GBF蜂巢砼空腹楼板技术简介
１．蜂巢芯
蜂巢芯是以超高强无机胶结料为主要原料，附以纤维增强，复合制成的一个具有整体性的空心构件。蜂巢芯壁设有增强冲击性能和强度的加强钢筋，结构底板上夹有钢筋网片。该空心构件可以根据板区格的大小制成各种尺寸，在现浇砼空心结构中与钢筋砼形成整体，共同受力。（其外形如右图示）
２． GBF蜂巢砼空腹楼板
该楼板是采用蜂巢芯系列产品，在现浇砼板中浇筑成内部空间承力单元，形成传力明确的现浇砼双向网格肋型楼板，与暗梁、扁梁或明梁共同形成空间结构体系。将受力性能最好的工字梁与蜂窝结构原理运用到水平建筑结构体系中，突破了国内外传统的结构模式，创造了力学性能更加合理， 技术效果更好的新型楼盖体系。
３． GBF蜂巢砼空腹楼板的受力机理：
该楼板的传力途径如下：由蜂巢芯之间的空隙形成“工”字形肋，按双向正交“工”字形井字梁将GBF楼板曲格内的荷载传至周边框架明梁或框架扁梁上。然后通过框架明梁、框架扁梁及框架柱共同形成空间受力体系。承担整个建筑物的竖向及水平荷载（其构造参右图）。
４?现浇砼空心无梁楼盖的设计要点与构造要求
（１）结构布置原则
１）GBF蜂巢砼空腹楼板的方案设计可遵循现有的《钢筋混凝土结构设计规范》（GB50010-2002），《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）和《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）执行。
２）在柱与柱、柱与剪力墙间设置框架梁，框架梁围成的板釆用GBF蜂巢砼空腹楼板。
３）GBF蜂巢砼空腹楼板周围的框架梁一般为扁梁，扁梁宽度一般取值为“柱宽度+扁梁高度”,高度一般与空心板厚度相同，但应满足《抗震规范》（GB50011-2001）第6.3.2条的规定，同时扁梁及板肋应满足规范中对裂缝及挠度的要求。
４）在现浇砼工肋下，有蜂巢芯底板，该底板既充当永久模板也参与结构受力。
（２）计算
可以采用PKPM-SATWE或空间有限元程序进行内力分析。其中工字型板肋、框架明梁及框架扁梁的截面尺寸可以按实际尺寸建模并参与计算，板肋可按井字梁模式进行受力分析。
（３）荷载取值
蜂巢芯自重根据板厚度的不同，按0.5~1.0kN/m2考虑。其它楼面静、活载按实际情况计算确定。
（４）—般构造要求：
１）砼强度等级应≥C30。
２）GBF蜂巢砼空腹楼板板厚度的确定原则：
ａ?框架梁（明）GBF蜂巢砼空腹楼板，板厚为1/38～1/30L（L为板的短边长）；
ｂ?框架梁（暗）GBF蜂巢砼空腹楼板，板厚由暗框架梁的高度确定，一般可取梁跨度的1/25；
ｃ?预应力GBF蜂巢砼空腹楼板，可以在框架梁中施加预应力，也可在框架梁和GBF蜂巢砼空
腹楼板的板肋中同时施加预应力，预应力GBF蜂巢砼空腹楼板的厚度一般可以在原有蜂巢
砼空腹楼板厚度的基础上再增加1/10L。
ｄ．局部集中大荷载或人防工程等特殊情况应按实际情况确定板厚度。
３）肋腹高度不宜大于肋宽度的８倍，肋宽度一般为70~150mm。
４）GBF蜂巢砼空腹楼板的板面应配置双向钢筋网片，其直径不小于4mm，间距不大于300mm。
５）蜂巢砼空腹楼板需要开孔时，当开孔尺寸D≤300x300时，仅需在孔洞周边补足被截断的钢筋而不需专门计算；当开孔尺寸边长大于1m或截断蜂巢砼空腹楼板的板肋时，应在孔的周边设置边梁或型钢，以补足被孔口削弱的板或肋的截面刚度；当300≤D≤1000mm时，其根据实际受力状况另行确定。
６）当计算中框架扁梁的剪力不满足强度要求时，可将柱帽区做成实心板，并增设相应的构造钢筋。
７）砼面板局部有大口径管线时，可以采取局部降低蜂巢芯高度或在蜂巢芯顶板设置凹槽等措施。
（５）GBF蜂巢砼空腹楼板的施工工艺
测量放线——装平板模——暗梁及GBF薄壁管放线——绑扎暗梁钢筋——水电预埋——肋间钢筋网片绑扎——安装GBF蜂巢芯——绑扎板面钢筋——检查、验收——浇灌砼——砼养护——拆底板模
５．GBF蜂巢砼空腹楼盖技术的适用范围：
此种楼板体系适用于各种跨度和各种荷载的建筑；特别适用于：
１）大跨度和大荷载、大空间的多层和高层建筑、如：商业楼、办公楼、图书馆、展览馆、教学楼、车站、多层停车场等大中型公共建筑和工业厂房、仓库。
２）需灵活间隔、或经常改变使用用途的建筑，如：宾馆、娱乐场所、住宅、公寓等。
３）采用集中式空调的建筑。
４）特殊隔音、保暖要求的建筑。
随着现代建筑产业的迅速发展，人们对房屋建筑中的层高、自重、大空间和自由间隔等的要求愈来愈高，这使得传统的钢筋混凝土梁板结构已显得越来越力不从心，如何实现建筑的大开间无梁或少梁、隔声、隔热及空间的灵活分隔是困扰建筑界的一个难题。
现浇混凝土蜂巢空心楼盖技术的诞生，成功地解决了这一难题。该技术是利用蜂巢芯的系列产品在现浇混凝土板中铸塑成内部空间承力单元，形成传力明确的现浇混凝土双向网格肋的水平结构体系，从而起到承受荷载的效果。
1 蜂巢空心楼盖的组成
蜂巢空心楼盖由蜂巢芯、现浇钢筋混凝土纵、横肋和框架梁组成。其中，蜂巢芯是以高强无机胶结料为主要原料，辅以纤维增强，复合制成的一个整体的、带加强肋的空心构件，如图1所示。
图1 蜂巢芯块示意图
为加强蜂巢芯块的强度，其巢壁上设有增强冲击性能和强度的加劲肋，并底板内还设有钢筋或钢筋网片。在现浇混凝土结构中，蜂巢芯与钢筋和混凝土一起组成一个整体的空腔结构，如图2所示。
图3为混凝土施工前的蜂巢芯楼盖，从图中可以看出，蜂巢芯块周边的纵横肋与框架梁彼此构成了空心楼盖的双向正交暗肋结构，这使得整个楼盖的受力如同密肋楼盖，从而提高了楼盖的整体性能，有效地减少了楼盖的厚度，减轻了结构的自重。
图2 蜂巢芯混凝土结构示意图
图3. 混凝土浇筑前的蜂巢芯空心楼盖
2 蜂巢空心楼盖与GBF薄壁管空心楼盖的区别
现浇蜂巢空心楼盖的前身是传统的现浇GBF薄壁管空心楼盖，虽然两者都能起到减小板厚，减轻板重的效果，但两者在受力性能上却存在有一定的区别（见表1）。
表1 蜂巢空心楼盖与管状空心楼盖的区别
项 目
蜂巢芯空心楼板
管状空心楼板
结构形式
双向正交肋
纵肋、横肋间距相同
纵肋、横肋结构相同
顺管单向肋
垂直管方向无肋
垂直管方向无肋结构
两个方向的
抗剪刚度
相同
悬殊，板越厚悬殊越大
两个方向的
抗弯刚度
相同
垂直管方向抗弯刚度小于平行管方向，板越厚越悬殊
两个方向的配筋
相同
不同
板底中部的
干缩裂纹
不会出现
板中部空心管底容易出现裂纹
受力结构的特性
正交同性
正交异性
结构的可靠性
高
低
极限荷载作用下
板的破坏形式
与实心双向板类似的塑性铰线
裂缝首先出现在板管底中部，然后顺管方向裂缝，随后中部出现与之垂直的裂缝。板的受力与单向板类似。
3 工程实例
3.1 概况
长沙中联重科麓谷工业园办公楼工程，框架结构，地下一层，地上四层，总长384m，宽19m，总建筑面积为35598.68m2。除底层层高为4.4m外，其余楼层层高均为3.6m。柱网尺寸为8m×8m，每层楼板均采用了现浇混凝土蜂巢芯空心楼盖，根据设计计算确定楼板的厚度为310mm，选用蜂巢芯的尺寸为500 mm×500 mm×250mm。
3.2蜂巢芯空心楼盖的施工
3.2.1 施工工艺
在地面或已完成的楼盖上测量放线→脚手架及底模龙骨安装→安装楼盖底模板→模板上放线→蜂巢芯及预埋水电线管盒等作定位→摆放蜂巢芯→蜂巢芯间肋梁钢筋安装→水电管线及竖向穿板套管安装→楼板面筋铺放→蜂巢芯及钢筋验收（修补蜂巢芯）→浇筑混凝土→养护混凝土并待混凝土强度达到现行有关规范要求后拆模。
3.2.2 主要施工技术措施
（1）模板工程 蜂巢芯空心楼盖为大平板结构，除混凝土主梁模板外，板底支模采用平模板，施工方便。在大跨度起拱时应考虑楼板周边、角部折线处的过渡，起拱量要比常规稍低。模板支撑统一按板底标高搭设。在本工程中，楼板模板及支撑采用的是12mm厚的竹胶模板，70mm×50mm木枋间距300mm，板和梁中间起拱为3‰且不大于20mm。为保证结构标高的准确，还梁底和板底中加设了独立的可调支撑。
由于空心楼板对板件本身的削弱，其模板拆模时间应保证混凝土强度达到设计强度的100％，当有特殊要求时，应经计算确定。
（2）钢筋工程 蜂巢芯肋梁的底筋安装完毕后，必须进行初验，并确定钢筋的垫块完整可靠后，方可进行铺设蜂巢芯的施工。其纵横肋梁的纵筋在主框架梁及支座处的锚固按普通梁考虑。
由于蜂巢芯是一个空心构件，因此其抗浮处理是一个关键。在本工程中采用的方法是在蜂巢芯与楼板面层钢筋之间，加设一根直径为14的抗浮钢筋，再用铁丝将其固定，固定方法为将铁丝的一端绑扎在抗浮钢筋上，另一端则通过在模板上打孔绑扎在模板支撑的钢管上。
楼板面层钢筋中的通长钢筋和负筋在摆放时应考虑同方向的钢筋摆放在同一平面内，以减少钢筋的高度。
（3）混凝土浇筑 本工程的混凝土采用的是泵送工艺，为保证浇捣混凝土的密实，混凝土的坍落度取15～18cm，并配以粒径为1～2cm的骨料。
混凝土在浇筑时，布料与振捣应同步进行，振动棒采用3cm的小棒，施工时要注意蜂巢芯间肋梁的混凝土密实饱满。
浇筑混凝土时，应随时注意蜂巢芯的摆放位置，为防止蜂巢芯块因两侧压力不平衡而发生窜动，可事先在蜂巢芯间的肋梁中用横向短钢筋控制定位，也可使用木楔在蜂巢芯间作临时固定，以保证块间肋梁宽度的准确，但木楔在混凝土浇筑完成后应及时拔出。
3.3 施工效果
通过在施工过程中对蜂巢芯空心楼盖的一些数据进行现场实测，并与传统结构进行比较后发现，蜂巢芯空心楼盖的施工效果的主要技术优点如下：
（1）节省材料，蜂巢芯混凝土空心楼盖与一般的有梁板楼盖相比，可节约混凝土用量，降低板结构的自重，节省钢材5％～10％，模板的损耗可降低50％。与传统的GBF管状空心楼盖相比，其空心率大大提高，楼盖折实混凝土的厚度及空心板的自重均大大降低，主要经济指标的比较数据如表2～3所示。表2中蜂巢芯肋距为50mm；蜂巢芯楼板面层混凝土厚50mm。
表2 蜂巢空腹楼盖与传统GBF管状空心楼盖的空心率比较：
板厚
(mm)
蜂巢芯空腹楼盖
GBF管状空心楼盖
空心率
（％）
蜂巢芯型号
空心率
（％）
楼盖上下翼缘
及管间肋距
250
62.97
500×500×200
35.32
（均为50mm）
300
66.25
500×500×250
41.87
350
68.59
500×500×300
46.73
400
70.35
500×500×350
50.46
500
72.81
500×500×450
51.52
（均为60mm）
700
75.62
500×500×650
54.71
（75mm及70mm）
（2）增大楼层净空，板底没有明梁，可节省装修吊顶费用。
（3）楼盖中封闭的空腔结构可大大减少噪音的传递，有效地克服了上下楼层间的撞击噪音干扰。，使用情况表明其隔音效果良好
（4）施工简便快捷，缩短可建设工期。
表3 蜂巢空腹楼盖与传统GBF管状空心楼盖
折实混凝土厚度及自重的比较
跨距
(m)
板厚
(mm)
蜂巢芯空腹楼盖
GBF管状空心楼盖
折实混凝土厚度
(mm)
自重
(kg)
折实混凝土厚度
(mm)
自重
(kg)
6
200
83.88
209.70
147.66
369.15
250
92.57
231.42
161.7
404.25
9
250
92.57
231.42
161.7
404.25
300
101.25
253.12
174.39
435.97
12
300
101.25
253.12
174.39
435.97
400
118.60
296.50
198.16
495.4
18
500
135.95
339.87
242.4
606.0
700
170.66
426.65
317.03
792.57
21
700
170.66
426.65
317.03
792.57
800
188.02
470.05
—
—
（5）由于楼盖内存在有两个方向的密肋梁，故在一定的建筑面积内，使用者能根据自己的要求来自由分隔空间，可从分展示使用者对空间分隔的个性化。
3.4 其他问题的处理
预埋水、电、暖等安装用管线必须在蜂巢芯楼板的肋间，平行于蜂巢芯布设或布设在板周围的梁内。管线严禁埋设在蜂巢芯的下部，管线出口及预埋线盒、箱处，必须使用实心混凝土。预埋件、构造柱等在楼板内的局部构造均应采用实芯混凝土。
破损的蜂巢芯原则上不得使用，如局部破损较小的，可采用胶带贴封；破损较大的，采用水泥袋或泡沫塑料填充，然后外包编织袋，并用铁丝绑扎。施工中应严格避免混凝土流入破损的蜂巢芯内，以保证楼板的空心率。
4 结 论
现浇混凝土蜂巢空心楼盖技术是一种适用于大跨度、大空间的建筑的结构新技术。它不但成功地解决了建筑中楼板自重过大的问题，还由于其布置取消了在楼板中的梁，使得板底的管道安装不再受到梁的限制，这在一定程度上可以提高建筑层高。目前，这种技术虽处于研究中的推广应用阶段，仍有不少经验有待总结，但在今后众多的现代节能环保型的建筑中，该技术将有着比较广阔的应用前景。
