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浅议密肋楼盖:大跨重载结构的“轻盈密码”

发布于:2025-04-29 09:50:29 来自:建筑结构/结构资料库

来源:结构菜鸟人生

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作者:木子青见

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在传统建筑中,大跨度、重荷载场景常面临“高成本、低效率”的困境:主次梁外露压缩净高、钢筋模板用量激增、管线避让复杂、施工周期漫长……而       密肋楼盖       通过“密集肋梁+空腔结构”的创新设计,以“小结构高度、大承载能力”为核心优势,正在重塑建筑空间的经济性与实用性。
传统楼盖的缺陷:
①梁高的尺寸要求,在获取同等建筑净高时,结构高度需求更大,导致土方开挖量、结构竖向构件高度均增加;
②混凝土与钢筋用量、模板耗量大;工期周期长;成本高;
③设备(管线)安装困难或需预留孔洞;
④结构构件外露,视觉效果差。


、密肋楼盖是什么?——结构创新的“空间魔术”

密肋楼盖是由双向密肋梁板组成的空腔厚板楼盖,肋梁间距通常控制在 1.5 米以内,形成 “肋梁 + 翼缘板” 共同受力的 T 形截面,截面厚度 300-600mm,适用跨度 8-15 米。其核心原理是通过密集肋梁替代传统次梁,将荷载均匀传递至柱网,实现“轻量高强”的结构特性。
    • 荷载大、跨度大的建筑

      地下车库(覆土 1.5m + 消防车荷载)、多层厂房(10-12m 柱网)、仓储物流 活载3.5t/㎡ )。  
    • 空间灵活的公共建筑

      学校教室、商场、图书馆、写字楼,满足大空间分隔与设备管线布置需求 (无吊顶、灵活隔断)  
    • 对层高敏感的地下工程

      通过降低层高(较传统梁板节约 300-500mm),减少土方开挖、基坑支护及竖向构件成本。  



    二、四大核心优势:为何选择密肋楼盖?

    • 层高压缩,综合成本直降20%

      • 结构高度仅为跨度的  1/15-1/26 ,例如 8m 跨度仅需 550mm 梁高,较主次梁方案降低层高 400mm,释放更多使用空间或减少建筑总高度。 结构高度比传统梁板减少30~50cm,地下工程可减少土方开挖量40~50cm,综合节省造价10~18元/㎡。(在基坑设计中,特别是软土地区、水位较高区域效果尤其显著)

      • 密肋楼盖可节约大量的钢材、模板材料及人工,密肋楼盖 自重轻、承载力高 。空心率高达30%~70%,节约钢材20%~35%,减少梁侧模用梁,另外省去抹灰和吊顶,降低层高,减少烟感喷淋用量等。

    施工提速,工序整合省时30%  
    • 模板施工简化

      采用可周转模壳(如聚丙烯模壳),无需复杂嵌缝密封,支模速度提升 50%,1500㎡模壳安装仅需 4 人 1 天完成。            
    • 工序整合
      肋梁与板一次性浇筑,减少抹灰、吊顶工序,施工周期较传统梁板缩短 9-15 天(以万平米项目为例)。            
    • 性能卓越,安全与功能双赢

      • 抗弯刚度大,裂缝控制优于传统结构,防水性能提升(板厚120~180mm即可满足抗渗要求)。

      • 人防区域应用中,密肋楼盖折算厚度达标且实心板厚仅需100mm,经济性显著。

    • 空间自由,全生命周期灵活

      • 无外露梁柱,无需吊顶,后期改造可随意布置隔墙, 适应厂房设备布局调整、学校教室功能划分。

      • 底部平整无突出次梁,管线布置无需避让,烟感喷淋间距要求放宽(梁间净距<1m 时视为 “平顶棚”)。






    三、设计与计算要点:精准把控技术核心

    1. 结构布置

      • 主梁采用暗梁或明梁(宽扁梁),肋梁间距≤1.5m,柱帽尺寸根据冲切验算确定。

      • 嵌固端设计时,板厚可取100~150mm(满足抗震规范要求)。

      • 有柱帽、有主梁(柔性支撑楼盖) 适用于地库、厂房, 无柱帽、有主框架梁(边支撑楼盖) :适用于地上建筑小荷载场景,如写字楼、商场, 有柱帽、无主梁(柱支撑楼盖) :早期美式车库常用,国内较少采用


    2. 分析方法

      • 整体建模采用刚性楼板假定,楼盖局部使用 有限元法 (YJK、STRAT软件),弹性板6模型模拟荷载传递, 精确模拟肋梁与翼缘板协同受力,解决大跨度变形与应力集中问题。

      • 关键验算项:

        • 柱帽冲切验算

          考虑不平衡弯矩影响,尤其是边跨、荷载差异大的区域。    
        • 长期挠度验算

          大荷载工况(如厂房 3.5t/㎡)需重点把控,确保使用阶段变形达标。    
        • 抗震与防水

          地下室顶板作为嵌固端时,折算板厚≥180mm,满足《抗规》要求;防水混凝土板厚 120-180mm,抗渗等级≥P6。    
             
    3. 规范要求

      • 防水设计 :车库顶板厚≥120mm,迎水面保护层≥50mm。

      • 人防设计 :实心板厚≥100mm,折算厚度≥200mm。

      • 消防规范 :肋梁净距<1m时,烟感探测器按“平顶棚”布置,无需避让梁体。

      4.  Y JK 结构模型-密肋板参数设置



    5. 注意事项:

    • 由于该类结构弯矩为高次曲线形式,有限元计算时通常一个跨度内细分至少8~10个网格。
    • 对于边跨、长短跨、相邻跨荷载差异大的位置,柱帽冲切需考虑不平衡弯矩影响。
    • 根据YJK计算操作手册,YJK在建模中可把暗梁当做普通梁输入,并设置了专门的现浇空心板布置菜单;在上部结构计算中按照普通梁方式计算暗梁(进行了所有工况及组合的设计计算)、按照楼板有限元方式计算现浇空心板,并给出空心板肋梁的内力和配筋。(按普通梁计算,梁板有部分刚度重叠,梁计算结果偏大)
    • 根据STRAT计算操作手册,STRAT在建模中根据暗梁、柱帽,空心板均按板单元模拟,是目前梁板变形协调国内做的最好的。
    • 由于有限元算法因为是弹性计算,考虑塑性变形和构件疲劳等因素,板支座钢筋不要放大,底部钢筋放大1.2倍;超长结构在原有基础上上下各放大1.1倍。
    • 密肋楼盖计算时应注意柱冲切验算、柱帽周边密肋楼盖抗剪、抗弯验算,大荷载大跨建筑还需 进行长期挠度验算。  
    • 预留洞口最佳预留位置在跨中,其次主(暗)梁周边, 再次柱帽周边,如洞口较大,洞口周边有荷载,计算 模型中需反应该洞口及周边荷载。洞口位置需与肋梁布置相吻合。
    • 参数选取
      • 密肋楼盖结构高度      
          用于组合梁板体系(暗梁楼盖)时,结构高度一般可选择跨度L/15~L/26。            
      • 关于柱帽
          密肋/空心楼盖一般不需另加外露的柱帽(本身的暗柱帽已经满足计算以及构造要求),当荷载较大或地震作用较大时,仍可设置外露柱帽以改善整体受力性能,柱帽设计可根据计算和规范构造要求进行。             
      • 肋梁宽度
          如肋梁为双肢箍, 宽度一般为120~180mm。
    • 合理划分密肋楼盖适用范围,以下区域 不宜采用
          1、局部有抬梁上柱情况
          2、单跨或者局部抬标高情况形成的单跨区域
          3、边跨跨度较小(小于2.5m)或者柱网不规则形成的小三角区域
          4、风井等楼板开洞区域以及汽车坡道
          5、电气设备用房由于净高要求,不能设置明柱帽

    6. 规范解析

    • 嵌固端及板厚取值

      抗规第6.1.14条指出: 地下室顶板作为上部结构嵌固端时,其楼板厚度不宜小于180mm。条文说明中指出,若柱网内设置多个次梁时,板厚可适当减小。密肋楼盖体系属于柱网内设置多个次梁的梁板体系,且其平面内外刚度均较大。  
      朱炳寅所著《建筑抗震设计规范应用与分析GB50011-2010》一书中第226页指出: 地下室顶板必须有足够的平面内刚度,以有效传递地震基底剪力,其厚度不宜小于180mm,若柱网内设置多根次梁使板跨度减小(应根据工程经验确定,一般可按板跨度不大于4m考虑)时,板厚可适当减小(应根据工程经验确定,如减小楼板厚度至160mm)。  
      《密肋复合板结构技术规程》条文说明第5.2.6 条:  
      当采用密肋复合楼盖作为上部结构嵌固部位时,复合楼盖上部应叠合现浇钢筋混凝土面层,厚度不应小于100mm; 复合楼盖的折算厚度应满足《建筑抗震设计规范》 GB 50011 对相应部位普通混凝土楼盖最小厚度180mm的要求。  
      综合上述条文,肋楼盖可用作上部结构嵌固端,但需满足:1.折算板厚不小于180mm的要求;2.地上一层的侧向刚度不大于相关范围地下一层侧向刚度的0.5倍;3.有效的土体侧限。  
    • 防水规范地下室顶板厚度取值
    • 人防地下室顶板厚度取值
    《人民防空地下室设计规范》(GB50038-2005)
    第3.2.2-1条规定:甲类防空地下室核六,乙类防空地下室的顶板防护厚度(含结构层上面的混凝土地面厚度)不应小于250mm。
    第3.2.2-3条规定:不满足最小防护厚度要求的顶板,应在其上面覆土,覆土的厚度不应小于最小防护厚度与顶板防护厚度之差的1.4倍。当防空地下室上方设有管道层(或普通地下室),防辐射厚度可以考虑上方顶板厚度。
    第4.11.3条注2表明: 顶板最小厚度系实心截面(不应小于200mm),如为密肋板,其实心截面不宜小于100mm, 且其折算厚度均不应小于200mm。      
    • 烟感器安装距离要求问题
    《火灾自动报警系统设计规范GB50116-2013 》6.2.5,探测器设置与梁、墙应满足0.5m的水平距离要求;
    根据6.2.3第5点规定:当梁间净距小于1m  时(密肋楼盖),可不计梁对探测器保护面积的影响;规范对此条的说明条文解释为:当梁间净距小于1m时,可视为“平顶棚”;因此不需执行6.2.5探测器设置与梁、墙应满足0.5m的水平距离要求的规定。

    四、从地下到地上:密肋楼盖的广泛应用实践

    • 地下车库:空间与成本 的完美平衡

    在地下车库建设中,密肋楼盖通过降低层高,减少了土方开挖和支护成本,同时满足了大跨度和重荷载(覆土 + 消防车荷载)的要求,提升了车库的使用空间和经济性。

    • 公共建筑:灵活空间成就多元功能

    在学校、商场、写字楼等公共建筑中,密肋楼盖的无柱大空间和灵活分隔特性,为建筑设计提供了更多可能性,满足了不同功能区域的需求,同时美观的底面效果省去了吊顶装修,降低成本。

    • 工业建筑:重载承载彰显卓越性能

    对于多层厂房、仓储物流建筑,密肋楼盖能够承受超重货物堆放的荷载,其高承载力和优异的结构性能保障了工业生产的安全和稳定。


    五、未来展望

    随着绿色建筑和智能建造理念的深入,密肋楼盖正从地下工程向更多领域扩展。与装配式技术的融合(如预制模盒、空心填充体),将进一步提升其施工效率和环保性能,减少现场作业和材料浪费。在未来的建筑发展中,密肋楼盖凭借其经济性、环保性与空间适应性,必将在绿色建筑与智能建造中扮演更重要的角色,引领建筑行业迈向新的高度。

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    只看楼主 我来说两句
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    这个家伙什么也没有留下。。。

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