按新旧规范计算现浇混凝土空心板的对比分析

齐 岳，赵文军

(黑龙江大学 建筑工程学院，哈尔滨 150080)

按新旧规范计算现浇混凝土空心板的对比分析

齐 岳，赵文军

(黑龙江大学 建筑工程学院，哈尔滨 150080)

现浇混凝土空心板因其适用于大跨度楼板，可节约层高等优势，受到工程界的普遍关注，在工程中的应用越来越多。在新版《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中，新增了现浇混凝土空心板的相关内容，同时，对受弯构件挠度和裂缝的计算进行了修改。按照原规范和新规范对现浇混凝土空心板进行设计将有所不同，结合工程实例，按照原规范和新规范分别对现浇混凝土空心板进行了计算，并对计算结果进行了对比分析。可供设计建造同类工程时参考。

混凝土空心板；内力计算；变形；裂缝

0 引 言

现浇混凝土空心板是在浇筑楼板混凝土前，用轻质材料以一定规则排列后放置在模板上，浇筑混凝土后形成一部分空腔的楼板结构[1]。现浇混凝土空心板技术既可减轻楼板自重，又可增加室内空间高度[2-4]。近年来，现浇混凝土空心板在工程中的应用越来越多，而且在新版《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中[5]，增加了现浇混凝土空心板的相关内容。可见，现浇混凝土空心板的研究和应用已经成熟，已被纳入到我国的设计规范中。

另外，文献[5]对受弯构件挠度和裂缝的计算进行了修改。按照新规范与旧规范[6]对现浇混凝土空心板进行计算的结果就会存在一定的差异。为了适应新规范的变化，更好地运用新规范进行现浇混凝土空心板的设计，本文以实际工程为例，文献[5，6]分别对现浇混凝土空心板进行了计算，并对计算结果进行了对比分析。可供设计建造同类工程时参考。

1 工程概况

某框架结构的办公楼有一平面尺寸为8.1 m×10.8 m的房间，结构平面布置见图1。由于使用上的需要，建设单位要求房间内不允许出现次梁，因此，该房间采用了适合大跨度的现浇混凝土空心板的结构形式[7]。事实证明，采用了现浇混凝土空心板后，不仅取消了次梁，增加了室内净高，而且无需吊顶，采光效果和空间效果均明显好于采用次梁的结构形式。

图1 结构平面布置图Fig.1 Layout plan of structure

2 内力计算

2.1 截面形式

初选现浇混凝土空心板的厚度为H=270 mm，空心箱体的尺寸为750 mm×750 mm×150 mm，截面形式见图2。1 m宽范围内等效工字型截面见图3[8,9]。该空心板的混凝土强度等级为C30，受力纵筋采用HRB335级钢筋。

图2 截面形式Fig.2 Sectional drawing

图3 1 m宽范围内工字型计算截面Fig.3 The I-calculated section of 1 m wide

2.2 荷载汇集

永久荷载标准值g=4.15(楼板自重)+3(附加恒荷)=7.15 kN/mm2，可变荷载标准值q=3.5 kN/mm2，荷载基本组合值Q=1.2×7.15+1.4×3.5=13.48 kN/m2，荷载标准组合值Qk=7.15+3.5=10.65 kN/m2，荷载准永久组合值：Qq=7.15+3.5×0.5=8.9 kN/m2。

2.3 弯矩计算

由文献[9]可知，双向板在均布荷载作用下的弯矩设计值可按下式计算：

(1)

式中M为弯矩设计值；m为弯矩计算系数，可由文献[9]附表8中查得；Q为荷载基本组合值；l为双向板短边的长度。

按式(1)进行计算，得到该双向板短跨方向弯矩设计值Mx=43.851 kN·m；长跨方向弯矩设计值My=15.383 kN·m。

3 按文献[6]计算分析

3.1 配筋计算

按文献[6]，保护层取20 mm，板中受力钢筋取Φ12，截面有效高度h0=270-20-6=244 mm。经计算，跨中X方向板底所需的配筋面积为626 mm2，实配钢筋Φ12@150，实配钢筋面积As=754 mm2；跨中Y方向板底所需的配筋面积为216 mm2，实配钢筋Φ12@200，实配钢筋面积As=565 mm2。

3.2 挠度验算

据文献[6],受弯构件的最大挠度应按荷载效应的标准组合并考虑荷载长期作用影响进行计算。按照相应的计算公式可得该现浇混凝土空心板的短期刚度Bs和考虑荷载长期作用影响的刚度B，计算公式和结果如下：

1.128×1013

1.128×1013=6.147×1012

根据长期刚度、荷载标准组合值及板的跨度等，计算出该现浇混凝土空心板的最大挠度fmax为：

规定的允许挠度值为[f]=l0/250 =8 100/250=32.4 mm，fmax<[f]，挠度满足要求。

3.3 裂缝验算

文献[6]规定：允许出现裂缝的构件，按荷载效应标准组合并考虑长期作用影响计算时，构件的最大裂缝宽度不应超过规定的限值。具体的计算公式为：

(2)

其中，αcr=2.1；Es=2.0×105；dep=12；c=20；

将上述求得的参数代入式(2)，可得该现浇混凝土空心板的最大裂缝宽度为Wmax=0.12 mm，小于规定的限值0.2 mm，裂缝宽度满足要求。

4 按文献[5]计算分析

据文献[5]，配筋计算部分未进行变动，因此，配筋计算的结果相同。

4.1 挠度验算

文献[5]规定：受弯构件的最大挠度应按荷载的准永久组合并考虑荷载长期作用的影响进行计算。按照相应的计算公式可得该现浇混凝土空心板的短期刚度Bs和考虑荷载长期作用影响的刚度B，公式和计算结果如下：

1.117×1013

根据长期刚度、荷载准永久组合值及板的跨度等，计算出该现浇混凝土空心板的最大挠度fmax为：

规定的允许挠度值为[f]=l0/250 =8 100/250=32.4 mm，fmax<[f]，挠度满足要求。

4.2 裂缝验算

文献[5]规定：允许出现裂缝的构件，按荷载准永久组合并考虑长期作用影响计算时，构件的最大裂缝宽度不应超过规定的限值。具体的计算公式为：

(3)

其中，αcr=1.9；Es=2.0×105；dep=12；cs=20；

将上述求得的参数代入式(3)，可得该现浇混凝土空心板的最大裂缝宽度为Wmax=0.087 mm，小于规定的限值0.2 mm，裂缝宽度满足要求。

5 结 论

新、旧规范在承载力计算方面没有改变，但在挠度验算和裂缝验算方面有所改动。新规范规定：在挠度和裂缝计算时应使用荷载准永久组合值，而旧规范规定使用荷载标准组合值，这是新、旧规范在挠度和裂缝方面最大的区别。按新规范计算的挠度和裂缝值均小于旧规范计算值，说明旧规范对挠度和裂缝的计算偏于保守，新规范对此进行了修

改，使得计算结果更加精确。

[1]谭晓磊.现浇混凝土空心楼盖在民用建筑中的应用[J].建筑结构，2013，43(S2)：536-538.

[2]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.

[3]谈一评，潘旭洋.空心楼盖与实心楼板在高层结构设计中的比较分析[J].工业建筑，2014，44：254-256.

[4]袁 波，徐其功.现浇混凝土空心楼盖计算方法的探讨[J].土木建筑工程信息技术，2013，5(4)：64-70.

[5]GB 50010-2010混凝土结构设计规范[S].

[6]GB 50010-2002混凝土结构设计规范[S].

[7]马志亮，樊建兵，胡丽英.浅谈现浇混凝土空心楼板施工工艺[J].结构施工，2014，36(7)：819-820.

[8]CECS 175：2004 现浇混凝土空心楼盖结构技术规程[S].

[9]沈蒲生.混凝土结构设计[M].北京：高等教育出版社，2007.

Comparative analysis on cast-in-place concrete hollow plates calculated according to the new and old concrete specification

QI Yue，ZHAO Wen-Jun

(College of Civil Engineering，Heilongjiang University，Harbin 150080，China)

Cast-in-place concrete hollow plates have been more and more applied in engineering because of the applicability of its large span floor and the advantages of saving the story height.In the new version “specification for design of concrete structures” (GB50010-2010)，the calculation of the deflection and crack of the flexural members were modified，Meanwhile，also included in the relevant contents of the cast-in-place concrete hollow slabs.Under such a background，according to the original specification and the new standard，the design of the cast-in-place concrete hollow slabs will be different.In this paper，combining with an engineering example，according to the original specification and the new standard，the cast-in-place concrete hollow plates have been calculated respectively，and the result of the calculation have been analyzed，which can be a reference for the design and construction of similar works.

concrete hollow plates；calculation of internal force；deformation；cracks

10.13524/j.2095-008x.2015.03.041

2014-11-13;

2014-12-12

http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1566.T.20150626.0911.002.html

中国博士后基金资助项目(20110491078)；黑龙江大学青年科学基金项目(QL201126)

齐 岳(1982-)，男，黑龙江哈尔滨人，讲师，博士，研究方向：混凝土结构，E-mail:qiyue@126.com。

TU375.2

A

2095-008X(2015)03-0028-04