空心楼盖在广东某邮件处理中心项目中的应用及技术经济性分析

谢斌

（广东省建科建筑设计院有限公司，广东 广州 510000）

0 引言

现浇混凝土空心楼盖是建筑结构领域一项重要的新型技术。近年来，被广泛应用于停车场、高层酒店、办公建筑等。对于建筑平面规则，要求大空间、大荷载的工业厂房和仓库，空心楼盖同样适用[1]。

空心楼板是采用内置或外露填充体，经现场浇筑混凝土形成的空腔楼板。由混凝土空心楼板和支承梁（或暗梁）等水平构件形成的楼盖结构即为现浇混凝土空心楼盖[2]。与传统的实心楼板相比，空心楼板的结构自重更小。两种双向布置填充体的现浇混凝土空心楼板截面如图1 所示[2]。

图1 现浇混凝土空心楼板截面

现浇混凝土空心楼盖相对传统的梁板结构楼盖，具有多方面的优势[3]：在结构自重相同的情况下，空心楼盖可以做到更大的板厚，从而可以使楼板刚度成倍提高，大大增强楼板的抗振动等性能，提高抗干扰能力。空心楼盖可在楼板上任意隔墙，可在使用中随时改变隔墙位置[4]，方便灵活调整建筑功能布局，满足使用单位的需求。空心楼盖可降低层高，节省空间，节省成本和投资。空心楼盖的板底平整，便于设备管线穿行，方便管线施工，缩短施工工期；管线的安装无须绕梁，可减小管线工程量，从而使机电安装的造价也得到大幅下降。

1 工程概况

广东某邮件处理中心生产车间建筑面积为23289.69m2，建筑高度为12.5m，地上2 层，设置1 层地下车库。负一层层高为4.5m，首层层高为6.0m，二层层高为5.4m。建筑典型柱距为8m×12m。生产车间首层楼面设计使用活荷载为15kN/m2，二层楼面设计使用活荷载为8kN/m2。首层及二层楼面附加恒荷载均取2kN/m2。

2 结构布置

采用钢筋混凝土梁板结构、内置填充体空心楼板和单面外露填充体空心楼板3 个方案，对邮件处理中心生产车间的二层楼面进行设计。取其中一个8m×12m的标准跨进行比较分析。计算面积为96m2。

（1）钢筋混凝土梁板结构布置平面如图2 所示。

图2 钢筋混凝土梁板结构局部平面（单位：mm）

（2）内置填充体空心楼板结构布置如图3 和图4所示。

图3 内置填充体空心楼板平面（单位：mm）

图4 内置填充体空心楼板剖面（单位：mm）

（3）单面外露填充体空心楼板结构布置如图5 和图6 所示。

图5 单面外露填充体空心楼板平面（单位：mm）

图6 单面外露填充体空心楼板剖面

由3 个方案的结构布置可看出，钢筋混凝土井字梁楼盖的结构厚度为850mm，内置填充体空心楼盖的结构厚度为525mm，单面外露填充体空心楼盖的结构厚度为550mm，现浇混凝土空心楼盖相对井字梁楼盖可节省300～325mm 的层高，使建筑内获得更大的使用空间。

3 结构性能的对比

就传力特点而言，传统梁板结构是将楼面荷载传递给次梁，次梁将线荷载转变为集中荷载传递给主梁（或框架梁），主梁再将集中荷载传递给柱，传力次数多。而空腹板结构主要用于两类结构体系：第一类为板-柱（或板-柱-剪力墙）结构体系，其传力路线是将楼板上的荷载直接传递给柱子；第二类为大板-框架（或大板-框架剪力墙）结构体系，其传力路线是将楼板上的荷载传递给主梁（或框架梁），主梁再将线荷载集中传递给柱子。由此可见，空腹板所采用的结构体系均缩短了楼面荷载的传递路线、减少了传力次数，使结构体系的传力更加简单明确。

就受力特点而言，楼板是典型的受弯控制结构，其抗弯承载力与其截面高度的平方成正比[5]，即截面高度提高一倍，抗弯承载力提高为原来的4 倍。空心楼板的截面空心率可高达60%，即采用同样多的混凝土材料，可使楼板厚度提高至实心楼板的2.5 倍，抗弯承载力提高为原来的10 倍，可大大地增加楼板的跨度。

就截面受力特征而言，翼缘参加工作的宽度越大，空腹截面力学性能越好。如空腹板的模盒尺寸为750mm×750mm，翼缘厚度一般取最小值75mm，根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010），翼缘参加工作的有效宽度为腹板厚度b 加上12 倍翼缘厚度[5]，即b+12×75mm=b+900mm>b+750mm，即空腹楼板是全部翼缘参与受力工作，为受力特征最好的截面形式。

4 经济指标的对比

4.1 钢筋工程量计算

钢筋综合单价取3500 元/t 计算。

普通梁板结构钢筋工程量为42.3kg/m2。钢筋工程费=42.3×3500/1000=148.05 元/m2。

内置填充体空心楼板钢筋工程量为31.9kg/m2。钢筋工程费=31.9×3500/1000=111.65 元/m2。

单面外露填充体空心楼板钢筋工程量为35.4kg/m2。钢筋工程费=35.4×3500/1000=123.9 元/m2。

4.2 混凝土工程量计算

混凝土综合单价取360 元/m3计算。

普通梁板结构混凝土工程量为0.33m3/m2，混凝土工程费=0.33×360=118.8 元/m2。

内置填充体空心楼板混凝土工程量为0.3m3/m2，混凝土工程费=0.3×360=108 元/m2。

单面外露填充体空心楼板混凝土工程量为0.3m3/m2，混凝土工程费=0.3×360=108 元/m2。

4.3 模板工程量计算

普通梁板结构模板工程量为170m2，每平方含量为1.77m2，有梁板模板综合单价取65 元/m2。模板工程费=1.77m2×65 元=115.05 元/m2。

内置填充体空心楼板模板工程量为96m2，每平方含量为1m2。无梁楼板模板综合单价取50 元/m2。模板工程费=1m2×20 元=50 元/m2。

单面外露填充体空心楼板的模板工程量为0.05m2。无梁楼板模板综合单价取50 元/m2。模板工程费为2.5 元/m2。

4.4 空腹楼板芯模费用

内置填充体空心楼板芯模材料及安装费为100 元/m2。

单面外露填充体空心楼板模壳租赁费为80 元/m2。且模壳可重复使用。

4.5 工日计算

按照广东省2010 年定额计算钢筋综合工日为7.28 工日/t。普通梁板结构模板工日为0.532 工日/m2。内置填充体空心楼板和单面外露填充体空心楼板铺设施工平台按无梁楼板模板计算综合工日为0.263 工日/m2。

4.5.1 模板工程工日

普通梁板结构模板为0.532 工日/m2；内置填充体空心楼板模板为0.263 工日/m2；单面外露填充体空心楼板模板为0.263 工日/m2；单面外露填充体空心楼板模壳安装为0.3 工日/m2。

4.5.2 钢筋工程工日

普通梁板结构钢筋为0.286 工日/m2；内置填充体空心楼板钢筋为0.22 工日/m2；单面外露填充体空心楼板钢筋为0.26 工日/m2。

4.5.3 工日对比

钢筋工程和模板工程总工日中普通梁板结构为0.818 工日/m2；内置填充体空心楼板为0.483 工日/m2；单面外露填充体空心楼板为0.823 工日/m2。

假设每个工日工价260 元/d，内置填充体空心楼板比普通梁板节省人工费：87 元/m2；内置填充体空心楼板比单面外露填充体空心楼板节省人工费：88 元/m2。

4.6 生产车间二层楼盖成本对比

综合材料工程量、模板工程量、工日等数据可得出，梁板式结构楼盖工程费为594.58 元/m2；内置填充体空心楼盖工程费为495.58 元/m2；单面外露填充体空心楼盖工程费为548.38 元/m2。内置填充体空心楼盖可节省造价99 元/m2；单面外露填充体空心楼盖节省造价46.2 元/m2。

4.7 生产车间首层楼盖成本对比

生产车间首层楼板材料用量以及经济分析如表1所示。

表1 生产车间首层楼板材料用量与经济

4.8 其他

根据空腹楼板和单面外露填充体空心楼板板底为平面的特点，在后期装修过程中还可以减少梁面批面和油漆工程量；设备管道可直接在空腹楼板下进行平面安装，减少设备管道安装工程量并节约工期；楼面结构层厚度相比传统梁板结构小，在满足使用要求的前提下可降低楼层层高，从而减少项目工程造价。

5 结语

通过传统的钢筋混凝土梁板结构楼盖与现浇混凝土空心楼盖在工程造价、施工工期、结构性能等方面的分析及研究，对多个解决方案进行了详细比较。经综合论证认为，在大跨度、大荷载的工业厂房和仓库建筑中，选用空心楼盖的结构方案具有节约材料、节省工期、降低造价等优势。