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地下室頂板結構設計現澆空心無梁樓蓋的優勢

2019-6-30 12:02:54發布2次查看發布人:
地下室頂板結構設計現澆空心無梁樓蓋的優勢
摘要:針對地下室結構的混凝土用量多,含鋼量高,建造成本居高不下的實際情況,從地下室頂板的結構形式和受力分析著手,通過對地下室頂板結構設計實例的分析,得出梁板結構與無梁樓蓋在各方面的比較結果,并對現澆混凝土空心樓蓋的應用進行了分析和總結。 引言 隨著我國經濟的持續發展,房地產市場的高層建筑越來越多。由于高層建筑本身穩定的要求,需要建筑物有一定的埋深,同時為了節省基礎的造價,通常高層建筑都采用補償性基礎。而且人防、停車位的需求也使得地下室成為現代建筑不可或缺的組成部分。但地下室的建造成本很高,不考慮土方開挖、基坑支護、降排水等費用,單是土建成本就比地上建筑高出很多。一般的高層建筑的地上結構用鋼量為每平米建筑面積40-60kg,而地下室的用鋼量一般每平米都在100-180 kg之間,同時,地下室結構的混凝土用量也較大,加上消防等的特殊要求,其建造成本就非常高了。在整個工程的建造成本中,地下室及基礎的費用可以占到整個工程成本的10%-30%。所以,有效控制地下室的建造成本,對控制整個工程的成本起著非常關鍵的作用。 1、地下室頂板常用的結構形式及受力分析 目前地下室頂板的結構形式通常有:梁板結構、無梁樓蓋、無粘結預應力樓蓋結構、空心樓蓋等,可簡單分為梁板結構、無梁樓蓋。 理論基礎 (1)板筋參與梁端負彎矩承載力 在計算混凝土框架梁的受力配筋時,可以考慮與梁相連的板有效寬度范圍內,與梁肋平行的上板面和下板面板筋作為負彎矩受拉鋼筋的組成部分。該理論要求板內鋼筋的錨固達到其作為梁端負彎矩鋼筋的要求,但在實際配筋中板的鋼筋千差萬別,不能完全滿足要求,所以,該理論沒有作為的計算規則在規范中出現。但在國內或國外規范中都有該因素的著眼點。 我國新頒布實施的《混凝土結構設計規范》(gb50010-2010)和《建筑抗震設計規范》(50011-2010)提高了“強柱弱梁”的彎矩增大系數,規定9度及一級框架結構尚應考慮框架梁的實際受彎承載力;并在《建筑抗震設計規范》條文說明中指出“彎矩增大系數考慮了一定的超配鋼筋和鋼筋超強”,但對框架梁翼緣現澆板內與梁肋平行的鋼筋參與梁端負彎矩承載能力的問題,新規范仍未作明確的規定,只是在《建筑抗震設計規范》條文說明中附帶指出,當計算梁端抗震承載力時,若計入樓板內的鋼筋,且材料強度標準值考慮一定的超強系數,則可以提高框架結構“強柱弱梁”的程度。汶川地震中整體現澆梁板框架的破壞大多發生在柱上,而沒有現澆樓板的空框架裂縫則都出現在框架梁上的事實從一個側面證明了這一點。 (2)梁中部受力模型是t型斷面而非矩形斷面 在框架結構設計中,計算模型的選取都是采用桿件模型或空間整體模型。假定每層樓板在平面內為無限剛性結構,使得其在水平力作用下的變形協調。這樣的計算模型對框架結構內力計算是沒有問題的,但當計算梁構件設計配筋時,梁只是作為一個桿件來考慮的,沒有考慮板與梁的整體作用,(除了一些特殊的樓層采用有限元分析)板只是作為一個沒有剛性的構件將樓面荷載傳到梁上,這樣就將梁板完全分成相互獨立的構件來計算,與實際的受力情況有較大的偏差。在梁板體系中,尤其在地下室結構中,因為其頂板、底板的板厚度均較大,因此,上述計算引起的浪費現象就更加明顯。 2、梁板結構、無梁樓蓋的經濟分析與比較 《1》實例比較:以下是鄭州某樓盤的地下室,地下室面積為16150平米,兩層地下室,地下室頂板采用梁板結構,上部覆土800厚。另一個為鄭州某商業廣場,地下室面積12560平米,地下室頂板采用有柱帽現澆空心無梁樓蓋結構,上部覆土1200厚。現各取一部分標準跨進行經濟分析。 由分析可以看出,現澆空心無梁樓蓋結構比普通梁板結構節約綜合造價30%左右。 《2》綜合分析 (1)現澆空心無梁樓蓋有利于設備各專業水平管線的安裝,節約設備管線的造價。 (2)現澆空心無梁樓蓋降低了層高,提高了車庫凈空高度,減少了豎向設備專業水、電、暖通、電梯使用費;相應也降低了豎向構件包括主樓及車庫墻柱的鋼筋和混凝土用量。研究表明,地下室層高每降低100mm,能節省地下室總造價的2%-3%。
(3)現澆空心無梁樓蓋層高的降低也降低了土方開挖量,降低了土方開挖的造價,相應也降低基坑支護的費用。
(4)現澆空心無梁樓蓋結構減少了地下車庫內外墻裝修,吊頂裝修和更新的費用。 (5)現澆空心無梁樓蓋結構施工單位減少了模板損耗,減少了支、拆模人工費用。
(6)現澆空心無梁樓蓋結構施工簡單,能縮短工期,相應縮短了資金成本,能為房地產商帶來更好的經濟效益。 (7)現澆空心無梁樓蓋層高的降低相應也降低了建筑防水的造價。
(8)現澆空心無梁樓蓋結構施工簡潔、施工速度快,模板簡單,能夠有效滿足工期要求,視覺上美觀大方,使用功能更好。
(9)現澆空心無梁樓蓋結構含鋼梁比一般梁板結構降低30%左右,降低鋼筋的費用,但是也相應會增加一些混凝土的用量,不過混凝土的單方造價與鋼筋相比很小。
(10)現澆空心無梁樓蓋節省鋼筋混凝土量、減少自重、降低層高、降低基礎的成本造價,因此是更好的地下車庫結構形式。
綜述,現澆空心無梁樓蓋結構比梁板結構節約綜合造價30%左右,并且車庫效果很好,美觀大方,高大上,是經濟美觀的地下車庫的結構形式。
3、現澆空心樓蓋的應用   現澆混凝土空心樓蓋適用于跨度較大的建筑結構,代替常規的梁板結構和無粘結預應力樓蓋結構。現澆混凝土空心樓蓋與傳統建筑結構技術相比較,可節省鋼筋混凝土量、減少自重、降低層高等,從而降低綜合造價。可廣泛應用在教學樓、橋梁、圖書閱覽室、辦公樓、食堂、商場、廠房、大開間住宅、地下停車場、人防工程、醫院等對層高有限制要求的公共建筑、住宅建筑和工業建筑等。   現澆鋼筋混凝土空心樓板的體積空心率30%-60%。 4、結論和建議   經過以上分析,人們一直公認的梁板結構的經濟性在較大荷載作用下便變得不經濟。所以在實際工程中,對地下室頂板宜采取現澆空心無梁樓蓋形式,既可以節約造價,又可以加快施工進度,值得推廣應用,而近幾年采用新技術例如qzm輕質內膜空心箱體整體澆筑的現澆混凝土空心樓蓋,則在室內裝飾凈空高度、使用功能、隔音效果、環境保護、綜合造價低等方面有著明顯的優勢,對節約社會資源、維持建筑業可持續發展具有積極的社會意義。
本文相關詞條解釋 現澆 現澆就是通過在現場組裝模板,然后進行 混凝土的澆筑。相對于預制構件來說,預制的是在工廠車間內通過模具加工而成,適合批量生產,也就是建筑工業化。
無梁樓蓋 配合結構——柱帽地下室無梁樓蓋柱體結構由于負載較大,柱頂須設置柱帽。常見的有臺錐形柱帽、折線型柱帽(外延尺寸等于中心臺錐形柱帽尺寸的0.35)和帶托板柱帽(托板厚度為頂板的1/2)。
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