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安徽建筑 2 0 1 3年第 5期( 总 1 9 3期 ) 现浇混凝土空腹楼盖在大荷载库房中的应用 Ca s t i n - Si t u Ho l l o w Co n c r e t e F l o o r S y s t e m i n t h e Ap p l i c a t i o n o f Hi g h L o a d S t o r e r o om 徐宏伟 ( 中 国 烟 草 总 公司 合肥 设 计院， 安 徽 合 肥 2 3 0 0 0 0 ) 摘要 ： 文章结合片烟醇化库的结构选型， 简述现浇混凝土空腹楼盖 的特点及在 大荷 栽仓库 中应 用优势 ， 并 对其结构设计要点进行较 详细 的介绍。 关键词 ： 现浇混凝土空腹楼盖； 大荷载仓库； 结构体系； 密肋楼盖 中图分类号 ： T U 7 5 6 4 * 4 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 7 7 3 5 9 ( 2 0 1 3 ) 0 5 0 0 5 1 0 2 0 前言 随着我国对土地资源越来越重视， 工业建筑中除了厂房因 工艺布置的需要必须做成单层建筑， 其余建筑已经要求往垂直 方向发展， 尽量节约土地。而工业建筑中库房的特点一般是荷 载比较大， 仓库内运输主要采用叉车， 层高要求比较高。 在此类 建筑中如何结合建筑 、 消防、 工艺等条件确定合理的结构体系 是结构专业需要认真考虑的问题。 传统的设计往往结合受力特点， 选用井字梁结构体系。近 年来 ， 国内某些行业结合多年的经验， 开始采用空腹楼盖体系 代替传统的井字梁结构体系。 其中在烟草行业片烟醇化库中已 经开始大面积的采用， 下面就烟草行业的工艺特点对空腹楼盖 体系做一个简单的分析。 1 现浇混凝土空腹楼盖在片烟醇化库中的应 用分析 1 1片烟醇化库简介 烟草行业因为工艺的需要 ， 烟 叶在进入生 产环节前必须经 过 1 - 2 年的醇化期。随着烟草工艺对烟草质量要求的提高， 烟 草行业对烟叶仓库建设提出 “ 逐步减少烟叶露天存放” 、 “ 卷烟 工业企业现有烟叶仓库全部按片烟储存要求进行改造， 满足片 烟醇化要求” ， 这就需要大量的建设片烟醇化库。按照 烟草及 烟草制品仓库设计规范) ( Y c r r 2 o 5 2 0 0 6 ) 的要求， 片烟醇化库 设计活荷载按 1 2 k N mz 考虑 ， 活荷载准永久值系数及主梁 、 柱、 基础折减系数均取为0 9 ， 净高不小于 4 m。 结合消防要求 ， 为节 省投资， 减少消防成本， 应将建筑高度控制在 2 4 m以内。综合 以上要求 ， 片烟醇化库一般设计为 5层框架结构， 每层层高控 制在 4 8 m以内。因部分厂家要求一层门口设置卸货月台， 高度 为 1 2 m左右， 所以一般层高应控制在 4 5 m以内。 1 2结构方案选取分析 收稿 日期 ： 2 0 1 3 0 7 0 4 作 者简介 ： 徐 宏伟 ( 1 9 8 0 -) ， 男 ， 安徽淮 南人 ， 毕业 于安徽 建 筑大学 ， 学 士； 工程师， 主要从事工业建筑结构设计方面的工作。 肋顶筋( 优先布置在肋中， 其余布置在肋边 1 5 0 ra m范围翼 缘， 其中设置 2 l 2 通长筋 其余伸出支座边按图示要求长 图 1空 心 板 K B X 断面 片烟醇化库内烟箱的运输方式一般采用电瓶叉车运输， 叉 车吨位为 1 0 t 。叉车荷载的出现是随机的， 所以在设计中一般 采用双向板设计，柱网一般为 8 m X 8 m。片烟醇化库结构体系 的设计一般有以下几种。 1 2 1 井字梁结构 传统设计比较常用井字梁体系，这种体系为双边受力， 可 有效降低主梁高度 ， 且受力均匀， 主梁高度可以控制在跨度的 1 1 5以内。作为比较传统的结构体系， 井字梁体系有自己不可 替代的优点， 但同时也有很多缺点， 主要有以下几点： 片烟醇化库对昆虫的控制非常严格， 每年都要定期的对 整个仓库进行灭虫 ， 井字梁体系在完成后楼板区格较多， 容易 形成卫生死角， 对仓库的灭虫和清洁都有不利的影响； 对于设置月台的仓库 ， 层高控制在 4 5 m， 梁高必须控制 在 5 0 0 mm以内， 往往井字梁体系梁高不能满足， 勉强满足会极 大的增大配筋量， 使整个方案不能满足经济合理的要求； 井字梁体系在井字梁侧模及侧边抹灰方面增加费用较 高， 会增加施工中模板的损耗。 1 2 2无梁楼盖 无梁楼盖体系是传统的板柱体系，这种体系受力均匀， 板 厚一般可以设计为 2 5 0 mm左右即可满足设计要求，可有效的 节省层高。 但是这种体系因为没有梁， 抗侧刚度比较差， 所以当 层数较多或有抗震要求时， 宜设置剪力墙， 构成板柱抗震墙 结构。剪力墙的设置会增加库内运输物流组织的难度， 且在柱 子端部需要设置柱帽， 也会影响叉车在此处的托举难度， 所 以 一 般设计时层高仍按有柱帽的位置进行控制， 没有达到节省层 高的目的。 1 2 3密肋空腹楼盖 密肋空腹楼盖结合了以上 2种体系的优点， 即可以双边受 力 ， 有效降低主梁高度 ， 而且因为设计时按照柱梁体系考虑， 侧 向刚度有了很大的提高， 不用设置剪力墙和柱帽。图 1 为某片 烟醇化库设计密肋空腹楼盖断面详图。 由图 1 可知，空心板中箱体与密肋梁形成平板无梁效果， 既解决了卫生死角的问题，又在施工中省去了侧向模板的铺 施 工 技 术 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 _ 星 2 0 1 3年第 5期( 总 1 9 3期 ) 安徽建筑 一 一_-l 施 工 技 术 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 _ 设 ， 同时也没有了密肋梁侧向抹灰的问题 ， 是比较经济合理的 一 个方案。其具有楼盖整体刚度大而地震作用小的优点， 同时 可以有效的控制层高， 还具有良好的隔音 ， 保温节能效果， 因此 其在商业 、 办公 、 学校和地下室中已有较多应用。 2 密肋空腹楼盖的计算要点 空腹楼盖的空腔较大，空腔对空心板的影响已经比较明 显，其应力在肋粱处明显集中，根据 混凝土结构设计规范 ( G B 5 I O 一 2 0 1 0 ) 应该按密肋楼盖设计。 2 1 荷载计算 当前的结构计算软件均能计算梁的自重， 而楼板的尺寸通 长都是轴线到轴线，这就是说程序在计算结构 自重的时候， 梁 板重叠的部分计算了2次自重， 一次是梁的， 一次是板的， 空腹 楼盖常常采用梁式输入， 其梁占的比例相当大 ， 因此重复荷载 比较多， 而且梁相交重复的部分也很多， 这项也是比较可观的， 应在荷载中给予扣除。 下面举例说明空腹楼盖梁式输入的楼板荷载计算法。 4 0 0 mm的箱体 ， 密肋 2 0 oX 4 0 0 ， 9 0 0X 9 0 OX 3 5 0规格 ， 重量 为0 9 k N， 则每个密肋间距的总自重为： ( 1 1 1 1 0 4 - 0 9 0 9 0 3 5 ) 2 5 + 0 9 = 5 9 1 k N P l ( P M考虑程序 自动计算密肋重为： 0 20 42 51 12 ： 4 4 k N 则需输入的板 自重为： ( 5 9 1 4 4 ) 1 1 1 1 = 1 2 5 k N m 2 2密肋空腹楼盖内力计算 有梁密肋空腹楼盖指主梁高于密肋梁的空心板； 当主梁较 强时中间的密肋内力大， 靠近主梁的内力小； 当主梁较弱时， 靠 近主梁的密肋内力较大， 中间的密肋内力较小。 无梁密肋空腹楼盖指主梁与密肋梁同高， 其内力特点是靠 近主梁的密肋的内力大， 中间的密肋的内力小。 通常情况下都可按梁式输入程序计算 ， 笔者建议输入密肋 梁的模型宜考虑和主梁的整体变形协调 ，荷载按本文上述计 算。 如果主梁截面相对密肋梁截面较大。 也可考虑按次梁输入。 这种梁式输入的计算书和图纸表达相对下述简化方法要复杂 一 些。但图纸表达也可以以板式来简化表达密肋配筋。 如果主梁截面相对密肋梁截面较大， 也可简化为双向板计 算， 这样一个板格只需用到双向板顶、 板底的最大内力即可求 得各密肋梁的配筋。此法图纸表达可按双向板式表达， 也可一 跨以一根密肋梁的配筋来表达。 对于边界条件的， 可参考下面两种情况处理。 对于梁式输入，边界都是与主梁或者其他次梁相交， 与 其相接的板无关， 实际上是程序忽略了板的影响， 这会造成边 界处中间部分支座内力很小， 靠近柱子支座可能会稍大甚至很 大， 而板格跨中部分内力偏大。而且还可能会造成与蜂巢芯空 心板相接的实心板支座内力未考虑蜂巢芯这边的影响而计算 偏小， 因此在配筋设计时应对这些被忽略的部分加强。 对于板式计算的，有邻跨板时会有模棱两可的情况， 到 底是简支好还是固支好， 这个要凭设计者平时的经验。对于没 有经验时， 笔者建议案简支计算 ， 配足跨中， 但支座按固支配 置， 且其配筋伸入相邻实心板中。 2 3密肋空腹楼盖的截面验算 根据内力计算纵筋时可考虑板的翼缘作用， 但配筋应置于 肋中或者肋边每边 1 5 0 m m范围内； 肋间配置构造钢筋， 当验算 裂缝与挠度的时候可以考虑肋及肋间构造筋的作用， 构造筋的 面积应以强度换算后准。 密肋空腹楼盖的剪力应由密肋梁承担 ， 因此以密肋抗剪承 载力验算为准， 当符合无需抗剪箍筋， 也应配置不小于 6 2 5 0 的箍筋。 裂缝与挠度可按相关程序 自动完成， 值得注意的是 ， 当采 用程序计算时， 可考虑 T形截面处理， 也可以结合双向板的挠 度再除以等厚度实心板的刚度折减系数。不过， 根据以往实验 结果和实测， 实际结果比计算结果小约 3 0 ， 如荷载不是特别 大， 可不计算挠度； 有经验时， 计算裂缝时可适当提高最大允许 裂缝宽度。 2 4密肋空腹楼盖的构造 有梁空腹楼盖板厚宜取短跨的 1 2 5左右 ，且不宜小于 3 0 0 m m( 混凝土结构设计规范 规定不应小于 2 5 0 mm) ； 无梁空 腹楼盖板厚宜取短跨的 1 2 0左右， 且不应小于 3 5 0 m m。 肋宽可 取间距 的 1 5 2 0 。 空腹楼盖顶部的现浇板即肋问板通常情况下取 5 0 m m， 可 配置双向单层构造 钢筋或者钢筋 网片 ，构造 钢筋通常为 6 2 0 o 1 5 0 ； 当做屋面或者常常与水接触时， 可取 1 0 0 m m， 配置 双层双向构造钢筋， 构造钢筋通常为 8 2 0 0 1 5 0 。 密肋梁为楼板一部分， 因此可不设置肋顶通长筋 ， 可设架 立筋直径不宜小于 8 m m； 但当屋面层时建议设置通长筋。 3 结束语 密肋空腹楼盖在多高层工业建筑中具有较好的综合效益， 其在烟草片烟醇化库中目前也开始推广采用。 该技术也写入了 混凝土结构设计规范) G B 5 I O 一 2 0 1 0 ， 其技术理论是成熟的。 实践证明， 在楼面荷载超过6 k N m ， 柱网为 6 8 m时， 采用密肋 空腹楼盖是比较经济实用的。不过， 作为一种相对较新的结构 体系， 结构设计人员应结合当地空心的箱体的采购和施工指导 等因素， 与业主单位积极沟通后采用 ， 争取达到合理设计、 施工 方便 、 经济适用的目的。 参考文献 【 l 】 Y C 0 5 2 0 o 6 ， 烟草及烟草制品仓库设计规范【 s 】 北京： 中国标准 出版社 ， 2 0 0 6 f 2 】 J G J ， I 2 6 8 2 0 1 2 ， 现浇混凝土空心楼盖技术规程【 S 】 北京 ： 中国建 筑 工业出版社 ， 2 0 1 2 【 3 】 GB 5 1 0 2 0 1 0 ， 混凝 土结 构设计规范【 s 】 北京 ： 中国建筑工业 出版 社 2 0 1 0 4 邱则有 现浇混凝士空腹楼盖 G B F 蜂巢芯【 M 】 长沙： 中南大学 出版社 。 2 0 o 8