房屋建筑构造：无梁式楼板与梁板式楼板

5.2.1　现浇整体式钢筋混凝土楼板层

1)板式楼板层

现浇钢筋混凝土板式楼板层因支承方式不同而分为两种情况,即墙承式楼板层和柱承式楼板层。

(1)墙承式楼板层

墙承式楼板层的做法是板的四边由承重墙支承,其上的荷载由板直接传递给墙体。这种楼板层具有整体性好、隔水性好等特点,多用于居住建筑中的居室、厨房、卫生间、走廊等小跨度的空间内。

图5.9　单向板示意图[板的边长L2(长边)/L1(短边)>3]

楼板根据其受力特点和支承情况有单向板和双向板之分。当板的边长L2(长边)/L1(短边)>3时,由于作用于板上的荷载主要是沿板的短向传递,此时板的两个短边起的作用很小,因此称为单向板(图5.9);当L2(长边)/L1(短边)<2时,作用于板上的荷载是沿板的双向传递的,此时板的四边均发挥作用,因此称为双向板(图5.10)。可以看出,双向板的受力状态比单向板好,另外连续板比简支板的受力状态好。板的厚度由结构计算和构造要求决定,通常为60～120mm。单向板的最大跨度一般不宜超过3.6m,双向板的最大跨度一般不宜超过8.0 m。若施加预应力,则板的跨度可达12m左右,但板的厚度要相应增加至200mm左右。板的厚度不宜过大,否则自重大,不经济。

图5.10　双向板示意图[板的边长L2(长边)/L1(短边)<2]

(2)柱承式楼板层

柱承式楼板层是楼板结构直接由柱子支承,也称为无梁楼板层或无梁楼盖。由于柱子直接支承楼板,为减小板跨和防止局部破坏,需要增大柱子与楼板的接触面积,通常要在柱的顶部设置柱帽和托板。无梁楼板层柱网的布置应为方形或接近方形,柱距在7m左右为宜,板厚不宜小于120mm。这种楼板结构天棚平整、室内净高大、采光通风好,通常用于商场、仓库、展厅等大型空间中,如图5.11、图5.12、图5.13所示。

图5.11　无梁楼板层

图5.12　无梁式楼板三维模型

图5.13　无梁式楼板实例

2)梁板式楼板层

当房间或柱间距尺寸较大时,要设置梁作为板的中间支点来减小板的跨度,以免板厚过大。这时作用于楼板上的荷载传递方式为板传递给梁,再由梁传递给承重墙或柱。这种楼板层称为梁板式楼板层(图5.14)。根据梁的布置及尺寸等不同,有下述几种形式的梁板式楼板层。

图5.14　梁板式楼板实例

图5.15　主次梁式楼板层

(1)主次梁式楼板层

这种形式的楼板层常用于面积较大的有柱空间中。主次梁式楼板层的具体做法是:主梁沿房间的短跨方向布置,置于承重墙或柱上,次梁置于主梁上,板置于次梁上,梁、板、柱整浇在一起,如图5.15所示。

主梁的经济跨度通常为6～8m,梁高为跨度的1/14～1/8,梁宽为梁高的1/3～1/2;次梁的经济跨度为4～6m,梁高为跨度的1/18～1/12,梁宽为梁高的1/3～1/2。板的经济跨度为2.11～3.6m,板厚一般为板跨的1/40～1/35,常为60～100mm。若施加预应力,则梁的跨度可为20m左右,梁高为跨度的1/22～1/18。

也存在一些特殊情况,为降低层高进而降低建筑物总高度,而又要满足室内净高的最低要求,有时采用“宽梁”以降低梁高,即梁的宽度超过了梁的高度。“宽梁”一般都施加预应力。

(2)井格式楼板层

这种形式的楼板层常用于房间尺寸较大并接近正方形无柱或少柱空间。其做法是沿房间两个方向布置高度相同的梁,再与楼板整浇在一起形成井格式楼板层,如图5.16所示。井格的布置形式有正交正放、正交斜放、斜交斜放等(图5.17),使楼板下部自然形成有韵律的图案。井格尺寸一般在2.4m左右。

图5.16　井格式楼板层实例

图5.17　井式楼板墙体放置位置

(3)密肋式楼板层

密肋式楼板层也称为密梁式楼板层,其做法是将梁的间距适当加密,一般梁的间距不超过2.5m,板与梁整浇在一起,如图5.18所示。由于梁的数量增加,每个梁所承担的荷载相应减少,所以梁的跨度可适当加大或梁的高度适当降低。密肋式楼板层可用于平面尺寸较大的狭长建筑空间中,如图5.19所示。

图5.18　密肋式楼板层

图5.19　密肋式楼板层实例

3)压型钢板式楼板层

压型钢板式楼板层由钢梁、压型钢板、现浇钢筋混凝土、连接件等部分组成,如图5.20所示。其具体做法是用截面为凹凸型钢板为底衬模板(与钢梁有抗剪栓钉连接),在其上现浇钢筋混凝土面层组合形成整体性很强的一种楼板结构,如图5.21所示。压型钢板既为面层混凝土的模板,又起结构作用,从而增加楼板的侧向和竖向刚度。此种楼板层具有现浇钢筋混凝土楼板层的优点,还可以利用压型钢板肋间的空腔敷设电力通信等管线。压型钢板有单层和双层之分,如图5.22所示。

图5.20　压型钢板式楼板层实例

图5.21　压型钢板式楼板层构造

图5.22　压型钢板

5.2.2　装配式钢筋混凝土楼板层

1)楼板层结构构件种类及构造

(1)预制实心平板

预制实心平板(图5.23)制作简单、板面平整,两端搁置于墙或梁上。强制实心平板的跨度一般在3m以下,板厚为60～80mm,多用于小跨度的走廊、厨房、卫生间等,也可用作架空搁板、地沟盖板等。预制实心平板的跨度不应过大,否则板厚要增加,同时自重亦增加较多,极不经济。(www.xing528.com)

图5.23　预制实心平板

(2)预制空心板

预制空心板(图5.24)板面平整,板腹抽孔,孔洞形状有方形、椭圆形、圆形等,以圆孔板的制作最为简单方便,应用最为广泛;与实心平板相比,空心板具有经济性、隔声、隔热、刚度好等特点。空心板的跨度一般为2.7～6.6m,板厚与板跨有关,一般跨度在4.2m及以下时板厚为120mm,跨度超过4.2m时板厚则为180mm,板宽有600mm、900mm、1200mm等规格。目前所使用的预制空心板多为预应力板,空心板的端孔常以砖块或混凝土填塞,以保证在安装时嵌缝砂浆或细石混凝土不致于流入板孔中,且板端不被压坏。目前世界上较先进的预应力空心板板跨可达10m以上。

图5.24　预制空心板实例

(3)槽形板

槽形板(图5.25)是一种梁板合一的构件,即在实心薄板两侧设有纵筋,构成槽形截面。它具有自重轻、省材料、便于在板上开洞等优点,板跨为3.0～7.2m,板宽为600～1500mm,板厚为30～40mm,筋高为150～400mm。槽形板的搁置有正置和倒置两种:正置板底不平,一般用于仓库、车间等美观要求不高的房间,否则需另做吊顶棚;倒置板底平整,但需另做面板,槽内可填轻质隔声、保温材料。槽形板的两端用端肋封闭,当板长达到6m时,则需在板的中部每隔600～1500mm处增设小肋一道。

图5.25　槽形板

(4)T形板

T形板(图5.26)有单T板和双T板之分,也是一种梁板合一的构件。其体形简洁、受力明确,具有比槽形板更大的跨度,但目前在一般民用建筑中应用不多。

由于装配式钢筋混凝土楼板层存在接缝多、整体性不好、抗震性能差、施工质量不能保证等问题,目前国家在民用建筑工程中推行现浇钢筋混凝土楼板层的做法。上述各种装配式钢筋混凝土楼板做法已极少在民用建筑工程中应用,在此列出仅供参考。

图5.26　T形板实例

2)楼板的结构布置与细部处理(以空心板为例)

(1)楼板的结构布置

进行楼板布置,应根据空间的开间、进深尺寸确定布置方案。通常板有搭于墙上和搭于梁上两种布置方法,前者多用于横墙间距较小的宿舍、住宅等建筑中,后者则多用于教学楼、办公楼等开间、进深都较大的建筑中,如图5.27、图5.28所示。

具体布置楼板时,一般要求板的规格、类型越少越好,以简化板的制作与安装。同时应避免出现板的三边支承情况,即板的纵边不得伸入墙内,否则板易产生裂缝。在排板时,当不能排满整个房间,与房间平面尺寸出现差额时,可采用以下办法解决:当缝差在60mm以内时,适当调整板缝宽度;当缝差在60～200mm时,用局部增加现浇板带的办法解决,如图5.29所示;当缝差超过200mm时,则应重新考虑选择板的规格。

图5.27　预制楼板的结构布置

图5.28　预制楼板的摆放位置

图5.29　现浇钢筋混凝土板带

(2)楼板的搁置及细部处理

板在墙上的搁置宽度一般不应小于80mm,在梁上的搁置宽度不应小于70mm,同时必须在墙或梁上铺水泥砂浆以找平(俗称坐浆),坐浆厚度为20mm左右。

为了增强建筑物的整体刚度,板与墙、梁之间及板与板之间常用钢筋拉结,各地区根据防震和稳定性要求,有各种构造做法。板与板之间的缝隙有端缝和侧缝两种情况。端缝的处理一般是将板两端甩出的钢筋头尾焊弯连接在一起(焊接或绑扎),再以通长钢筋相连,之后在板缝内灌细石混凝土,如图5.30(a)所示。空心板置于外墙及梁上时的拉结处理如图5.30(b)所示。侧缝一般有V形缝、U形缝和凹槽缝3种形式,缝内灌水泥砂浆或细石混凝土,其中凹槽缝板的受力状态较好,但灌缝较困难,常见的为V形缝。

在中小型预制板铺设的楼板层上,由于预制构件的尺寸误差及施工误差,会造成板面不平整,所以须做面层处理。常用的做法是现浇40mm厚15细石混凝土为找平层,其上再另做面层,对于标准较低的建筑也可直接将细石混凝土表面压光。

图5.30　预制板与墙、梁的拉结

预制空心板侧缝的形式如图5.31所示。

图5.31　预制空心板侧缝的形式

5.2.3　装配整体式钢筋混凝土楼板层

装配整体式钢筋混凝土楼板层是部分构件采用预制,其余部分采用现浇混凝土(或钢筋混凝土)的办法使其连成一体的楼板层结构。它兼有现浇和预制的双重特点,但由于施工比较麻烦,所以目前工程实践中应用不多。常见的做法有叠合式楼板和密肋填充块楼板。

1)叠合式楼板

叠合式楼板(图5.32)是指预制楼板吊装就位后再现浇一层钢筋混凝土叠合层与预制板连成整体的楼板。预制板一般为预应力钢筋混凝土薄板。预制板面层处理,其板顶面加工成粗糙面,其凹凸差均为6～7mm,板内配以刻痕高强钢绞线为预应力筋。楼板层内的管线可埋在叠合层内。

叠合式楼板可以提高楼板的整体性和承载能力,同时又可节省模板,但施工多一道工序。

图5.32　叠合式楼板

2)密肋填充块楼板

密肋填充块楼板是指在填充块间现浇钢筋混凝土密肋小梁和面层形成的楼板层,也有采用在预制倒置T形小梁(小梁间为填充块)上现浇钢筋混凝土楼板的做法。

填充块有空心砖、轻质混凝土块、玻璃钢模壳等。这种楼板能够充分利用不同材料的性能,能适应不同跨度,有利于节约模板,缺点是结构厚度(或称高度)偏大。

(1)实铺地层

①基层。基层为地层的承重层,一般为土壤。当地层上荷载较小,且土壤条件好时,则采用原土夯实或填土分层夯实;当地层上的荷载较大时,则需对土壤进行换土或夯入碎砖、砾石等。

②垫层。垫层为承重层和面层之间的填充层,一般起找平和传递荷载的作用。地层的垫层一般采用C10混凝土做80～100mm厚度。垫层应具有足够的强度和刚度,以保证能够承受其上荷载并能均匀地传给地基。

③面层。面层是地层中与人、家具、设备等直接接触的表面层,对室内起装饰作用。由于室内使用和装饰要求不同,面层所用材料和做法也各不相同。对有特殊要求的地层,还在垫层和面层之间加设一些附加层,如防水层、保温层及为埋置管线而设的层次等。

(2)空铺地层

为避免建筑物底层受潮,影响地层的耐久性和房间的使用质量,或为满足某种特有的使用要求(如舞台、体育馆、比赛场等要求地层有较好的弹性),有时将地层架空,形成空铺地层。地层与土壤之间的空间具有组织通风、带走地潮的功能。空铺地层的基本做法是在夯实土或混凝土垫层上布置地垄墙或墩垛架梁,在墙上或梁上铺设钢筋混凝土预制板或在墙、梁上设木龙骨,然后做木地面,如图5.33所示。

图5.33　空铺地层