蜂巢芯空心楼盖设计应用分析

蜂巢芯空心楼盖设计应用分析

燕正强

（中铁发展投资有限公司 山东 青岛 266033）

【摘要】蜂巢芯空心楼盖可用于大跨度，大空间的结构，分隔较为自由，并且具备自重轻、抗震性能好、隔音保温隔热性能好等特点，同时可以缩短工期，节约材料，具有较高的经济效益，应用前景广阔。

【关键词】蜂巢芯；空心楼盖；楼盖体系

随着我国建筑行业的飞速发展，有越来越多的楼盖体系得到应用。为应对层高、自重、大空间、自由间隔及抗震等繁多的要求，单一的楼盖体系已经不能满足需要，各种新型的楼盖体系应运而生。楼盖的选型和布置不但影响到结构受力，还会对结构的后续使用、造价以及室内效果和施工便利性等都会产生影响。

目前，我国常用的楼盖体系仍以钢筋混凝土结构、钢结构和钢-混凝土组合结构为主。按结构形式大致可分为单向肋梁楼盖、双向肋梁楼盖和无梁楼盖。其中应用最广泛的是单向板肋梁楼盖和双向板肋梁楼盖，因为它们的传力路径清晰，抗侧力好^[1]。但缺点是通常主梁和次梁高度较大，对建筑净高造成很大影响。采用宽扁梁可以降低层高，但由于梁的抗弯刚度受高度影响更大,因此必须增加梁宽,这会导致混凝土用量增加,经济性下降。无梁楼盖是一种板柱结构，可分为无柱帽无梁平板楼盖和有柱帽无梁平板楼盖。无梁楼盖是板面荷载直接由板传至柱,具有结构简单、传力路径简洁,净空利用率高,造型美观,有利于通风、便于布置管线和施工的优点。但无梁楼盖需要将板做厚，增加自重，并且从结构性能方面看,无梁板的延性较差,板在柱帽或柱顶处的破坏属于脆性冲切破坏，考虑到施工控制等因素，安全性得不到保证。

1. 蜂巢芯空心楼盖简介

蜂巢芯空心楼盖是一种将自然界中蜂巢结构移植到人类建筑结构中的混凝土楼盖形式，它是在现浇钢筋混凝土楼板中预埋蜂巢芯，形成网格形密肋空心楼盖，并以此来承受荷载。

蜂巢芯楼盖由蜂巢芯、现浇纵横肋梁和现浇框架梁组成。其中，蜂巢芯是以无机胶凝材料配以玻纤网格布、钢丝网片和钢筋增强制成的空心构件^[1]。其传力途径是板面荷载—蜂巢芯之间的工字形肋梁—周边框架梁—框架柱—基础。其中肋梁是按照双向正交井字梁将每个楼板区格内的荷载传至框架梁，传力路径明确，安全性好。

蜂巢芯空心楼盖具有以下特点：

1．此种楼板比较平整，没有凸出的主梁和次梁，可以任意布置隔墙，空间更开阔、美观，特别适合经常需要改变间距的公共建筑。

2．结构高度降低，每十层可增加一层，总高度不变。

3. 大大减少了噪音的传播，隔音效果好。

4．减少传热，显著提高楼盖的保温隔热性能。

5．可以减少材料用量，降低结构自重，施工简单，减少模板用量，缩短了工期节约了成本，有显著的经济效益。

2 工程实例分析

本文项目位于陕西省延安市，总建筑面积19483平方米，地上为一幢五层商业建筑，地下一层，为机动车停车库兼设备用房，与已建住宅机动车停车库设连通口连通，框架结构，首层层高4.8m，二、三、四层层高4.2m，五层为影院，层高为5.7m，局部层高8.0m，基础为局部带反柱帽的筏形基础。为了增加建筑净高，同时节约造价，地下室顶板及以上各层均采用蜂巢芯空心楼盖。

其中，嵌固端所在的地下室顶板以及屋面采用的是400毫米厚的蜂巢芯空心楼盖；而其余各层采用的是360毫米厚的空心楼盖。

2 .1 PKPM计算相关问题

因为在计算时的PKPM版本仍没有蜂巢芯空心楼盖的输入和布置，因此在计算时采用了等刚度输入的方法，即在计算时输入与蜂巢芯刚度相同的相应板厚的混凝土板，而在输入荷载时，则考虑上输入的混凝土板与实际蜂巢芯重量的差值。

PKPM建模计算的过程中，360毫米厚及400毫米厚的蜂巢芯，按照等刚度代换的原则，计算时输入的板厚分别为293毫米和359毫米。

经过计算可以发现，360厚及400厚的蜂巢芯楼盖的实际自重仅相当于170毫米厚和220毫米厚的混凝土板，再结合前面计算时按照等刚度采用的板厚，在PKPM中进行荷载输入时，两种板厚的蜂巢芯板上的恒荷载应分别减去123毫米及139毫米厚的混凝土的自重。

在实际结构设计过程中，按照以上等刚度代换的方法计算结构的指标和结构构件的配筋，之后由专业厂家在结构模型的基础上，按照实际楼盖的肋梁情况进行肋梁配筋的建模计算，同时复核主体结构构件的配筋，最终用于指导现场施工。

2 .2 蜂巢芯空心楼盖施工工艺流程

蜂巢芯空心楼盖的施工流程与普通混凝土框架结构不同，主要区别就是由于其增加了蜂巢芯安装这一流程，其主要施工流程^[2]如下：

首先完成楼板放样测量、施工脚手架安装等准备工序，然后安装楼板模板，并对框架梁、柱帽、密肋梁、蜂巢芯及预埋件进行定位划线。模板安装好且将梁钢筋绑扎完毕后，铺设蜂巢芯，然后在蜂巢芯之间绑扎肋梁钢筋和板钢筋。浇筑混凝土前，需要将板面内的水电管线、运输管道等设施进行预埋铺设并清理杂物，隐蔽验收合格后浇筑混凝土。这样就可以形成一个以蜂巢芯块为中心，四周密布纵肋、横肋和框架梁的双向正交暗肋空心楼盖。养护至混凝土强度合格后，对模板进行拆除。

2 .3 蜂巢芯施工节点处理

蜂巢芯空心楼盖作为一种相对应用较少的楼盖形式，在实际施工过程中会遇到一些普通结构施工较少碰到的情况，下面介绍一下一些蜂巢芯施工中常见情况的处理：

蜂巢芯空心楼盖中，后浇带的宽度一般应大于单个蜂巢芯的尺寸，即大于900毫米，本项目中后浇带宽度取1000毫米。

蜂巢芯施工中，洞口处理一般有两种情况，一种是与常见的梁板式结构相同，即通过加次梁，形成洞口；另一种是利用肋梁进行处理，即将肋梁按照洞口位置和大小进行一定程度的弯折，保证洞口净尺寸。

蜂巢芯布盒过程中，一般不能保证每边的蜂巢芯均与主框梁贴合，这种情况下，梁边一般可以作为配筋实心区处理，即将肋梁和框架梁整浇，并根据实心区长度的不同，对配筋进行调整。

3结束语

本文通过一个项目实例，介绍了蜂巢芯空心楼盖的设计计算要点和施工流程，可以发现蜂巢芯空心楼盖的使用，可以实现真正的平板，相较常见的梁板式楼盖，使用体验得到很大的改善；同时具有良好的抗震性能和隔音、保温、隔热性能，而且可以减轻自重，降低造价，具有良好的经济效益，相信蜂巢芯空心楼盖在未来会有广阔的应用前景。

【参考文献】

[1].岳铁平. 蜂巢芯空心楼盖施工技术的工程应用[J]. 四川建材，2010,36(2): 162-163,166.

[2].高智．GBF蜂巢芯空心楼盖在建筑工程中的应用［J］．山西水利科技，

2009(2):10-11．