加强的约束钢筋。
5、现浇混凝土空心楼盖结构中,楼板的支承可采用梁、柱或(和)墙,楼盖结构的区格板宜呈矩形,当内模为筒芯时,区格板内筒芯宜沿受力较大的方向布置。
柱支承板楼盖结构可根据建筑设计和承载力计算的要求确定是否设置柱帽、托板。
楼板中承受较大集中荷载的部份不宜布置内模。
现浇混凝土空心楼盖结构的柱和墙也可根据需要布置竖向内模。
结构分析方法:现浇混凝土空心楼盖结构的房屋高度、抗震等级和结构分析应符合现行国家标准规范规程等的有关规定。
对现浇混凝土空心楼盖结构可采用有限元方法进行内力分析,尤其是在两个方向的受力性能的异同,为研究有梁双向空心板的刚度、变形和承载力提供科学依据。
下面就结合实际工程采用拟板法分析一下双向现浇混凝土空心楼盖的受力性能。
工程概况:宁海十里红妆博物馆,建筑面积15000平方米,共三层,柱网9.6mx11.1m。
非抗震,基本风压:wo=0.45kpa。
局部楼盖部分采用现浇混凝土蜂巢芯空心内膜。
结构设计:由于建筑使用上对层高、大空间以及隔音等要求较
高,设计时考虑的现浇混凝土空心楼板的使用,采用内埋式箱体内膜。
本工程柱网9.6mx11.1m,空心板厚取400mm,采用500x500x300箱体内膜,标准肋宽为80mm,构造详(图一),为四边有梁双向空心板,弹性阶段的受力性能分析采用了等效刚度板法(拟板法),拟板法的思路是将双向空心板等效为一均质的具有正交各向异性特征的实心板(拟板),在此基础上对拟板进行分析,该方法简洁而且结果精确。
对钢筋混凝土实心板的线弹性分析是基于板开裂之前的状态,混凝土处于弹性受力阶段,此时钢筋应力很小,其作用可以忽略不计。
这样,通过经典弹性力学理论,建立板的平衡微分方程,或通过有限元的方法,可以得到实心板在正常使用状态下的弯矩及挠度分布的规律,以此为依据对现浇混凝土空心楼盖进行合理、可靠的受力分析。
刚度等效:1/12*580*4003-1/12*500*3003=1/12*580*h3故
h=344mm,即400厚空心楼盖采用拟板法等效后的实心板的厚度为344mm。
板荷载按实际考虑,在竖向荷载作用下采用pmsap对实心344mm厚板进行有限元分析,得出其内力结果及扰度等一系列设计需要的数据,在扰度、裂缝等满足设计要求的前提下,现主要讨论空心楼盖的配筋问题,由pmsap计算结果得出恒载、活载作用下板x、y方向上的面外弯矩mx、my(kn*m/m):
mx=26.6*1.2+18.3*1.4=57.54 kn*m/m
my=26.0*1.2+19.5*1.4=58.50 kn*m/m
空心楼板每区隔内可简化成一工字型截面进行算(如左图)混凝土强度: c30fcu,k = 30.0fc = 14.33ft = 1.43n/mm
钢筋强度: fy = 360 fyv = 210n/mm es = 200000n/mm
正截面受弯配筋计算:
翼缘位于受压边的t形或工字形截面受弯构件,已知 as’=0mm x
可按下式计算:
x = ho - {ho - 2*[m - fy’*as’*(ho - as’)]/
1/fc/bf’} .5
=
385-{385-2*[57400000-360*0*(385-15)]/1.00/14.3/580} .5 = 18mm < 2 * as’= 2*15 = 30
as = m / fy / (ho - as’)
= 57400000*0.58/360/(385-15)
= 249mm
相对受压区高度= x / ho = 30/385 = 0.078 ≤ 0.518 配筋率= as / b / ho = 431/80/385 = 1.40%
最小配筋率pmin = max{0.20%, 0.45ft/fy} = max{0.20%, 0.18%} = 0.20%
as,min = b * h * pmin = 64mm
斜截面承载力计算在这里就不一一计算了(实际工程计算已满足要求)。
以正截面受弯配筋计算结果作为空心板肋梁处配筋的选择依据,空心板上下板面尚应配置一定数量的温度钢筋。
从实际运用效果看,现浇砼空心无梁楼盖技术与一般的梁板结构体系相比,钢筋砼造价降低5%,模板损耗降低50%,还能节约装饰费用10%-15%,综合造价降低10%左右。
二、施工工艺:
现浇混凝土空心楼盖作为一种新技术、新材料高、新工艺的出现,与传统的施工工艺相比存在其巨大的优势的同时也应特别注意一些问题。
(一)空心楼盖技术在施工中的优势:
1、工人施工中楼板的支模速度明显加快,整板铺放整块的模板,不用象传统楼板施工时还要支几条次梁的模板。
2、楼板区隔内无次梁,模板基本上不用破坏,整块拼装,是模板的周转次数明显增加,大大降低了施工成本。
3、钢筋绑扎比传统的施工方法要容易、快捷。
楼板区隔内无次梁,楼板的钢筋完全在一块大的整板上绑扎完毕,给钢筋工带来非常大的便利条件,也减少了钢筋的截断程序和钢筋的损耗。
4、拆模时比传统施工工艺快速方便,只要按顺序依次拆下,不费力气,模板完整,可以整体用到下一层去,减少损耗降低模板成
本,缩短了工期。
5、抹灰比传统工艺容易,如果施工质量控制严格要求,完全可以省去抹灰这道程序,直接打磨、刮腻子等粉刷涂料,节省人工材料和成本,也加快施工进度,效果非常明显。
(一)施工中应注意的问题:
1、施工中的起拱方式:模板是双向板应双向起拱,单向板应单向起拱,模板中心起拱高度一层在3~5‰之间,二层及二层以上的模板中心起拱高度在2~3‰之间。
2、安装时应轻拿轻放,不得在上面堆放重物或直接作业。
3、振捣方法:振捣时应坚持少浇勤振,防止楼板下面出现漏筋现象。
三、总结
现浇混凝土空心楼板客服了预制混凝土空心楼板整体性差、跨度小、楼板出现裂缝、漏水、隔音差等诸多不利因素。
新技术的核心工艺是在现浇的混凝土楼板内放置永久的内膜,节省楼板内不参与抗压、抗拉等受力的混凝土,节省资源。
从使用功能看,与普通框架结构比较,本技术使空间更开阔美观,无柱帽、无凸出部位,实现真正的平板。
同时空心楼板的刚度大,变形小,抗震性能好。
与此同时,隔音效果优良,该楼盖的封闭空腔技术大大减少了噪音的传递,克服了上下楼层间的撞击噪音干扰,楼盖隔音效果提高5-12分贝。
同样,封闭空腔结构减少了热量的传递,使隔热、保温
性能得到了明显得提高,对采用空调的建筑来说,可大大降低空调费用。
目前, 该工程主体部分已竣工, 相关板、梁、柱的挠度、裂缝等均满足设计要求。