阅读说明：本技术 一种减负构件在地下车库空心楼盖施工方法及应用 (Construction method and application of load reduction component in hollow floor system of underground garage ) 是由 关蕙 甄益权 杨仲辉 于 2020-05-28 设计创作，主要内容包括：本发明属于减负构件在地下车库空心楼盖施工技术领域,公开了一种减负构件在地下车库空心楼盖施工方法及应用,模板上划线确定箱体间距及抗浮点位置；绑扎底筋放置垫块及预埋管线；绑扎限位、定位卡。用铁丝设置抗浮点；安放箱体,绑扎板面钢筋及拉钩设置；隐蔽工程验收；搭设施工便道、架设砼传送管,浇筑混凝土；养护、拆模。本发明在混凝土浇筑的过程控制中,振捣要密实,保证无漏振、跑浆现象发生,确保混凝土构件的感官质量；最后是控制优化设计结构的成品保护。本发明提供的减负构件现浇混凝土空心楼盖可节约大量的钢材、砼、模板材料及人工,空心楼盖自重轻、承载力高。(The invention belongs to the technical field of construction of load reducing members on hollow floors of underground garages, and discloses a construction method and application of a load reducing member on a hollow floor of an underground garage, wherein a template is scribed to determine the positions of a box body interval and an anti-floating point; binding bottom bars, placing cushion blocks and pre-buried pipelines; binding and limiting, and positioning the clamp. Setting floating point resistance by using an iron wire; placing a box body, binding the plate surface steel bars and arranging a draw hook; inspecting and accepting the hidden project; building a construction access way, erecting a concrete conveying pipe and pouring concrete; and (5) maintaining and removing the mold. In the process of concrete pouring, the vibration is dense, so that the phenomena of vibration leakage and slurry leakage are avoided, and the sensory quality of a concrete member is ensured; and finally, controlling the finished product protection of the optimized design structure. The load-reducing member cast-in-place concrete hollow floor provided by the invention can save a large amount of steel, concrete, template materials and manpower, and the hollow floor has light dead weight and high bearing capacity.)

一种减负构件在地下车库空心楼盖施工方法及应用

技术领域

本发明属于减负构件在地下车库空心楼盖施工技术领域，尤其涉及一种减负构件在地下车库空心楼盖施工方法及应用。

背景技术

楼板体系包含很多种，主要有密肋楼板、低肋大，在结构上创造一个无梁无柱的大空间，以达到可自由灵活分割的目的。这种大开间灵活分割结构体系正是体现了住宅建筑“以人为本”“住户参与设计”以及可持续发展的要求。

目前住宅建筑开间最大已达到6m左右，但由于当时住宅结构还是以砖混为主，加上大开间住宅还没形成市场，故对于这种楼板在住宅中的探索受实用性的限制而有所停滞。随着近年来住宅产业的飞速发展，大开间住宅广泛出现，市场迫切需要一种技术简单、经济性好而且性能优良的楼板结构，低肋大跨度板即是以此为目的在密肋楼板的基础上改进而来。

密肋无梁楼盖可用于大跨度及大荷载的多层建筑，但其板底不平且施工较为复杂。无梁楼盖的这些弱点制约了其在实际工程中的使用，以致梁板式楼盖仍然是目前最为常用的楼盖体系。近年来，随着楼宇建设水平的提高，对楼盖体系的各项要求也就越来越高，尤其要求楼盖结构层高度小、楼板跨度大、自重轻等，空心无梁楼盖就是因此而出现的一种新型无梁楼盖体系。

随着钢筋混凝土板柱结构在工程中的广泛应用，近几十年来对于钢筋混凝土无梁楼盖的工作性能、破坏机理等问题已进行了大量的理论分析和试验研究。

空心无梁楼盖与其它无梁楼盖相比有着明显的优点，首先空心无梁楼盖明显地降低了结构的自重；其次，板底平整，可以不用吊顶而直接粉刷做成天花板，具有构造上经济、整体性能好、节省吊顶及增加结构的净高。目前工程上多采用圆管为空腔的填充物，也称圆管式空心无梁楼盖，圆管式空心楼板由于其埋置的薄壁管只具有单向性，因此使得整块板的在顺管和垂直管向两个方向刚度不相同，这不仅不符合无梁楼盖双向受弯的特点，而且也给设计带来了麻烦；现浇混凝土双向空腹楼板就是在此基础上提出的一种新的楼盖形式，它是利用正方形薄壁盒替代圆孔空心混凝土楼盖中的圆管，在板内上下左右均按同一规律排列，则板在宏观上便具有了相同的刚度。

正方形薄壁盒空心楼板(以下简称双向空腹板)不仅具有减轻自重、增大板跨以及板底平整的优点，和圆孔式空心板比较，更具有双向性的特点，使得其受力上显得更为合理、在设计上更为简单，本课题就在此基础上展开研究。

现浇混凝土空心无梁楼盖结构是无梁楼盖结构体系的拓展，它起源于德国，由前联邦德国工程师Leoplod Muller首先提出，当时被成为“B-Z体系”，源于德文的蜂巢式混凝土空心楼板。其后，GFranz教授对其进行了试验研究，提出了静力荷载作用下可采用刚度等效的实心无梁楼盖的计算方法来设计空心无梁楼盖结构。上世纪六十年代末，工程师EdgarH.Hendle也提出一种蜂窝式无梁楼盖(eellularFlatPlate)，它是以块装发泡塑料为填充构件形式的空心无梁楼盖，空心率较大，但其只着重研究了这种结构的施工方法，并没有进一步地对其设计理论进行试验研究，而且由于发泡塑料作为填充构件使得空心无梁楼盖的施工较为不便，因此这类楼盖形式没有得到很好的应用和发展。

根据空心板的空心部分的大小，把空心板分为两种主要类型，空心率较小且多为圆管称为VoidedSlab，空心较多且多为长方体空腔的楼板称为CellularSlab，多用作桥梁结构的路面板。随着空心板的应用日益广泛，国外很多学者提出了基于等代板的分析方法。Crisfield和Twemlow(1971)借助于有限元方法提出了用于蜂窝结构的一种解法，并考虑了横向泊松比效应。1982年，英国的GEllintt和LA.clark用环氧树脂作了含单向圆孔的空心板模型用有限元分析得到了其刚度的近似公式，并通过试验验证，证明了公式的可靠性。

近几年来，现有技术对这种楼盖的填充构件进行了改进，采用了轻质、高强、空心的薄壁管及薄壁盒，大大降低了施工难度，近年来现有技术在空心无梁楼盖的工程应用方面取得了一定的进展，提出了一些实用计算方法。现有技术采用GBF圆管式空心无梁楼盖的的结构布置、施工构造等方面进行了探讨；也结合工程实际，提出了圆管式空心无梁楼盖的简化计算方法。但对于隐蔽工程的实时信息或书不能准确监测。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有减负构件楼盖应用技术结构稳定性差；抗震性能差。对施工中实施信息监测性能差，造成施工安全不能有效保证。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种减负构件在地下车库空心楼盖施工方法及应用。

本发明是这样实现的，一种减负构件在地下车库空心楼盖施工方法，所述减负构件在地下车库空心楼盖施工方法包括：

第一步，采用超声波探伤仪对隐蔽工程的结构进行监测与验收；并基于超声波探伤仪内置的数据控制模块对超声波探伤探头探测的数据进行当前的位置坐标描述：

l_i＝(x_i,y_i)；

其中x_i，y_i分别表示隐蔽工程结构i的横纵坐标值，对于隐蔽工程结构i，构建一个内容请求频率向量：

n_i＝(n_i,1,n_i,2,...,n_i,c)；

其中n_i,c表示隐蔽工程结构i请求内容c的次数，每个隐蔽工程结构对应一个内容请求向量，该向量反映隐蔽工程结构的内容请求偏好；

第二步，基于隐蔽工程结构的位置信息和内容请求偏好信息对隐蔽工程结构进行聚类，具有相似内容请求偏好且位置相近的隐蔽工程结构分到一个多播组，使用余弦相似度准则计算两个隐蔽工程结构间的相似度，用如下公式计算：

其中β是一个0-1之间的权重系数；

第三步，使用K-Means聚类方法，对地下车库空心楼盖内所有的隐蔽工程结构D进行聚类，u_i＝{l_i,n_i}表示隐蔽工程结构i的聚类信息，聚类的目的是将原始隐蔽工程结构分成C类D＝{D₁,L,D_C}，数学模型上是对下式求最小值：

其中γ_k为隐蔽工程结构群的中心；

第四步，数据控制模块对超声波探伤探头探测的隐蔽工程结构数据进行当前的位置坐标处理，从D中随机取C个隐蔽工程结构，作为C个隐蔽工程结构群的中心；

第五步，再根据相似度的计算公式，计算剩下的隐蔽工程结构到C个隐蔽工程结构群中心的相似度，将隐蔽工程结构划分到相似度最高的隐蔽工程结构群；

第六步，接着根据聚类结果，更新C个隐蔽工程结构群的中心γ_k＝{l_k,n_k}，用如下公式：

其中m_i是一个0-1之间的权重系数，重复步骤二和步骤三，直到聚类中心不再发生变化；

第七步，根据每个隐蔽工程结构群的位置信息，计算出每个隐蔽工程结构群中心位置的水平方位角和垂直仰角，并采用有源天线波束赋形模型，数据处理中心对每个隐蔽工程结构群有一个特定波束，即对每个隐蔽工程结构群设置一个特定的电子下倾角和垂直半功率带宽的波束，数据处理中心坐标为原点O(0,0,H_BS)，隐蔽工程结构群k的质心为γ_k，位置坐标为(x_k,y_k,z_k)，垂直仰角和水平方位角为

第八步，基于聚类后的隐蔽工程结构群位置信息，隐蔽工程结构群质心的水平方向角和垂直仰角通过下面的公式求出：

垂直仰角和水平方位角的取值范围为θ₁∈(0,π),实现隐蔽工程的结构安全性监测。

进一步，第一步前，需进行：

步骤一，支模；模板上划线确定箱体间距及抗浮点位置；

步骤二，绑扎底筋放置垫块及预埋管线；绑扎限位、定位卡；用铁丝设置抗浮点；

步骤三，安放箱体，绑扎板面钢筋及拉钩设置。

进一步，步骤一中，模板的安装方法，包括：

步骤1：根据设计要求，施工缝隙、预留预埋情况、模板的排布方向和设计要求，进行排管设计；

步骤2：依据设计要求，模板按照标准进行设计；模板运输至施工现场后，应按检验进行验收和送检，验收合格的模板根据规格及长度分别堆放；

步骤3：安装过程中，通过塔吊将模板运至楼层作业面，根据所在层的排放要求进行排放和搬运。

进一步，所述步骤3中，模板在排放和搬运过程中，轻拿轻放；将模板放置在干燥的位置。

进一步，所述步骤二中，绑扎底筋放置垫块及预埋管线的具体过程为：

步骤A，绑扎垂直于模板管向的肋钢筋，摆放垂直于模板管向的底下层板筋；

步骤B，绑扎平行于模板管内的肋钢筋；

步骤C，摆放平行于模板管向的板底上层板筋，按照垫好保护层垫块，绑扎钢筋时，钢筋叠加顺序按照设计进行摆放。

进一步，所述步骤三中，绑扎板面钢筋及拉钩具体方法，包括：

1)楼板上部钢筋及柱帽附加筋等按照设计及规范要求搭接，

2)绑扎模板肋片钢筋，使肋片钢筋、板面钢筋形成一个可临时实施荷载的空间结构，铺上竹架板后作为临时道路。

进一步，所述2)中，钢筋绑扎后，禁止在上面踩踏；钢筋绑扎，模板安装隐蔽验收。

进一步，第八步后，还需进行：

步骤I，搭设施工便道、架设砼传送管，浇筑混凝土；

步骤II，养护、拆模.

进一步，所述步骤I中，搭设施工便道、架设砼传送管，浇筑混凝土具体过程为：

将每块模板的肋部混凝土浇至1/3高，并且利用振动器进行振实混凝土；

振实完成后，浇筑到设计标高，并对肋部利用混凝土进行多次振实；多次振实完成后，将混凝土上面进行磨平；

所述在浇筑混凝土过程中，混合土的掉落高度为170mm-210mm；

所述肋部安装设计间隔进行振捣，不能进行漏振。

进一步，所述步骤II中，养护、拆模具体过程为：

施工完成后，遮挡晾晒，并进行洒水湿润养护；

在拆卸模板过程中，先拆除侧板或者角板，防止混凝土侧面或者角度被破坏。

本发明的优点及积极效果为：本发明提供的减负构件现浇混凝土空心楼盖可节约大量的钢材、砼、模板材料及人工，空心楼盖自重轻、承载力高。空心率(箱体所占体积与楼盖总体积之比)高达30％～75％之间，现浇砼量只为一般用量的30％～80％节约钢材15％～35％，竖向构件及水电、设备、内外墙装饰材料节省6％-12％；首先进行技术创新的策划与交底，使模板工与混凝土工种明确技术要求及改进的目标要求；其次进行顶板与梁的优化设计以及制作，确定减负构件的选用材料及尺寸；然后是减负构件的安装与加固；在一方面是混凝土浇筑的过程控制，振捣要密实，保证无漏振、跑浆现象发生，确保混凝土构件的感官质量；最后是控制优化设计结构的成品保护。

本发明对隐蔽工程验收中，采用超声波探伤仪对隐蔽工程的结构进行监测与验收；并基于超声波探伤仪内置的数据控制模块对超声波探伤探头探测的数据进行当前的位置坐标描述；基于隐蔽工程结构的位置信息和内容请求偏好信息对隐蔽工程结构进行聚类，具有相似内容请求偏好且位置相近的隐蔽工程结构分到一个多播组，使用余弦相似度准则计算两个隐蔽工程结构间的相似度；

使用K-Means聚类方法，对地下车库空心楼盖内所有的隐蔽工程结构D进行聚类，数据控制模块对超声波探伤探头探测的隐蔽工程结构数据进行当前的位置坐标处理，从D中随机取C个隐蔽工程结构，作为C个隐蔽工程结构群的中心；再根据相似度的计算公式，计算剩下的隐蔽工程结构到C个隐蔽工程结构群中心的相似度，将隐蔽工程结构划分到相似度最高的隐蔽工程结构群；

接着根据聚类结果，更新C个隐蔽工程结构群的中心γ_k＝{l_k,n_k}，根据每个隐蔽工程结构群的位置信息，计算出每个隐蔽工程结构群中心位置的水平方位角和垂直仰角，并采用有源天线波束赋形模型，数据处理中心对每个隐蔽工程结构群有一个特定波束，即对每个隐蔽工程结构群设置一个特定的电子下倾角和垂直半功率带宽的波束，数据处理中心坐标为原点O(0,0,H_BS)，隐蔽工程结构群k的质心为γ_k，位置坐标为(x_k,y_k,z_k)，垂直仰角和水平方位角为实现隐蔽工程的结构安全性监测。通过互联网发送到监控中心，实现实用性能高，监测功能多样化功能。

附图说明

图1是本发明实施提供的减负构件在地下车库空心楼盖施工方法及应用流程图。

图2是本发明实施提供的模板的安装方法流程图。

图3是本发明实施提供的抗浮压筋效果图。

图4是本发明实施提供的箱体放置结构效果示意图。

图5是本发明实施提供的现浇钢筋混凝土空心楼盖结构断面效果图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作进一步描述。

如图1所示，本发明提供一种减负构件在地下车库空心楼盖施工方法，包括以下步骤：

S101：支模。模板上划线确定箱体间距及抗浮点位置。

S102：绑扎底筋放置垫块及预埋管线。绑扎限位、定位卡。用铁丝设置抗浮点。

S103：安放箱体，绑扎板面钢筋及拉钩设置。

S104：隐蔽工程验收。

S105：搭设施工便道、架设砼传送管，浇筑混凝土。

S106：养护、拆模。

本发明提供的步骤S101中，模板的安装设计方法，包括：

根据地下车库空心楼盖中的相应的梁体和板，按照设计要求设计成一定的凸度。

其中，凸度为跨度的2/1000-4/1000。

模板安装设计完成后经验收合格后，对相应的设计构件防线进行定位标线，核对无误后方可顺序施工。

在安装完成的模板上，根据设计结构施工要求，结合模板布图设计出现梁体的设计要求。

如图2所示，本发明提供的步骤S101中，模板的安装方法，包括：

S201：根据设计要求，施工缝隙、预留预埋情况、模板的排布方向和设计要求，进行排管设计。

S202：依据设计要求，模板按照标准进行设计。模板运输至施工现场后，应按检验进行验收和送检，验收合格的模板根据规格及长度分别堆放。

S203：安装过程中，通过塔吊将模板运至楼层作业面，根据所在层的排放要求进行排放和搬运。

本发明提供的S203中，模板在排放和搬运过程中，轻拿轻放。将模板放置在干燥的位置。

本发明提供的S102中，绑扎底筋放置垫块及预埋管线的具体过程为：

步骤A，绑扎垂直于模板管向的肋钢筋，摆放垂直于模板管向的底下层板筋。

步骤B，绑扎平行于模板管内的肋钢筋。

步骤C，摆放平行于模板管向的板底上层板筋，按照垫好保护层垫块，绑扎钢筋时，钢筋叠加顺序按照设计进行摆放。

本发明提供的S103中，绑扎板面钢筋及拉钩具体方法，包括：

1)楼板上部钢筋及柱帽附加筋等按照设计及规范要求搭接，

2)绑扎模板肋片钢筋，使肋片钢筋、板面钢筋形成一个可临时实施荷载的空间结构，铺上竹架板后作为临时道路。

本发明提供的2)中，钢筋绑扎后，禁止在上面踩踏。钢筋绑扎，模板安装隐蔽验收。

步骤S104，具体包括：

第一步，采用超声波探伤仪对隐蔽工程的结构进行监测与验收；并基于超声波探伤仪内置的数据控制模块对超声波探伤探头探测的数据进行当前的位置坐标描述：

l_i＝(x_i,y_i)；

其中x_i，y_i分别表示隐蔽工程结构i的横纵坐标值，对于隐蔽工程结构i，构建一个内容请求频率向量：

n_i＝(n_i,1,n_i,2,...,n_i,c)；

其中n_i,c表示隐蔽工程结构i请求内容c的次数，每个隐蔽工程结构对应一个内容请求向量，该向量反映隐蔽工程结构的内容请求偏好。

第二步，基于隐蔽工程结构的位置信息和内容请求偏好信息对隐蔽工程结构进行聚类，具有相似内容请求偏好且位置相近的隐蔽工程结构分到一个多播组，使用余弦相似度准则计算两个隐蔽工程结构间的相似度，用如下公式计算：

其中β是一个0-1之间的权重系数。

第三步，使用K-Means聚类方法，对地下车库空心楼盖内所有的隐蔽工程结构D进行聚类，u_i＝{l_i,n_i}表示隐蔽工程结构i的聚类信息，聚类的目的是将原始隐蔽工程结构分成C类D＝{D₁,L,D_C}，数学模型上是对下式求最小值：

其中γ_k为隐蔽工程结构群的中心。

第四步，数据控制模块对超声波探伤探头探测的隐蔽工程结构数据进行当前的位置坐标处理，从D中随机取C个隐蔽工程结构，作为C个隐蔽工程结构群的中心。

第五步，再根据相似度的计算公式，计算剩下的隐蔽工程结构到C个隐蔽工程结构群中心的相似度，将隐蔽工程结构划分到相似度最高的隐蔽工程结构群。

第六步，接着根据聚类结果，更新C个隐蔽工程结构群的中心γ_k＝{l_k,n_k}，用如下公式：

其中m_i是一个0-1之间的权重系数，重复步骤二和步骤三，直到聚类中心不再发生变化。

第七步，根据每个隐蔽工程结构群的位置信息，计算出每个隐蔽工程结构群中心位置的水平方位角和垂直仰角，并采用有源天线波束赋形模型，数据处理中心对每个隐蔽工程结构群有一个特定波束，即对每个隐蔽工程结构群设置一个特定的电子下倾角和垂直半功率带宽的波束，数据处理中心坐标为原点O(0,0,H_BS)，隐蔽工程结构群k的质心为γ_k，位置坐标为(x_k,y_k,z_k)，垂直仰角和水平方位角为

第八步，基于聚类后的隐蔽工程结构群位置信息，隐蔽工程结构群质心的水平方向角和垂直仰角通过下面的公式求出：

垂直仰角和水平方位角的取值范围为θ₁∈(0,π),实现隐蔽工程的结构安全性监测。

本发明提供的S105中：搭设施工便道、架设砼传送管，浇筑混凝土具体过程为：

将每块模板的肋部混凝土浇至1/3高，并且利用振动器进行振实混凝土。

其中，在浇筑混凝土过程中，混合土的掉落高度为170mm-210mm。肋部安装设计间隔进行振捣，不能进行漏振，将模板下的空气进行全部排除干净。

振实完成后，浇筑到设计标高，并对肋部利用混凝土进行多次振实。多次振实完成后，将混凝土上面进行磨平。

本发明提供的S106中，养护、拆模具体过程为：

施工完成后，利用人工遮挡晾晒，并进行洒水湿润养护。

在拆卸模板过程中，先拆除侧板或者角板，为了混凝土侧面或者角度被破坏。

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。

(1)、根据图纸及设计要求，模板上划线定位安放箱体(盒)的位置，减少安装误差。

(2)、防止在浇筑砼时，箱体受混凝土流动性的影响而上浮,在底层钢筋绑扎完成后方箱顶部预留位置设置抗浮压筋，具体位置见图2：

(3)、安装箱体：箱体(盒)根据放线位置安放，采用定位卡确保箱体之间的相对位置，定位钢筋焊接在楼板面筋，具体放置见图3：

(4)、根据设计箱体上表面到楼面距离是150mm，箱体下表面为70mm。

(5)、为防止在浇筑砼时箱体受混凝土流动性造成箱体上浮，设置抗浮点。具体做法是根据模板上抗浮点位置用手电钻(采用Φ4钻头)钻透模板，用14#铁丝拴住任一底部受力钢筋串过电钻钻孔的模板处紧紧的锁在底模的支撑钢管上。

(6)、顶层钢筋绑扎完成后，砼浇注前，再对箱体进行一次检查，对有位置松动或偏移的箱体进行处理。如有因施工人员在施工时不慎损坏的箱体，及时进行更换或现场封堵，避免砼灌入箱体内。施工中造成薄壁方箱局部损坏，可用塑料布、编织布及封口胶带作修补。孔洞较大时可先于孔内塞麻袋、塑料布之类材料，以浇筑混凝土时水泥砂浆不会进入箱体为准。

(7)、浇注混凝土时，指派专人看护，发现问题及时处理。振捣时应采用震动棒或震动器，避免振捣棒直接与箱体接触。以防止损坏箱体。为保证混凝土振捣密实，振动棒先重点振捣箱体周边确保箱体(盒)底部混凝土密实。

(8)、为保证现浇混凝土空心楼盖的质量，混凝土宜为先后交替浇筑完成，先注入60mm混凝土后用振动棒直接振捣肋梁混凝土至底模，让混凝土砂浆渗入箱体。不得将振动器直接接触薄壁方箱进行振捣。底层振捣密实后紧接着再注入所需的混凝土，同时振捣。由于箱体底端的底板底厚度相对较小，混凝土中粗骨粒的粒径不宜过大，且混凝土塌落度控制在180mm，振捣时应对箱体四周反复振捣，并加大先注入混凝土的振捣量和振捣时间。

(9)、混凝土浇筑完成后，根据季节采取相应的养护措施正常养护，混凝土的强度达到设计强度后拆模。

下面结合具体实验对本发明作进一步描述。

图3是本发明实施提供的抗浮压筋图。

图4是本发明实施提供的箱体放置结构示意图。

图5是本发明实施提供的现浇钢筋混凝土空心楼盖结构断面图。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。