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【摘要】近些年来，有关现浇混凝土空心楼盖的研究越来越多，使用范围也越来越广，本文主要针对薄壁方箱现浇混凝土空心楼盖设计进行研究，通过对现浇混凝土空心楼盖的结构分析方法、现浇混凝土空心楼盖结构的计算以及现浇混凝土空心楼盖板板厚和构造要求进行研究分析，以便薄壁方箱现浇混凝土空心楼盖的优势能更加充分利用和发挥，从而对此项新技术在日后的工程实际推广使用中提供参考，使此项技术的发展能更上一个新台阶。
【关键词】薄壁方箱；现浇混凝土；空心楼盖
现浇混凝土空心楼盖结构是指按一定规则放置埋入式内膜后，经现场浇筑混凝土而在楼板中形成空腔的楼盖结构。薄壁方箱现浇混凝土空心楼盖，即由按照一定规则布置埋设的空腔芯模构件取代楼板中间效率不高的部分混凝土，形成双向抗剪刚度与抗弯刚度相同的双向受力空心楼板。其大幅度掏空楼板中的混凝土，从而减轻了楼板的自重，增加钢筋到截面中性轴的距离，从而大幅增加楼板的抗弯刚度，所以减少了钢筋用量[1，3]。
1、现浇混凝土空心楼盖的结构分析方法
结合众多学者和工程设计技术人员大量的理论科研工作总结以及国家相关的技术规程等，一般情况下有以下五种结构分析方法：拟板法、拟梁法、直接设计法（弯矩系数法）、等代框架法、空间等代框架法。在进行现浇混凝土空心楼盖结构分析时，无论采取何种内力分析方法，都必须首先满足力学平衡条件和变形协调条件。
1.1拟板法
对于周边刚性支撑的现浇混凝土空心楼盖板竖向均布荷载作用下的内力，可采用拟板法进行计算。
（1）拟板法计算的假定条件为：现浇混凝土空心楼盖板板肋净距宜小于800mm；
当内置填充体楼盖板双向刚度相同或者相差较小时，可作为各向同性板计算，否
则宜按正交各向异性计算
（2）计算原則：两对边支撑的板应按单向板计算；四边支撑的板，当长边与短边长度之比不大于2.0时，应按照双向板计算；当长边与短边长度之比大于2.0，但小于3.0时宜按双向板计算；当长边与短边长度之比不小于3.0时，可按照沿短边方向受力的单向板计算。
（3）刚性支撑现浇混凝土空心楼盖板按拟板法求得的空心楼盖板在竖向荷载作用下产生的弹性弯矩值，可按下列规定取控制计算值：正弯矩：每个方向分别划分为板边区域和跨中区域三个配筋范围，均按1/4板短跨尺寸分界；板边区域的弯矩控制值可取该方向计算最大正弯矩值的1/2，中间区域的弯矩控制值可取该方向计算最大正弯矩值。负弯矩：均取相应方向负弯矩的最大值。
1.2拟梁法
（1）拟梁法计算的假设条件：每个区格板内拟梁的数量可根据区格板的跨度和计算要求等确定，且在各方向上均不宜少于5根，在多区格楼盖板内拟梁宜取为连续梁，计算中宜考虑拟梁的挠曲和扭转对连续梁内力的影响。
（2）拟梁的抗弯刚度可取拟梁所代表的楼板宽度范围内各部分的抗弯刚度之和。各部分的抗弯刚度可按以下规定确定：梁、主轴线上的楼板实心区域，其抗弯刚度应按实际截面计算。
当内模为箱体时，楼板空心区域两个方向的抗弯刚度可按实际截面计算。
1.3直接设计法
直接设计法也称为弯矩系数法，纵横两个方向都应该分别计算，并且两个计算方向均应考虑全部荷载的作用。柱支撑现浇混凝土空心楼盖板结构，可以采用直接设计法进行承受竖向均布荷载下的内力分析。
直接设计法的假设条件：在结构的每个方向至少有三跨连续板；所有区格板均为矩形，各区格的长宽比不大于2；两个方向相邻两跨的跨度差均不大于长跨的1/3；柱子离相邻柱中心线的最大偏移在两个方向均不大于偏心方向跨度的10%；可变荷载标准值不大于永久荷载标准值的2倍。
2、现浇混凝土空心楼盖结构的计算分析
2.1无梁空心楼盖板的内力计算
现浇混凝土空心无梁楼盖体系可以按照“空间等代框架结构”设计计算，在柱与柱之间布置形成暗梁，现浇实心暗梁与现浇混凝土空心楼盖板的上下翼缘紧密结合形成加强的框架扁梁结构。薄壁方箱现浇混凝土无梁楼盖沿箱体的两个方向的截面都为“工”字形截面，各肋梁所形成空间桁架是可靠的传力保证。
在双向受力体系的计算上仅考虑楼板的上下翼缘作用，不考虑腹板的刚度。无论是从理论上还是试验方面，考虑腹板的刚度与仅考虑上下翼缘的刚度这两种情况下刚度相差约为 12%，相差不大。因此，双向受力体系中的传力骨架事实上是实心暗梁与空心楼盖上下翼缘紧密结合形成的框架扁梁。
2.2有梁空心楼盖板的内力计算
有梁空心楼盖板在进行整体结构分析时，我们可以参照刚度相等的原则，将现浇混凝土空心楼板转化为实心板来进行计算。具体计算如下：
空心楼板在计算板的厚度是根据空心板与实心板抗弯刚度相等的原则，分别计算出空心板纵横两个方向的截面惯性矩，并使其与实心板的惯性矩相等，从而求出按实心板计算的空心板的计算厚度。当芯模为薄壁方箱的空心楼板，可直接分别计算出楼板两个方向的截面惯性矩，对于薄壁箱体布置均匀的空心楼板可直接按各向同性板进行结构内力分析。
2.3现浇混凝土空心楼盖的剪力计算
通过对混凝土结构设计规范、现浇混凝土空心楼盖技术规程和试验情况等进行了对比分析研究，可以看出《现浇混凝土空心楼盖技术规程》的规定，对于现浇空心楼盖的抗剪设计，主要考虑混凝土的受剪能力和预应力所提高的受剪承载力，对箍筋的作用却没有考虑，并且在规程受剪计算中并没有将横肋板和顺肋板的计算区分开，这将会导致计算结果与实际情况有较大出入。而现浇混凝土空心楼板的横肋对于抗剪起到了非常大的作用，应考虑空心楼板中横肋的作用，可以有效地增大空心楼板的抗剪设计值，并且应充分的考虑到箍筋在现浇混凝土空心楼板中的抗剪能力中起到的巨大作用。
3、现浇混凝土空心楼盖板板厚和构造要求 3.1 现浇混凝土空心楼板板厚的确定原则
现浇混凝土空心楼板的板厚即是密肋梁的高度，其板厚是依据楼板的不同支撑情况、荷载大小来确定。一般情况下其最小比值可以分为以下三种类型
表3.1 现浇混凝土空心板板厚的最小值
3.2 薄壁方箱空心楼盖板的构造要求
薄壁方箱现浇混凝土空心楼盖板，除满足以上结构受力要求外，还需满足以构造要求：
（1）薄壁方箱空心楼盖的混凝土强度等级不得低于C25。
（2）薄壁方箱空心楼盖的上表面层混凝土的厚度，为保证楼板的良好的承载受力性能故其不应小于50mm。
（3）楼盖中的各格板宜呈矩形。
（4）楼盖中各区隔板的支撑可采明梁或暗梁、柱、墙；楼盖中承受过大集中
荷载的部位宜做加强处理；柱支撑板结构可根据需要设置柱帽和托板。
（5）楼盖结构构件应根据承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求分别进行承载力、裂缝宽度、变形等计算和验算及柱帽抗冲切验算。
（6）芯模为箱体时，为保证箱体顶部混凝土薄板具有足够的承载力，要求板顶厚度不小于箱体底面边长的1/15，且不小于 50mm；当芯模为箱体时，为保证所有纵向受力钢筋的锚固性能，要求其与箱体之间的净距离不应小于10mm。
结语：
本文分别介绍了五种比较常用的现浇混凝土空心楼盖的结构分析方法，如拟板法、拟梁法、直接设计法、等代框架法、空间等代框架法等等。并且结合自身工作总结得出了薄壁方箱现浇混凝土空心楼盖板厚的一般确定原则和现浇混凝土空心楼盖板的构造措施要求等。从而对此项技术在实际工程应用中提供参考。
参考文献：
[1]曾杰.现浇钢筋混凝土空心楼盖设计与应用[D].广州：华南理工大学，2011.
[2]张株瑞.竖向荷载下现浇混凝土楼盖结构计算方法研究[D].西安：西安建筑科技大学，2008.
[3]钟家璘.蜂巢芯空心楼盖在房屋结构中的应用探讨[D].广州：华南理工大学，2012.
作者简介：
向湘林（身份证号：430382198504052056 ），男，1985.04，硕士，工程师；
鄧志标（身份证号码：430381198401098119 ），男，1984.01，职称：工程师。
【关键词】薄壁方箱；现浇混凝土；空心楼盖
现浇混凝土空心楼盖结构是指按一定规则放置埋入式内膜后，经现场浇筑混凝土而在楼板中形成空腔的楼盖结构。薄壁方箱现浇混凝土空心楼盖，即由按照一定规则布置埋设的空腔芯模构件取代楼板中间效率不高的部分混凝土，形成双向抗剪刚度与抗弯刚度相同的双向受力空心楼板。其大幅度掏空楼板中的混凝土，从而减轻了楼板的自重，增加钢筋到截面中性轴的距离，从而大幅增加楼板的抗弯刚度，所以减少了钢筋用量[1，3]。
1、现浇混凝土空心楼盖的结构分析方法
结合众多学者和工程设计技术人员大量的理论科研工作总结以及国家相关的技术规程等，一般情况下有以下五种结构分析方法：拟板法、拟梁法、直接设计法（弯矩系数法）、等代框架法、空间等代框架法。在进行现浇混凝土空心楼盖结构分析时，无论采取何种内力分析方法，都必须首先满足力学平衡条件和变形协调条件。
1.1拟板法
对于周边刚性支撑的现浇混凝土空心楼盖板竖向均布荷载作用下的内力，可采用拟板法进行计算。
（1）拟板法计算的假定条件为：现浇混凝土空心楼盖板板肋净距宜小于800mm；
当内置填充体楼盖板双向刚度相同或者相差较小时，可作为各向同性板计算，否
则宜按正交各向异性计算
（2）计算原則：两对边支撑的板应按单向板计算；四边支撑的板，当长边与短边长度之比不大于2.0时，应按照双向板计算；当长边与短边长度之比大于2.0，但小于3.0时宜按双向板计算；当长边与短边长度之比不小于3.0时，可按照沿短边方向受力的单向板计算。
（3）刚性支撑现浇混凝土空心楼盖板按拟板法求得的空心楼盖板在竖向荷载作用下产生的弹性弯矩值，可按下列规定取控制计算值：正弯矩：每个方向分别划分为板边区域和跨中区域三个配筋范围，均按1/4板短跨尺寸分界；板边区域的弯矩控制值可取该方向计算最大正弯矩值的1/2，中间区域的弯矩控制值可取该方向计算最大正弯矩值。负弯矩：均取相应方向负弯矩的最大值。
1.2拟梁法
（1）拟梁法计算的假设条件：每个区格板内拟梁的数量可根据区格板的跨度和计算要求等确定，且在各方向上均不宜少于5根，在多区格楼盖板内拟梁宜取为连续梁，计算中宜考虑拟梁的挠曲和扭转对连续梁内力的影响。
（2）拟梁的抗弯刚度可取拟梁所代表的楼板宽度范围内各部分的抗弯刚度之和。各部分的抗弯刚度可按以下规定确定：梁、主轴线上的楼板实心区域，其抗弯刚度应按实际截面计算。
当内模为箱体时，楼板空心区域两个方向的抗弯刚度可按实际截面计算。
1.3直接设计法
直接设计法也称为弯矩系数法，纵横两个方向都应该分别计算，并且两个计算方向均应考虑全部荷载的作用。柱支撑现浇混凝土空心楼盖板结构，可以采用直接设计法进行承受竖向均布荷载下的内力分析。
直接设计法的假设条件：在结构的每个方向至少有三跨连续板；所有区格板均为矩形，各区格的长宽比不大于2；两个方向相邻两跨的跨度差均不大于长跨的1/3；柱子离相邻柱中心线的最大偏移在两个方向均不大于偏心方向跨度的10%；可变荷载标准值不大于永久荷载标准值的2倍。
2、现浇混凝土空心楼盖结构的计算分析
2.1无梁空心楼盖板的内力计算
现浇混凝土空心无梁楼盖体系可以按照“空间等代框架结构”设计计算，在柱与柱之间布置形成暗梁，现浇实心暗梁与现浇混凝土空心楼盖板的上下翼缘紧密结合形成加强的框架扁梁结构。薄壁方箱现浇混凝土无梁楼盖沿箱体的两个方向的截面都为“工”字形截面，各肋梁所形成空间桁架是可靠的传力保证。
在双向受力体系的计算上仅考虑楼板的上下翼缘作用，不考虑腹板的刚度。无论是从理论上还是试验方面，考虑腹板的刚度与仅考虑上下翼缘的刚度这两种情况下刚度相差约为 12%，相差不大。因此，双向受力体系中的传力骨架事实上是实心暗梁与空心楼盖上下翼缘紧密结合形成的框架扁梁。
2.2有梁空心楼盖板的内力计算
有梁空心楼盖板在进行整体结构分析时，我们可以参照刚度相等的原则，将现浇混凝土空心楼板转化为实心板来进行计算。具体计算如下：
空心楼板在计算板的厚度是根据空心板与实心板抗弯刚度相等的原则，分别计算出空心板纵横两个方向的截面惯性矩，并使其与实心板的惯性矩相等，从而求出按实心板计算的空心板的计算厚度。当芯模为薄壁方箱的空心楼板，可直接分别计算出楼板两个方向的截面惯性矩，对于薄壁箱体布置均匀的空心楼板可直接按各向同性板进行结构内力分析。
2.3现浇混凝土空心楼盖的剪力计算
通过对混凝土结构设计规范、现浇混凝土空心楼盖技术规程和试验情况等进行了对比分析研究，可以看出《现浇混凝土空心楼盖技术规程》的规定，对于现浇空心楼盖的抗剪设计，主要考虑混凝土的受剪能力和预应力所提高的受剪承载力，对箍筋的作用却没有考虑，并且在规程受剪计算中并没有将横肋板和顺肋板的计算区分开，这将会导致计算结果与实际情况有较大出入。而现浇混凝土空心楼板的横肋对于抗剪起到了非常大的作用，应考虑空心楼板中横肋的作用，可以有效地增大空心楼板的抗剪设计值，并且应充分的考虑到箍筋在现浇混凝土空心楼板中的抗剪能力中起到的巨大作用。
3、现浇混凝土空心楼盖板板厚和构造要求 3.1 现浇混凝土空心楼板板厚的确定原则
现浇混凝土空心楼板的板厚即是密肋梁的高度，其板厚是依据楼板的不同支撑情况、荷载大小来确定。一般情况下其最小比值可以分为以下三种类型
表3.1 现浇混凝土空心板板厚的最小值
3.2 薄壁方箱空心楼盖板的构造要求
薄壁方箱现浇混凝土空心楼盖板，除满足以上结构受力要求外，还需满足以构造要求：
（1）薄壁方箱空心楼盖的混凝土强度等级不得低于C25。
（2）薄壁方箱空心楼盖的上表面层混凝土的厚度，为保证楼板的良好的承载受力性能故其不应小于50mm。
（3）楼盖中的各格板宜呈矩形。
（4）楼盖中各区隔板的支撑可采明梁或暗梁、柱、墙；楼盖中承受过大集中
荷载的部位宜做加强处理；柱支撑板结构可根据需要设置柱帽和托板。
（5）楼盖结构构件应根据承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求分别进行承载力、裂缝宽度、变形等计算和验算及柱帽抗冲切验算。
（6）芯模为箱体时，为保证箱体顶部混凝土薄板具有足够的承载力，要求板顶厚度不小于箱体底面边长的1/15，且不小于 50mm；当芯模为箱体时，为保证所有纵向受力钢筋的锚固性能，要求其与箱体之间的净距离不应小于10mm。
结语：
本文分别介绍了五种比较常用的现浇混凝土空心楼盖的结构分析方法，如拟板法、拟梁法、直接设计法、等代框架法、空间等代框架法等等。并且结合自身工作总结得出了薄壁方箱现浇混凝土空心楼盖板厚的一般确定原则和现浇混凝土空心楼盖板的构造措施要求等。从而对此项技术在实际工程应用中提供参考。
参考文献：
[1]曾杰.现浇钢筋混凝土空心楼盖设计与应用[D].广州：华南理工大学，2011.
[2]张株瑞.竖向荷载下现浇混凝土楼盖结构计算方法研究[D].西安：西安建筑科技大学，2008.
[3]钟家璘.蜂巢芯空心楼盖在房屋结构中的应用探讨[D].广州：华南理工大学，2012.
作者简介：
向湘林（身份证号：430382198504052056 ），男，1985.04，硕士，工程师；
鄧志标（身份证号码：430381198401098119 ），男，1984.01，职称：工程师。