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    方形蜂巢芯盒空心楼板的设计与应用.pdf

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    方形蜂巢芯盒空心楼板的设计与应用.pdf

    第12期 2008年l2月 广东土木与建筑 GUANGD0NG ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING No.12 DEC 2Oo8 方形蜂巢芯盒空心楼板的设计与应用 李定乾 张元坤 广州容柏生建筑工程设计事务所 广州510170 摘 要本文以珠江新城威座大厦地下室楼层结构为例,阐述有关方形蜂巢芯空心楼板符合结构受力、方便施工 且经济合理的结构选型、结构计算和配筋形式的各种考虑,为类似工程提供参考。 关键词空心楼板;层高;梁支承;宽扁梁;肋梁 1工程应用实例 珠江新城F22地块的威座大厦.地下室5层. 其平面近似矩形。尺寸为126mLx97mD。层高从 下到上分别为3.75,3.25,3.25。3.25,5.20m。其中负 5层部分为人防地下室.负4层楼面为人防地下室 顶板.承受的核爆炸动荷载较大而采用加腋整间大 板结构;首层楼面考虑为地上结构的连接部位.需要 较大的楼层刚度.故采用普通井字形梁板结构 负4 层 负1层为停车库.各层层高仅为3.25m.为了满 足其楼层净高要求。为其顶部架设设备管道提供方 便,同时减轻楼盖结构自重,经技术经济比较.优选 确定采用GBF方形蜂巢芯盒的空心楼板形式 由于柱网尺寸较大以9.5m、10.5m为主,故空 心楼盖由主框架梁、肋梁和方形蜂巢芯盒组成.空心 盒基本尺寸为600600300350.其边角部位辅以 6003OO30O350,300 x300 x300350规格组合.上 板厚50mm,最终形成楼盖结构厚度为350400mm、 楼层净高2.9m的等厚平板形式 2空心楼板结构布置选型 按协会标准CECS 1752004{现浇混凝土空心 楼盖结构技术规程介绍,空心楼盖的内模有筒芯和 箱体两种,楼板支承有梁墙和柱两种 考虑到箱 体内模相对于筒芯内模其空心率更高.相应结构自 重更轻。更适用于方形柱网楼盖双向受力状况.施工 中箱体的定位及固定、钢筋的架设、混凝土的浇捣更 方便,故本工程地下室空心楼盖选定箱体内模地下 室楼层主要承受竖向荷载,但从结构骨架角度看.能 在柱网上真正形成框架.无疑对结构整体受力更有 利.构件之间的传力更明确.所以本工程地下室空心 楼板选定梁支承形式,其中框架梁为宽扁梁.梁高与 楼盖板同厚.且在柱位处设置柱帽,一是提高空心楼 盖在柱位处的抗冲切能力.二是形成框架梁梁端加腋. 提高梁端的抗弯刚度,同时增强板角的抗弯、抗剪能 力。最后形成800 x350400宽扁框架梁、肋梁150 x 350400、间距750 x750区格的空心楼板体系,图1 为空心楼盖平面布置图 图1空心盒平面布置图 3空心楼盖受力分析 梁支承空心楼板与柱支承空心楼板相比.其结 构计算相对简单.由于本工程选用的是梁支承体系, 故下述结构计算即相对此体系而言.而柱支承空心楼 板的计算可参照CECS 1752004现浇混凝土空心 楼盖结构技术规程有关论述,可按拟梁法或直接设 计方法进行计算。本工程空心楼板体系的计算可分 为框架梁与肋梁两部分 本工程地下室面积较大.若将肋梁建模进行整体 计算.则杆件数已经超出软件的计算范围。为了分析 空心楼盖的受力特性.特选取了2种计算软件和3种 计算模型对2x2跨、跨度10.5m的空心楼盖进行有限 元分析。表1为空心楼盖分析模型、计算方法及结果。 7 2008年12月第12期 李定乾等方形蜂巢芯盒空心楼板的设计与应用 DEC 2O08 No.12 表1 空心楼盖受力分析模型及计算结果 计算模型 模型1 模型2 模型3 肋梁建人ETABS 肋梁折算成实心混凝土楼盖. 计算SArIW作整体计算 进行有限元分析 按梁板采用SATWE计算 计算目的 同时求得框架梁和肋梁的内力及配筋 仅求得框架梁的内力及配筋 弯矩kNm 支座 跨中 支座 跨中 支座 跨中 框架梁863.3 411.5 974.5 350.0 794.7 418.4 一、二肋梁 79.3 47.6 75.3 41.7 其余各肋49.9 28.0 55.2 33.1 从计算结果可以看出 1将肋梁建进模型作整体受力分析时.SATWE 与ETABS计算结果有一定的差距.其主要原因是 SATWE计算时考虑到梁的塑性变形而对框架梁梁 端弯矩进行了0.85倍的调幅.若对ETABS计算结果 进行相应的调幅.其计算结果相差在5%以内 2框架梁边的一、二肋梁SATWE的计算结果 偏大,肋梁支座负弯矩相差5.1%,跨中弯矩相差12.1%, 其余各肋ETABS的结果偏大.支座负弯矩相差9.6%. 跨中弯矩相差154% 3模型1是建入肋梁的SATWE模型.模型3 是将肋梁折算成混凝土板后的SATWE模型.从其 计算结果可以看出.模型1计算的梁端弯矩偏大.相 差7.9%跨中弯矩偏小,相差1.65%。 通过以上计算分析.充分考虑到各方面的可行 性以及实用性.本工程空心楼盖计算采用了第3种 计算模型.即将肋梁折算成实心混凝土楼盖采用 SATWE进行计算.从而得到框架梁的内力及配筋. 对于肋梁的计算则选取了几种不同的典型跨度进行 了局部计算.得到肋梁的内力及配筋并加以归并.从 而得到空心楼盖的配筋 4配筋形式 本工程空心楼盖的框架梁均为宽扁梁.截面有 800350及800 x400两种.由于柱网大小不一.多数 为9.5m和10.5m.故其底筋配筋率在1.2% 1.89%之 间.支座由于柱帽的存在其配筋率大多约为1.5%. 除局部框架梁上立柱产生较大弯矩而出现配筋率较 高而需要配置双排钢筋外.其余大部分均为单排配 筋,这为宽扁梁增大有效高度、方便钢筋的架设创造 了有利条件 肋梁的截面为150 x350及150 x400两种形式. 底筋均为2 l6或2 20,面筋在梁边一二肋处为2 8 图2空心楼盖整体受力变形图 14通长钢筋,其余肋为2 12通长,肋梁支座另加 筋均匀配置在肋梁周围.空心楼板的顶板配筋采用 在600 x600箱体范围内纵横各配4 5.5冷轧带肋 钢筋网。肋梁配筋形式如图3。 梁边一二肋虫l4近长舫二 A 其余各肋2 l2通长筋 r 45 R5 5双向通长600范I Ⅱ负窃.2根钢筋并联.每1m苣焊 , lf I 1 j 1 1 I 宴 / m 一 i P..P..E..........1 PPE 摹 6盟 62/5【l0 器 4 k 、 拉筋 l 1 l梁肋底筋通长 底板 600 75 l ㈣ l 梁边一二肋 14通长筋 A 5结论 图3肋梁配筋示意图 戗 塍 土上DQl 密肋空心楼盖与其他无梁楼盖相比.具有自重 较轻、施工简单、单位重度负荷效率较高等特点,采 用空心楼盖不仅可以降低结构构件高度。增大室内净 空.还可以减少基础土石方的开挖量,降低柱和基础 造价.因此密肋空心楼盖结构型式对于解决层高有特 殊要求、希望减轻结构自重的地下室或地上部分的楼 层提供了最佳捷径。

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