摘要：通過某現澆混凝土箱體內模樓蓋的工程實例，介紹該種形式的樓蓋設計過程和該種樓蓋的運用前景。
　　關鍵詞：現澆混凝土空心樓蓋；箱體內模；雙向板
　　1.引言
　　在現澆砼樓蓋中有規則埋入內模后，經現澆后形成的樓蓋即為現澆混凝土空心樓蓋。埋入式內模分兩種：1.筒體、筒芯；2.箱體、塊體。（圖1示)。本文芻議后者作內模形成的樓蓋形式。本例樓蓋使用的箱體內模規格為500x500x200，使樓蓋內部形成550~600間隔雙向有肋的鋼筋砼夾層空腹板，內模間隙形成“工”形加勁肋肋寬不小于60mm，加勁肋承擔垂直于芯模的剪力、壓力、拉力，使樓蓋內部形成雙向正交密肋梁，該種樓蓋內部類似于“竹節”，受力性能良好。該樓蓋具備以下幾個特點：1.雙向受力，樓板承載力高。2樓板雙向剛度無差異，提高結構側向剛度，結構更安全3.樓板中的芯膜具備協調變形能力，提高大面積板塊抗裂縫能力。4.樓板內部具備的密肋梁方便建筑內部空間自由分隔，樓板縱向剛度高，使用跨度大，樓板撓度小。5鋼筋用量小，砼用量低，工程經濟效益明顯造價與一般砼現澆樓板基本持平，與一般平板、實心無梁板，無粘結預應砼樓蓋相比大大降低。6.隔音效果優良7.防火、隔熱、保溫性能好，在建筑節能方面值得大面積推廣。
　　
　　筒體內模箱體內模
　　圖1（工程實地照片）
　　2.工程實例概況：
　　本工程為解放軍某部醫院門診大樓，位于廣西南寧市江北大道，建筑面積約4000m2，建筑層數兩層，結構體系采用鋼框架結構，抗震設防烈度為7度（0.10g），基本風壓為0.35kN/m2,樓蓋形式為現澆混凝土箱體內模空心樓蓋。二層樓面結構局部平面如圖2。

　　二層樓面局部平面圖圖2
　　
　　3.結構分析與設計
　　從建筑的柱網劃分的板格來看（圖2），柱距7.2m~10.8m，柱網劃分的樓板板塊為規則的矩形，各區格的長寬比不大于2，均為雙向板，是使用現澆箱體內模空心樓蓋的合適跨度。本建筑采用鋼框架結構，豎向荷載的傳遞順序為：樓板—鋼框架梁—鋼柱—基礎，鋼梁用栓釘與樓蓋連接，鋼梁在豎向荷載作用下的變形較小，可視為樓蓋的剛性支撐，依據《現澆混凝土空心樓蓋技術規程》CECS175:2004(以下簡稱規程)判定，本工程采用空心板屬于邊支撐板，可按不考慮空腔影響的彈性板進行內力分析。設計采用現澆板厚300，內模采用500x500x200箱體內模，砼上下各厚50mm，肋寬70mm，砼等級為C25，鋼筋采用HRB335，砼保護層15mm。樓板構造如圖3示：
　　
　　4.計算與配筋
　　4.1空心樓板內模為箱體時，可直接計算樓板各個方向的截面慣性矩，對于本工程使用的均勻布置箱體彈性剛度相差不超過10%，其內力分析，依據規程規定邊支撐板可不考慮水平荷載的作用，可考慮忽略樓板的各項異性，取用與普通實心樓板相同的彈性內力分析方法,樓蓋的內力分析結果在保證安全的條件下進行調整，本樓蓋按邊支撐雙向板考慮的跨中正彎矩，在距支座ly/4(ly為短跨)寬度可取相應方向的最大彎矩的1/2；每個方向樓板負彎矩均可取相應方向的最大負彎矩。依據規程規定，空心樓板進行內力分析后，進行承載力計算取空心樓板的實際截面。
　　4.2本工程典型樓板尺寸、經PKPM計算得出的內力、設計配筋如圖4。其中樓板恒載考慮折算板厚后的樓板自重為5.0kN/m2，考慮裝修荷載1.5kN/m2，樓面活載按2.5kN/m2，以下就圖4的典型樓板探討本工程使用的樓蓋類型設計要點：
　　4.2.1受彎承載力計算時，樓板正截面受壓區高度不大于受壓區的最小翼緣厚度。可用計算得出的最大設計彎矩值M，反推αs＝M/(fcbh02)，ζ＝1-（1-2αs）1/2，x=ζh,ζb＝0.8/（1+fy/0.0033Es），其中，αs—系數，M—樓板彎矩設計值，fc—混凝土抗壓強度設計值，b—樓板計算單元寬度，h0—樓板截面的有效高度，ζ—相對受壓區高度，x—受壓區高度,ζb—相對界限受壓區高度,fy—鋼筋抗拉強度設計值，Es—鋼筋彈性模量。以下取570mm寬板帶為計算單元。
　　最大正彎矩（M+max=29.2x570/1000=16.644kN.m）計算得出：αs=16.644x106/(11.9x570x2852)=0.03,ζ=1-(1-2x0.03）1/2=0.03<ζb＝0.8/[1+300/(0.0033x2.0x105)]=0.544,x=0.03x285＝8.55mm<50mm,故判斷受壓區在翼緣內。
　　最大負彎矩（M-max=56.8x570/100=32.376kN.m）計算得出：αs=32.376x106/(11.9x570x2852)=0.059,ζ＝1-(1-2x0.059）1/2==0.061<ζb=0.544,x=0.061x285=17.385mm<50mm,故判斷受壓區在翼緣內。
　　經上述驗算，空心板板底配筋和支座負筋可按一類T型截面計算。
　　板底筋計算值As=M+max/(γsh0fy)=29.2x106/(0.985x285x300)=346mm2(設計實際配置φ12@190，As=595mm2考慮滿足空心樓板最小配筋要求)，其中γs—系數，查表得。
　　板負筋計算值As=M-max/(γsh0fy)=56.8x106/(0.97x285x300)=685mm2(經程序驗算樓板裂縫，設計配置φ12@100，As=1130mm2)
　　典型樓板配置的樓板鋼筋詳圖4。
　　4.2.2樓板受剪承載力直接按箱體間內模肋梁驗算受剪承載力。斜截面計算簡圖如圖5，受剪承載力計算和配筋按《混凝土設計規范》GB50010-2002（以下簡稱砼規）第7.5節和第10.2節有關規定。
　　Vc+Vs=0.07ftbh0+1.25fyvh0Asv/s=0.7x1.47x70x285+1.25x210x285x25/285=20.529+7.35=27.879kN,V=36.5x570/1000=20.805kN<27.879kN,其中Vc—混凝土受剪承載力設計值，Vs—箍筋土受剪承載力設計值，ft—混凝土軸心抗拉強度設計值，fyv—箍筋抗拉強度設計值，Asv—同一截面配置的箍筋面積，s—箍筋間距，V—截面剪力設計值。故設計配置的箍筋滿足，斜截面驗算滿足。肋梁的鋼筋配置如圖6。
　　4.2.3撓度和裂縫的控制。規程5.2.1條，類似本工程這樣的適宜跨度的樓蓋，可不做撓度和裂縫的驗算，施工過程中可以用起拱的措施減小撓度，采用帶肋鋼筋，減小鋼筋間距則是控制裂縫的有效辦法。實際撓度驗算也可按圖5陰影部位的截面特性用材料力學的撓度公式計算。裂縫驗算依據砼規8.1.1-4有關規定。
　　4.2.4現澆混凝土空心樓蓋角部（陰、陽角）是裂縫易出現的區域，除按砼規配置的構造鋼筋外，還應配置專門的構造鋼筋（板底、板頂均設），構造鋼筋可根據實際情況采用鋼筋網片或斜向鋼筋，鋼筋應錨固在梁支座內，延伸長度不小于ly/4，該構造鋼筋可穿插在受力筋平面內，不會增加配筋層厚度，以保證混凝土保護層厚度。
　　4.2.5配筋率。箱體內模空心樓蓋兩個方向橫斷面都可以看做I形截面，規程規定樓板的的最小配筋率按砼規相關規定，樓板的截面積按樓板的實際面積計算。
　　
　　5.工程實施情況
　　現澆混凝土箱體內模空心樓蓋施工的關鍵環節在于固定好箱體內模，防止混凝土澆搗時上下浮動或左右移動從而改變樓板板頂、板底厚度，肋梁寬度，所以工程施工中采用了混凝土墊塊和抗浮鋼筋固定內模，防止移位，同時樓蓋受力鋼筋的全部滿扎保證受力鋼筋就位。混凝土澆搗前，對樓蓋的個項隱蔽工程實施了嚴格的驗收檢查。施工采用的是泵送混凝土，在出廠前嚴格控制混凝土配合比和塌落度，施工時候先澆筑樓蓋肋部的混凝土，嚴格振搗密實，保證板底混凝土到位。大面積樓面澆搗時控制好施工縫位置的留設，并保證施工縫接口的質量。施工過程中按規程要求現澆混凝土空心樓蓋起拱，保證樓蓋撓度滿足要求。
　　本工程施工過程得到專業箱體內模生產廠家指導施工，制定了專門的空心樓蓋施工技術方案，在參建各方的共同努力下，本工程在2008年順利竣工并交付使用，設計采用的現澆箱形內模空心樓蓋使用情況良好。
　　6.結語
　　邊支撐的現澆混凝土箱體內模空心樓蓋受力與現澆混凝土實心板相近，但其在各方面的性能優于實心板，同時它兩個方向相近的截面特性在荷載傳遞方面的優勢也優于芯筒內模空心樓蓋，其大幅改良了雙向板的受力性能，提高了鋼筋強度的利用和樓蓋的剛度。目前，在大跨度大空間建筑的設計中，現澆混凝土箱體內模空心樓蓋使用越來越廣泛，今后，現澆混凝土空心樓蓋內模種類的更新和材質的提高，設計理論的逐漸完善必將推動現澆混凝土空心樓蓋的發展。
　　參考文獻：
　　[1]《現澆混凝土空心樓蓋技術規程》CECS175:2004.〔S〕
　　[2]《混凝土設計規范》GB50010-2002.〔S〕
　　[3]《混凝土樓蓋設計》〔M〕.北京：中國建筑工業出版社，1998