《钢筋混凝土双向密肋楼盖在人防工程中的应用》[ 修改时间：2009-3-12 10:17:37 浏览次数：498]《中国人民防空》２００８年１２月总第２１４期文章题目：钢筋混凝土双向密肋楼盖在人防工程中的应用作者：张雷何见乐Ｐ：４５钢筋混凝土双向密肋楼盖做为人防工程的一种楼盖形式有其自身的特点及优势，但有关设计的规范条文不多，且十分零散。
本文结合工程的实际经验，就钢筋混凝土双向密肋楼盖在地下车库人防工程中的设计，计算及施工原则做一简述，以供设计人员参考。
密肋楼盖的特点钢筋混凝土双向密肋楼盖由混凝土薄板和间距较小的肋梁组成，当柱网为方形时，可采用双向密肋楼盖。
此种结构体系是采用塑料模壳为模板，以模壳间的间距形成混凝土肋梁，与主框架一起形成整体。
一般用于跨度较大且梁高受限制的情况，其肋梁间距一般小于１.５ｍ，适用于停车库、商场营业厅、阅览室及平战结合的人防工程等具有较大跨度的建筑。
在实际工程种，密肋楼盖往往采用塑料模壳为模板施工。
密肋楼盖结构形式具有如下有点：１.结构高度低，建筑净高高。
２.因肋梁间距小，可将板作为肋的有效翼缘，结构整体性好。
３.采用标准化塑料模壳，施工速度快，施工质量易保证。
４.因考虑板与肋共同工作，可节省混凝土和钢筋用量。
尤其是在人防工程中，规范要求人防工程顶板最小厚度为200㎜，若为密肋楼盖，则可以减小为100㎜节省混凝土用量（一般人防工程顶板上均有覆土或垫层，可满足早期核辐射要求）。
同时，由于人防顶板较厚，在低防护等级的人防工程中，顶板钢筋常为满足人防规范最小配筋率要求配置，楼板减薄，楼板内钢筋用量相应减少，经济效益十分明显。
５.天棚平整美观，不需要抹灰。
尤其适合不能抹灰的人防工程。
目前人防工程采用的楼盖结构形式在诸如地下车库这样的人防工程中采用的楼盖主要有井字梁楼盖、塑料模壳密肋楼盖、无梁楼盖、叠合箱网梁楼盖四种形式（见图１－１）。
各种楼盖主要特点如下：１.梁板式楼盖（包括井字梁楼盖、单项板肋梁楼盖、双向板密肋梁楼盖）。
应用比较普遍，楼盖刚度好，适用范围广，楼板开洞比较灵活，有较成熟的设计、施工经验。
但楼面梁高度较大，需占用较多的空间，要求有较大的层高，增加土方、基础及墙体的造价。
另外，人防规范对楼板厚度的要求较严格（需大于２００㎜），也在一定程度上增加了造价。
单向密肋楼盖双向板肋梁楼盖井式楼盖密肋楼盖无梁楼盖２.塑料模壳密肋楼盖。
具有结构高度低、结构整体性好、外形新颖美观等优点，且塑料模壳可重复使用，租赁费用较低，施工工艺成熟。
其缺点是设计计算较复杂，在不规则或异形柱网条件下塑料模壳不易排列。
３.钢筋混凝土无梁楼盖。
也是人防地下车库常用的楼板型式，具有结构高度低、结构刚度好的优势。
同时其板较厚，顶板防水性能好。
缺点是钢筋、混凝土用量较多，柱帽不美观。
其自重较大，适合在地下水位较高、需配重抗浮设计的地区采用。
４.叠合箱网梁楼盖。
是当前新兴楼板形式，具有结构高度低、结构整体性能好、产品规格多、适用跨度大的优势。
且因其预制构件较多，现浇构件较少，所以施工较快，有利于减少混凝土裂缝。
缺点是当前在人防工程中应用缺少理论依据及规范支持、在防水要求较严的工程顶板上需设置较厚的整浇层，且现阶段叠合箱价格偏高。
双向密肋楼盖设计施工中容易出现的问题１.设计概念模糊，计算不准确。
有关钢筋混凝土双向密肋楼盖的设计规范条文不多，且十分零散，造成有些结构设计人员在设计中将肋梁以主梁、次梁的形式录入，造成计算结果同实际受力有较大的出入，误差偏大增加了混凝土、钢筋用量，提高了工程造价。
而有些结构设计人员在设计荷载不是很大的情况下，采用密肋楼盖的同时在轴网上设较高的主梁，这样就压低了建筑净高，降低了适用这种楼盖的意义。
２.计算较复杂：模型录入工作量较大。
在设计周期教紧张的情况下，设计人员不愿采用，且模型节点多，对体量较大的工程，传统的建模方式计算机无法完成计算。
３.模壳规格及选用排列方式复杂。
要满足建筑功能与观感、楼盖跨度及荷载大小、整体刚度等多方面的要求，很多设计人员无从掌握，设计出来的图纸错误较多，给工程施工带来了一定困难。
４.因模板生产有一定的工艺要求，生产成本较高，造成模壳租赁费用偏高。
造成模壳租赁费用偏高。
但随着应用的推广、技术的进步以及市场的竞争加剧，模板租赁价格已有大幅度下降，加之传统的竹胶板的材料费用和人工费用近几年在不断上升，同成品塑料模壳相比，在模板费用上已经持平。
若再考虑施工速度、施工质量等因素，则在密肋楼盖中采用成品塑料模壳更具性价比。
双向密肋楼盖的适用范围、设计内容和原则钢筋混凝土双向密肋楼盖适用于覆土范围１.５ｍ以内、柱网跨度在６.０ｍ－９.０ｍ范围内的防护级别为５级、６级的甲类、乙类平战结合人防工程。
在人防工程中采用密肋楼盖应在结构设计中包括以下的内容：密肋楼盖的设计说明、密肋楼盖模壳的平面布置、密肋楼盖的剖面、在人防荷载工况组合下的密肋楼盖承载力极限状态验算、在平时活荷载工况组合下的密肋楼盖承载力极限状态验算和正常使用极限状态的验算等等。
钢筋混凝土双向密肋楼盖设计计算中应遵循以下原则１.计算方法科学的原则。
计算中充分考虑双向密肋楼盖整体性，避免将双向密肋楼盖拆分成单个主次梁设计的不合理现象。
２.安全经济的原则。
在保证结构安全的原则下，做到楼盖设计经济合理，或因采用此楼盖形式，减小了结构层高，以至整个结构的经济合理。
３.实用美观的原则。
主要表现在合理选择肋梁间距，即不使间距过大影响密肋楼盖的整体性，又不使间距过小影响美观。
双向密肋楼盖的计算步骤。
应根据柱网跨度、荷载大小，选取密肋楼盖网格数、肋梁间距、肋梁高度等参数，从而确定塑料模壳的规格；确定边界支承条件；确定楼盖竖向荷载，包括静荷载（密肋楼盖自重、吊顶、粉刷层、隔墙重及楼盖上覆土重量等）、可变荷载（消防车荷载、人员及停放车辆荷载、施工堆料荷载等）、人防等效静荷载等。
人防工程应用按平时组合共三种荷载（效应）组合分别计算，取各自最不利的效应组合作为设计依据进行截面设计。
计算分人工计算和上机计算，对于柱网较规则的密肋楼盖，可采用人工计算的方法，主要方法和步骤如下：１.在密肋板的肋间距、高度、宽度及面板厚度均符合《钢筋混凝土升板结构技术规范》（ＧＢＪ１３０－９０）的构造要求前提下，将密肋楼盖根据规范规定，采用Ｔ形截面特性，以等刚度原则折合成平板。
２.采用等代框架法计算密肋楼盖的全截面弯矩。
等代框架计算宽度，可取垂直于计算跨度方向的两个相邻区格板中心线之间距离。
３.密肋板的全截面设计弯矩，按《钢筋混凝土升板结构技术规范》（ＧＢＪ１３０－９０）规定的分配系数分配给柱上板带和跨中板带。
对柱帽的等代框架，其支座负弯矩应取刚域边缘处的计算值。
４.柱上板带的弯矩，根据肋梁刚度比，按《混凝土密肋及井式楼盖设计手册》中的分配系数分配至肋梁。
跨中板带肋梁刚度相等，弯矩均匀分配至每根肋梁。
５.得出弯矩后，根据平衡方程计算肋梁剪力。
６.进行人防荷载组合下的承载力极限状态验算。
包括肋梁截面设计计算、托板的抗冲切验算等。
７.平时荷载组合下的内力、配筋计算及平时荷载组合下的正常使用极限状态的验算。
包括密肋楼盖的挠度验算及裂缝验算。
对于建筑外形复杂。
柱网不规则、异形网格较多的密肋楼盖，应采用有限元法对结构进行整体建模上机计算分析。
以ＰＫＰＭ软件为例，设计计算步骤如下：１.根据肋梁Ｔ型截面特征，以等刚度原则将密肋楼盖折算成平板无梁个楼盖。
２.在ＰＭＣＤＡ人机交互式输入时，在输入等代框架梁的位置上布置截面尺寸为１００×１００的矩形截面虚梁，在边界处开洞处布置实梁。
布置虚梁的目的，一是为了ＳＡＴＷＥ软件在接力ＰＭＣＡＤ的前面处理过程中能够自动读取楼板的边界信息，二是为了辅助弹性楼板单元的划分。
３.模型建立后可使用ＳＡＴＷＥ软件对密肋楼盖结构进行三维分析计算。
为了正确分析该结构，在ＳＡＴＷＥ程序中应将密肋楼盖的楼板定义为弹性楼板，且必须选择总刚算法进行计算。
４.密肋楼盖的整体分析计算完成后，可以利用ＰＫＰＭ软件中的复杂楼板有限元计算ＳＬＡＢＣＡＤ模块进行楼盖的分析计算。
应在此模块中将相应的计算条件及计算参数进行定义，补充输入密肋楼盖的其他数据，如楼板的洞口及柱帽等特殊构件。
同时，可以在楼板上添加ＰＭＣＡＤ建模时无法输入的板上的线荷载及点荷载。
还可以输入支座沉降及约束等补充数据。
补充数据输入完毕就可以通过“有限元分析和计算”菜单对密肋楼盖的内力、位移、配筋及板的冲切进行计算。
双向密肋楼盖构造与施工要求１.密肋板的肋净距不大于９００㎜，肋宽不小于１００㎜，肋高不宜大于肋宽的３倍，密肋板的厚度，在平时荷载工况下不小于８０㎜，人防荷载工况组合下不小于１００㎜。
２.密肋板钢筋应按两个方向的柱上板带和跨中板带配置。
３.在大跨度、重荷载下，密肋板在柱帽区做实心板。
４密肋楼盖施工时宜采用塑料模壳及相应及相应支撑系统，模壳排列应由跨中向两侧排列，以免造成两边边宽肋宽度不等的现象；模壳铺设后若留有缝隙，应采用材料处理，以免漏浆；支撑模壳时应起拱，柱网中心起拱值为短跨的０.２％－０.３％，柱上主肋起拱值为短跨的０.１％－０.１５％；密肋楼盖的混凝土骨料选用粒径为２㎜～２０㎜的石子和中砂；混凝土搅拌应严格控制用水量，宜控制混凝土的坍落度；肋梁宜采用３０㎜或５０㎜插入式振捣器，板面用平板振捣器，以保证混凝土质量；施工期间模壳上的荷载应控制在２.０ｋＮ／㎡以内；混凝土浇筑完毕应采取保水措施，以防止水分过早蒸发，混凝土表面产生裂缝，炎热季节还应浇水加强养护。
结语综上所述，钢筋混凝土双向密肋楼盖作为人防工程的一种楼盖形式有其自身的特点及优势，具有良好的技术性和经济性。
设计人员在此种楼盖形式的设计计算过程中只有概念清晰、综合考虑、思路明确，才能充分发挥其优势，完成一个安全经济的人防工程楼盖设计。
（作者单位：山东省济南市人防建筑设计研究院）。