1.5 其他类型楼盖设计

1.5.1 井式楼盖和密肋楼盖

1）井式楼盖

井式楼盖是从双向板演变而来的一种楼盖形式，由双向板与交叉梁系共同组成，整个楼盖像一块双向带肋的大型双向楼板（图1.40），常用于具有较大跨度的建筑物楼盖，如车站、展览馆、候机楼、车库、图书馆等。

井式楼盖在梁交叉处不设柱，可以形成较大的使用空间，在满足承载力要求的同时，自身具有美观的视觉效果。同时，井式楼盖节省材料，造价较低。由于双向设梁，双向传力，且梁距较密，梁的截面高度较小，楼板的厚度也可适当减薄，可节约约30%的钢材和混凝土用量。

井式楼盖两个方向的交叉梁高度相同、不分主次、相互支撑（这也是井式楼盖与现浇单向板肋梁楼盖的主要区别）。交叉梁一般成正交关系，按与柱网间的相对关系可以分为正交正放和正交斜放。当楼盖平面为矩形且长短边之比不大于1.5时，各次梁可直接搁置在承重墙或周边主梁上，如图1.41（a）所示。另外，次梁也可以沿45°方向布置，如图1.41（b）所示。当长短边之比大于1.5时，为了使力较好地沿两个方向传递，可用柱将平面划分为同样形状的区格，使次梁支承在主梁上，如图1.41（c）所示。或者沿45°方向布置次梁，如图1.41（d）所示，此时角部的短梁可以成为中间梁的弹性支座，对整体受力更为有利。

交叉梁的网格一般为2~4m的正方形网格。在一般荷载作用下，当板厚为80mm时，梁区格的长度宜控制在3.6m左右，且网格的长短边之比不宜大于1.5；当梁区格为正方形时，梁高 h =（ l / 18~ l / 16）, l 为梁跨。

2）密肋楼盖

密肋楼盖由薄板和间距较小的肋梁组成，如图1.42所示。一般情况下，将肋距≤1.5m的肋梁楼盖称为密肋楼盖，分单向密肋楼盖和双向密肋楼盖。双向密肋楼盖由于双向共同承受荷载作用，受力性能较好，比单向密肋的视觉效果好。由于肋间的楼板跨度小，板厚度可仅为40~60mm，与一般楼盖体系对比，可节约30%~50%的混凝土，楼盖造价降低约1/3，故近年来在大空间的多高层建筑中得到了广泛应用。但考虑板面上存在集中荷载的可能，为了防止发生冲切破坏，板面也不宜做得太薄。

密肋楼盖中肋的高度，当不验算挠度时，楼盖简支情况可取 l /20~ l /17；弹性约束情况可取 l /25~ l / 20, l 为肋的跨度。

3）井式楼盖和密肋楼盖的设计要点

①井式楼盖中的板一般按双向板设计，不考虑梁的挠度影响；密肋楼盖中的板，因其跨度很小，一般不必进行计算，其厚度和配筋只需满足构造要求即可。

②井式楼盖和双向密肋楼盖都是双向受力的高次超静定结构，其内力和变形计算较复杂，特别是连续跨井字梁和双向密肋楼盖。通常井字梁的内力和变形需进行专门计算。对于单跨井字梁，通常根据两个方向的梁在交叉点处挠度相等这一变形协调条件，建立差分方程来求解，并忽略另一方向井字梁的扭转对节点变形和杆件内力的影响。井字梁的内力计算可以利用计算手册，如由包福廷编著的《井字梁结构静力计算手册》。

③井式楼盖梁上的荷载，当板的边长相同时，两侧的梁均承受三角形分布荷载；当板的边长不同时，短边梁承受三角形分布荷载，长边梁承受梯形分布荷载。而双向密肋楼盖因肋很密，可将梁上的荷载视为均布荷载。

④单跨井字梁和双向密肋楼盖可仅考虑活荷载满布，连续跨井字梁和单向密肋楼盖通常要考虑活荷载的不利布置。

⑤对于钢筋混凝土井字梁和密肋楼盖，应考虑现浇板的整体作用，即梁截面惯性矩的取值要考虑混凝土楼板的贡献。

⑥如果井字梁和密肋楼盖在承受荷载后进入弹塑性状态，应考虑其对内力和变形的影响。

1.5.2 无梁楼盖

1）无梁楼盖的结构组成

无梁楼盖不设梁，是一种双向受力的板柱结构，如图1.43所示。由于没有梁，钢筋混凝土板直接支撑在柱上或周边墙上，故与相同柱网尺寸的肋梁楼盖相比，无梁楼盖的板要厚一些，一般不小于150mm。为了提高柱顶处平板的受冲切承载力，以及减小板的计算跨度，往往在柱顶设置柱帽；当柱网尺寸较小且荷载不太大时，也可不设柱帽。通常柱和柱帽的截面形式为矩形，有时因建筑要求也可做成圆形。常用的矩形柱帽形式有无顶板柱帽、带折线顶板柱帽和带矩形顶板柱帽3种形式，如图1.44所示。

无梁楼盖的建筑构造高度比肋梁楼盖小，使得楼层的有效空间加大，且平滑的板底可以较好地改善采光、通风和卫生条件，故无梁楼盖常用于多层工业与民用建筑中，如车库、商场、书库、仓库等。水池顶盖也可采用这种结构形式。

无梁楼盖根据施工方法的不同可分为现浇式和装配整体式两种。无梁楼盖可采用升板施工技术，在现场逐层将在地面预制的屋盖和楼盖分阶段提升至设计标高后，通过柱帽和柱整体连接在一起。无梁楼盖能将大量的空中作业改在地面上完成，故可加快施工进度。此外，为了减轻自重，也可在板中采用填充体（如可重复使用的塑料模壳、预制混凝土薄壁盒、石膏填充体等）形成双向空腔，构成密肋无梁楼盖，这种楼盖在公共建筑中有所推广。

根据工程经验，当楼面活荷载标准值在5kN/m ² 以上、柱网为6m×6m时，无梁楼盖较肋梁楼盖经济。

2）无梁楼盖的受力特点

无梁楼盖是四点支承的双向板，均布荷载作用下的弹性变形曲线如图1.45所示。

图1.45中的柱上板带AB、CD和AD、BC分别成了跨中板带EF、GH的弹性支座。柱上板带支承在柱上，其跨中具有挠度 f ₁ ；跨中板带弹性支承在柱上板带，其跨中产生与其支座（柱上板带）间的相对挠度 f ₂ ；无梁楼盖跨中的总挠度为 f ₁ + f ₂ 。此挠度通常会大于相同柱网尺寸的肋梁楼盖的挠度，因而无梁楼盖的板厚应大些。

1.5.3 空心楼盖

1）概述

现浇混凝土空心楼盖是采用内置或外露填充体，经现场浇筑混凝土形成的带有空腔的楼板。空心楼板和支承梁（或暗梁）等水平构件即可形成现浇混凝土空心楼盖。如果在混凝土空心楼盖中施加预应力，即可形成预应力混凝土空心楼盖。

空心楼板中的填充体一般永久埋置于楼板中，填充体置换了相应体积的混凝土，减轻了楼盖结构的自重。填充体与楼板的体积比称为体积空心率，一般体积空心率为20%~65%。填充体按形状和成型方式可分为：管状成型的填充管、棒状成型的填充棒、箱状成型的填充箱、块状成型的填充块和板状成型的填充板等。内置填充体是指表面均不外露、完全埋置于混凝土楼板中的填充体，一般其体积空心率为20%~60%；外露填充体是指上表面或下表面，或上、下表面均暴露于楼板表面的填充体。一般外露填充箱、填充块的体积空心率为35%~65%。图1.46和图1.47分别给出了内置圆柱填充体和箱型填充体的空心楼盖的构造，通过其可了解常见空心楼盖的做法。

现浇混凝土空心楼盖在减轻楼盖自重、减少地震作用、隔声、节能等方面比传统的实心楼盖有较明显的优势，同时可降低成本，改善使用功能，目前已经在一些大跨度写字楼、商业楼、大型会展中心、图书馆、多层停车场等公共建筑及大开间民用住宅中应用。

2）结构布置原则

混凝土空心楼盖的结构布置一般应遵循以下原则：

①结构布置应受力明确、传力合理。

②当现浇混凝土空心楼板为单向板时，填充体长向应沿板受力方向布置。

③现浇混凝土空心楼板为双向板时，填充体宜为平面对称形状，并宜按双向对称布置；当为填充管、填充棒等平面不对称形状时，其长向宜沿受力较大的方向布置。

④直接承受较大静力集中荷载的楼板区域，不宜布置填充体；直接承受较大动力集中荷载的楼板区格，不应采用空心楼板。

⑤现浇混凝土空心楼盖的填充体空心部分不参与结构受力。

现浇混凝土空心楼盖的设计应遵循现行国家标准《混凝土结构设计规范》、《现浇混凝土空心楼盖技术规程》的有关规定，还可参考国家建筑标准设计图集《现浇混凝土空心楼盖》。

1.5.4 装配式楼盖

1）概述

装配式楼盖在工业与民用建筑中得到广泛应用，主要有铺板式、密肋式和无梁式等，其中铺板式应用最广。

装配式楼盖由预制构件在现场安装连接而成，有节约劳动力、加快施工进度、便于工业化生产和机械化施工等优点，但结构的整体性和刚度一般较差。在装配整体式楼盖中，一部分构件采用预制，另一部分利用预制部分作为模板现场浇筑混凝土，这样能够大量节省模板，减少现场工作量，楼盖的整体性和刚度也可得到增强。

设计装配式楼盖时，一方面应注意合理地进行楼盖结构布置和预制构件的选型；另一方面要处理好预制构件间的连接以及预制构件和墙（柱）的连接。

2）铺板式楼盖的预制板与预制梁

铺板式楼盖是将预制楼板铺设在支承梁或承重墙上而构成，其主要构件是预制板和预制梁。预制楼板多为单跨简支布置，一般采用通用定型构件，由当地预制构件厂供应。

常用的预制铺板，其截面形式有实心板、空心板、正（倒）槽形板和夹心板等（图1.48）；按支承条件又可分为单向板和双向板。为了节约材料，提高构件刚度，预制板应尽可能做成预应力板。

（1）预制板形式

①实心板。实心板上、下表面平整，制作方便，利于地面及顶棚装修。但其用料多、自重大，适用于小跨度的走道板、管沟盖板等（跨度在1.5m以内）。常用跨度 l =1.2~2.4m，板厚 h ≥ l / 30（ l 为板跨），常用板厚50~100mm，常用板宽（标志尺寸） B 为500~1000mm。

②空心板。当板的跨度加大时，为减轻构件自重，可将截面中部的部分混凝土去掉，形成空心板。空心板孔洞的形状有圆形、矩形和椭圆形等，如图1.48（a）、（b）、（c）所示，其中圆孔板因制作简单而较为常用。

空心板节约材料，自重轻，板面平整，地面及顶棚容易处理，且隔声、隔热效果好；但缺点是板面不能任意开洞。

空心板在受弯工作时，可按折算的工字形截面计算。板的截面高度常由挠度要求控制。板的宽度应根据板制作、运输、起吊的具体条件而定，设计中可以选用不同板宽进行搭配，以符合房间的尺寸，并便于板的排列。普通混凝土空心板和预应力混凝土空心板的常用跨度、板厚、板宽如表1.4所示。

当施工吊装条件许可时，宜采用宽度较大的板。板的实际宽度 b 比板的标志宽度 B 略小，板间通常留有10~20mm缝隙。这一方面是考虑预制板制作时有施工误差，另一方面是考虑铺板后用细石混凝土灌缝以加强楼盖的整体性。

③槽形板。若将板截面受拉区和中部的混凝土去掉，即可形成槽形板。槽形板由板面、纵肋和横肋组成，横肋除在板的两端设置外，在板的中部也可设置数道。根据肋的位置在板面下或板面上，分为正槽形板和倒槽形板两种，如图1.48（d）、（e）所示。正、倒槽形板在受弯工作时，可分别按折算的T形截面、倒T形截面计算。

正槽形板受力合理，混凝土用量较省，但不能提供平整的顶棚。槽形板由于板上开洞较自由，在工业建筑中应用较多，也适用于厕所、厨房。

④预制大楼板。随着高层建筑的发展，大块预制楼板（平板或双向肋形板）也日益增多。如图1.48（f）、（g）、（i）所示。在吊装条件允许的情况下，一个房间用一块或两块大楼板就可以铺满。预制大楼板一般为双向板，平面尺寸根据房间尺寸及建筑模数，在2.7~5.1m取值。板的厚度应满足承载力要求和刚度要求，通常根据刚度要求，由高跨比来确定最小截面高度，必要时需进行变形验算。实心大楼板板厚一般取110mm（包括面层），用钢量较少，室内无板缝，建筑效果好，但因构件尺寸大，运输、吊装较困难。

当板的跨度较大时，也可采用夹心板，如图1.48（h）所示。夹心板往往做成自防水保温屋面板，它在两层混凝土中间填充泡沫混凝土等保温材料，将承重、保温、防水三者结合在一起。

（2）预制梁形式

预制楼盖梁往往是单跨简支梁或带伸臂的简支梁，有时也采用连续梁。梁的截面形式有矩形、T形、倒T形、十字形及花篮形等，如图1.49（a）—（f）所示。预制板搁置在花篮梁两侧挑出的小牛腿上，可以增加室内净高。花篮梁可以全部预制，也可以做成叠合梁（图1.49（g）），叠合梁不仅增加了房屋净空，还加强了楼盖的整体性。

3）装配式楼盖的连接构造

为保证装配式楼盖的平面内刚度，需要做好板与板之间、板与支承墙或梁之间、板与非支承墙之间，以及梁与支承墙之间的连接构造。

1.5.5 压型钢板-混凝土组合楼盖

压型钢板是按一定形状要求轧制的薄钢板，压型钢板-混凝土组合楼盖是利用凹凸相间的压型钢板做底膜与混凝土浇筑在一起的组合楼板，一般支承在钢梁上。楼盖系统主要由混凝土楼面层、压型钢板和钢梁三部分组成，如图1.50所示。组合板的总厚度不应小于90mm；压型钢板顶面以上的混凝土厚度不应小于50mm，压型钢板净厚度（不包括镀锌层或饰面层厚度）不应小于0.75mm。

在施工阶段，压型钢板作为模板承受自重、浇筑混凝土重、施工荷载和附加荷载；在使用阶段，压型钢板作为组合楼板的受力钢板，与混凝土共同工作承担楼面荷载。

压型钢板-混凝土组合楼板适用于大空间建筑和高层建筑，在国际上普遍采用。压型钢板板肋有垂直于钢梁和平行于钢梁两种形式，板肋和钢梁之间可用栓钉连接，如图1.51、图1.52所示。

1）压型钢板-混凝土组合楼盖的优点

①压型钢板自重轻，其运输、存储及堆放方便；容易吊装，可快速安装就位；由于不需要拆卸，节省劳动力。

②多个楼层可同时铺设压型钢板、同时浇筑混凝土，施工速度快。

③在压型钢板凹槽内可铺设电力、通信、暖通等管线，还能敷设保温、隔声、隔热等材料，也可埋置建筑装修用的吊顶挂钩，便于设置顶棚或吊顶，建筑空间利用率高。

④施工阶段中的压型钢板可与钢梁上翼缘连接在一起，对钢梁起侧向支承作用。

2）压型钢板-混凝土组合楼盖的缺点

①压型钢板较贵，使楼板的材料成本升高。

②为使压型钢板发挥组合受力作用，需采用防火涂料对楼板进行防火保护，从而增加了防火费用。如果不考虑压型钢板的组合受力作用，则楼板中仍需配置受拉钢筋，此时压型钢板仅作为模板使用，造成材料浪费。

3）压型钢板与混凝土的粘结

在压型钢板-混凝土组合楼板中，必须保证压型钢板与混凝土的粘结，才能考虑两者的组合作用，否则不能考虑。保证压型钢板和混凝土板的组合作用可采用以下方法：采用紧扣型压型钢板或利用压型钢板的波纹形状[图1.53（a）]；采用有压痕的压型钢板（在压型钢板表面轧制出成凸凹状的抗剪齿槽）[图1.53（b）]；在压型钢板上焊接横向钢筋[图1.53（c）]；为保证可靠的组合作用，在任何情况下均应设置端部锚固件[图1.53（d）]。