混凝土(叠合箱)网梁楼盖技术的介绍

一　何为网梁楼盖
　　网梁楼盖是箱形截面的密肋楼盖, 由预制叠合构件 “叠合箱”与后浇肋梁连接成梁板合一的整体，具有底部平整、大空腔蜂巢构造、空间受力的特性。网梁楼盖不属于现浇空心板楼盖, 它的受力单元不是“板”而是大翼缘箱形梁。叠合箱是由高强复合砼制做的中空箱体, 箱体参与结构整体受力, 同时又起到肋梁模板的作用。肋梁采用普通混凝土现浇而成，与叠合箱结合成整体楼盖。网梁楼盖不属于无梁楼盖（其原理本文下面专有叙述）。

(该技术只是比密肋楼盖多了一个底, 可完全遵照现行的
规范规程进行
蜂巢构造的网梁楼盖　空间受力
　　　　　　　　　　　　　　　　　网梁楼盖平面示意图 (密布钢筋骨架与无梁楼盖配筋完全不同)

网梁楼盖剖面示意图　(网梁楼盖无外露柱帽，负弯矩处受压区混凝土可加厚)
结构为大跨度时，一般由挠度和裂缝起控制作用。网梁楼盖由密肋的T型截面变为箱型截面后刚度和承载力大幅度提高。，对挠度和裂缝控制极为有利。

(形成很宽的连续箱形截面)

　　　　　 实际工程的网梁楼盖断面图


叠合箱示意图
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　 (叠合箱有多种形式,仅例举其中两种)
　　　　　　网梁楼盖明箱构造 （叠合箱外伸钢筋与肋梁主筋钩锚）
　　　　　　

　　　　　网梁楼盖暗箱构造
网梁楼盖中，叠合箱的底面和顶面是外露的，只是在暗箱的顶面有现浇层和钢筋网。
叠合箱是参与整体受力的预制构件、叠合构件（叠合面在四周），其形式有多种, 平面尺寸有多种, 高度尺寸在250~1400mm内任意调整, 可根据跨度及荷载的情况选择。
a. 叠合箱平面尺寸系列(mm)
1000×1000, 1000×700, 1000×500, 1000X300,700×700, 700X500,500×500，等
b. 叠合箱侧壁为薄壁, 厚度为8~12mm
c. 叠合箱顶板,底板厚度可按结构不同部位进行调整,顶板*小厚度为40mm,*大厚度120mm。底板*小厚度可为30mm(不考虑受力时) 考虑受力时不小于40mm（满足规范对预制构件*薄要求）。需要受压区混凝土较大时,其厚度做到100mm。
d. 叠合箱外伸的受力拉接筋应按计算配置,考虑受力时应与周边肋梁筋相匹配, 钢筋间距一般不大于
100mm 。
二 网梁楼盖适用范围:
 a. 网梁楼盖技术适用于各类多层高层建筑, 如: 商场、多层仓库、多层厂房、大会议厅、图书馆、 地下车库、影剧院、电视演播厅、写字楼、办公楼、 阶梯教室、小型体育馆等。　
 b. 适用于大跨度大空间建筑，无需预应力，网梁楼盖可实现36米跨度，现投入使用的22~25米（短跨）跨度的楼盖、屋盖已有15项工程。
　 c. 适用于大荷载建筑。现已完成的地下车库*大覆土厚度3.6米、加消防车道，其荷载达到 9.2吨/平方。设计的多层仓库活荷载为6.0吨/平方。
　 d. 适合人防建筑：网梁楼盖承载能力极高，抗渗性能良好，材料抗渗等级达到P40（规范*高P12）,完全满足人防建筑的抗渗和承载力要求，非常适合做人防建筑。

三 网梁楼盖具有以下显著特点:
1. 节约大量的钢材和砼 网梁楼盖自重之轻、承载力之高,目前少有哪种体系能达到如此程度。 折算厚度(折算实心厚度与楼盖截面高度之比)一般都在30％~22％, 节约钢材30％~50％, 现浇砼量只为一般用量的三分之一，经济效果非常显著。
2. 是大空间、大荷载建筑的技术手段 网梁楼盖由于自重轻受力合理，因此很容易实现大跨度, 非预应力即能做成36米(短跨方向)的跨度, 满足了对建筑物多功能多用途的要求。网梁楼盖承载能力极高，完全达到人防活荷载要求。
3. 节约土地 网梁楼盖可以减少结构厚度、降低层高、减少楼梯等辅助面积、提高面积使用效率、减少建筑物间距、增加建筑层数。
4. 节能环保 网梁楼盖保温隔声性能良好,加之楼盖减少了无效空间, 降低了建筑的运行成本。
5. 降低工程造价 节能、节材、节地|、省去抹灰和吊顶、降低层高、都是直接减少造价的因素。
6. 方便施工减少模板 网梁楼盖的模板平整简单、节省模板、不截断竹胶板、现浇砼量很少、施工工艺简单、能缩短施工周期。
7. 耐火性能好　网梁楼盖耐火极限完全达到一级防火标准。
8. 抗震性能好 网梁楼盖不同于一般实心板或空心板的无梁楼盖, 由于它的自重极轻且承载力极高, 可选择较大的结构高度而形成梁板组合截面, 因此其变形与受力形态与无梁楼盖有较大差别,。与同济大学,上海交大联合进行的高层(9层36米高, 12.5X12.5米柱网, 无剪力墙)，网梁楼盖动力试验研究结果表明,网梁楼盖有良好的抗震性能。(试验报告另行提供)
9. 刚度大　网梁楼盖整体刚度很大, 工程实测挠度一般都小于1/500, 转角变形则更小, 因此对楼盖边梁的扭转作用比普通楼板要小得多。(用有限元方法进行精准分析以及试验结果得以证实)
10. 整体性好：网梁楼盖整体性非常好，多次试验和大量工程实践充分证实了这一点，主要表现为:：
a. 试件的早中期受拉区裂缝并不出现在叠合箱与后浇肋梁的接合部位,极限破坏荷载时,接合部的裂缝宽度也小于其它部位的裂缝宽度。(就像钢筋焊接要求一样，断裂位置不能产生在焊口上)
b. 肋梁受拉筋与相应部位叠合箱内受拉筋的应变值始终保持一致, 箱体混凝土也始终与现浇肋梁混凝土的压应变同步变化。结合部剪应力方向直到构件破坏也没发现有错动现象。
c. 大量工程观测结果说明：网梁楼盖不会在交界处产生裂缝。。因此网梁楼盖就是整体式楼盖。
11．能有效减少混凝土收缩裂缝 叠合箱是预制构件其收缩量已经完成，而周边的现浇肋梁混凝土的收缩应力被叠合箱均匀释放。经大量工程观测：网梁楼盖的收缩裂缝远比全现浇部分的裂缝少。（基于此特点，临清银座超市长度110m，没留伸缩缝。）
12．网梁楼盖不属于无梁楼盖 无梁楼盖不利于抗震主要原因有二个：1、无梁楼盖结构高度小，因此楼盖平面外刚度小、抗侧移能力很差、水平地震力作用下容易倾覆。2、无梁楼盖是板式配筋，上下二皮筋之间没有联系，没有形成钢筋骨架，因此楼盖延性差，交变应力作用下容易破坏。
　　而网梁楼盖正是在这二方面与无梁楼盖有了根本的区别，主要体现在以下几点：
　　a. 结构高度：网梁楼盖具有大空腔构造，因此结构高度较大，网梁楼盖的结构高度介于板与梁之间，达到宽扁梁的尺度，其宽度达到数米宽。而无梁楼盖的结构高度因自重太大不可能做厚。网梁楼盖的刚度要比一般现浇梁板楼盖还大，抗侧移能力和抗震性能之强是无梁楼盖无法可比的。
　　b. 钢筋构造方式：网梁楼盖的肋梁是由主筋、箍筋组成的钢筋骨架，并密布在楼盖之中，因此网梁楼盖的延性非常好，在交变应力作用下显示出很好的韧性。
　　c. 节点的延性： 网梁楼盖与柱子的节点延性很好。通过一系列构造措施，可以使网梁楼盖与柱子节点有足够的延性。而无梁楼盖因太薄很难做到节点连接好。
d. 以一个具体的较单纯的结构内力分析来进一步说明此问题：
结构为单层，单跨，跨度为12.5米，柱距为6.9米，层高6米。网梁楼盖结构高度取550mm，肋梁宽度120mm，空腔平面尺寸为1000X1000mm。结构情况见下图
网梁楼盖结构平面图

截面跨高比为22.73

网梁楼盖断面


网梁楼盖力学模型
为了保证与等代框架的荷载相同，结构不计自重而全部换算为外加荷载。荷载值（全部为恒载）8.0KN/平方。为了使结果更单纯，只加竖向荷载。
通过用有限元方法的精准计算得到柱子的弯矩包络，如下图
网梁楼盖柱端弯矩包络
如果找到一个等代梁，在相同荷载作用下，其柱端弯矩及总重量与网梁楼盖完全相等，那么网梁楼盖
与此等代梁对整体结构的作用是同等的。这个550mm厚度的网梁楼盖所对应的等代梁断面大小，是
通过多次试算得到的。这个等代梁的断面尺寸为：bxh=300x1200mm。下图为等代框架的力学模型，
以及等代框架的柱子弯矩包络。

等代框架的力学模型

等代框架柱弯矩包络
通过具体分析我们得出结论：网梁楼盖对于整体结构所起的作用就是正常框架梁的作用。网梁楼盖是宽度很大的宽扁梁，是具有空间网格的板梁合一的结构。
13. 与梁板体系传力方式不同 梁板体系的荷载和内力传递过程是：板→ 梁→ 柱，这是因为100mm左右厚的板确实是支撑在600mm高的梁上，二者刚度差别很大。而网梁楼盖厚度与边梁差别不大，宽度却有数米，其刚度比边梁要大，因此网梁楼盖的传力过程很大程度上是直接传给柱， 网梁楼盖→ 柱。
14. 良好的抗渗性能：叠合箱虽然不厚，但因混凝土是特制，加之工厂化生产可保证材料和加工的质量，所以网梁楼盖具有及高的抗渗性能，试验施加的压力为1.0MPa(10Kg/cm*cm)即100米高水柱压力(40mm厚)。材料抗渗等级达到P40（规范*高P12）。完全满足人防抗渗要求。(试验报告另详)
15. 耐久性好：网梁楼盖采用混凝土强度较高，预制部分C45, 现浇部分不小于C30。保护层厚度均严格按规范执行。现浇肋梁25mm, 叠合箱的预制板15mm。因此网梁楼盖有良好的耐久性。
四 网梁楼盖设计参数选择
1. 网梁楼盖结构高度　用于连续跨柱网时, 结构高度一般可选择跨度的1/14~1/25。用于四周有边梁时,结构高度可定为跨度的1/20~1/35。截面高度均可比实心板或空心板大一些。
2. 关于柱帽　网梁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。
3. 肋梁宽度及箍筋　肋梁的主筋竖向保护层厚度仍为25mm，而主筋的侧向是叠合箱底板范围，不存在保护层不足的问题。肋梁宽度一般为 100~120mm,，对应的箍筋内皮宽度为80～100mm，这是因为叠合箱侧壁厚度为10mm可以计入保护层厚度。



肋梁箍筋 　　　 　　　　　　　　　　混凝土压应变分布 　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
4. 网梁计算截面及翼缘计算宽度　网梁楼盖的计算截面为大翼缘箱型截面, 其翼缘宽度取值通过大量试验获得了确切数据(另行提供)，网梁楼盖混凝土压应变分布规律与全现浇密肋楼盖一致。　　　　　　　　　　　　
5. 关于构造　网梁楼盖各个部位的节点构造均有成熟标准的做法和详图 (如楼盖上开大洞、楼盖变截面变标高、楼盖内穿线管、楼盖上安装设备、底部吊挂设备等)。
6. 关于结构计算 用通用有限元方法进行计算是*好的选择, 目前通用有限元软件的能力可以做到力学模型与实际结构相差很小, 完全做到梁、板、柱、墙、壳、膜、网架、组合结构的整体分析, 板的空心部分也按实际情况与实心部分同时分析, 板中因开洞产生的应力集中都可得到准确计算结果, 此处不一一例举。　虽然也可按等代梁法用杆系结构软件计算,但是结果相差较大, 造成有的部位太过浪费, 同时有的部位不安全。下图为配筋结果, 横向底部钢筋等高线图。


横向底部配筋等高线分布图

梭形梁与柱端头布置　　　　　　　　　　　　柱端主应力分布

四、网梁楼盖图纸标注方法：
　 网梁楼盖基本沿用了现行梁板平法标注方法，只是标注肋梁时稍做简化。样图另见附图。


网梁楼盖结构平面图
设计说明： 1. 图中打阴影的为暗箱（暗箱上有现浇层，并配钢筋网）
　　　　　2. 图中BL表示现浇肋梁。肋梁截面尺寸 100X500mm。
　　　　　3. 肋梁箍筋均为 F6@100/200（2）
　　　　　4.竖向肋梁底筋在下排。
　　　　　5.网梁楼盖细部构造另见详图。