现浇混凝土薄壁筒芯空心楼盖经济性能研究
傅 礼 铭
（深圳市星百胜建筑科技开发有限公司，深圳518034）
[摘 要] 本文通过近百个工程实例采用传统梁板结构和薄壁筒芯空心楼盖结构两种不同布置型式建模、计算、配筋并绘制施工图后进行楼板主材（钢筋、混凝土、楼板和薄壁筒芯）工程量及造价比较，再按荷载分级和柱网分级两种方式归类整理，论述了薄壁筒芯空心楼盖在不同条件下的经济性能。
[关键词] 薄壁筒芯 空心楼盖 结构 经济性能
1．引言
1.1 关于现浇混凝土空心楼盖
现浇空心楼盖是一种按一定规则放置内模后经浇筑混凝土而形成空腔的楼盖，这种埋入式内模有空心、实心筒体和空心箱体多种形式。本文所研究的现浇空心楼盖除特殊注明外均为埋入式空心筒体内模形成的空心楼盖。该空心筒体内模是一根一定长度两端封闭、壁厚3-5mm的玻璃纤维增强水泥或其它高分子合金材料制成的高强薄壁管，简称薄壁筒芯，其质量要求须符合文献[1]的相{TodayHot}关标准。
现浇混凝土空心楼盖结构具有减轻自重、降低地震作用、提高隔热隔声性能等优点、可较明显地降低总体造价，并改善使用功能。近年来，这种结构已广泛地应用于商场、办公楼、图书馆、教学楼、停车库、住宅等建筑中，尤其适用于具有大跨度柱网、大荷载结构，对层高有限制要求的公共建筑、住宅建筑和工业建筑。
现浇混凝土空心楼盖根据建筑功能和结构型式的需要，设计成有梁空心楼盖（明梁加空心大板）和无梁空心楼盖（暗梁加空心大板），这两种形式因其配筋量、混凝量及用芯量不同，造价也所不同。
1.2 问题的提出
薄壁筒芯空心楼盖因其较为优越的特性，尤其是能显著改善使用功能而广受应用，但在应用过程中其真实的经济性能和施工工艺常常受到质疑，严重制约和影响着该项技术更为广泛的推广和应用。一般地，开发商在关心空心楼盖与传统梁板结构总造价相比较的同时，更加直接关注楼盖自身的造价状况，是增加、是持平还是有所降低？因此，撇开其他综合效益不谈，单独研究薄壁筒芯空心楼盖在不同条件下的经济性能，从而归纳出这种楼盖的最佳适用范围就很有必要了。
傅礼铭 男 深圳市星百胜建筑科技开发有限公司总经理、1工程师、《现浇空心楼盖结构技术规程》编委
1.3 关于本文
1.3.1 项目来源 本研究中涉及的近百个工程实例，均是深圳市星百胜建筑科技开发公司近三年来在深圳、惠州、珠海等地从事现浇混凝土空心楼盖技术推广和应用的工程项目。尽管其中大多数项目只停止在经济比较之后，但其中也不乏已完成施工的空心楼盖，仅深圳地区应用空心楼盖的面积已逾100万m²，为行文简便所有工程名称均以编号和简称列示。
1.3.2 经济指标参数 在本研究中偏重于传统梁板结构型式和现浇筒芯空心楼盖结构型式不同楼盖的工程量的比较，但为直观起见，必须套算经济价格。本文省去通常工程预算的计价方法，而仅取楼盖工程量，参照文献[2]和文献[3]的经济指标参数作为计算依据。这个指标参数显然关系每一个具体工程的造价，但不影响本文作横向经济比较，读者在阅读本文时，应根据当地预算价格比照。
本文经济指标参数：钢筋4392.8元/T；C30商品混凝土3967元/10m³；无梁楼板模板制安3975元/100m²,板厚超出20cm，模板制安以68.65元/cm.100m²计算；有梁模板中梁模板制安4857.20元/100m²，板模板制安4260.19元/100m²，板厚超出10cm，模板制安以58.59元/cm.100m²计算。
薄壁筒芯材料价以1.00元/cm..m计算，制安费以1.20元/cm.m计算。
1.3.3 参加研究人员 除了本文作者外，还有本公司技术部邓叶昌、彭慧（女）、严明、王娅（女）等结构工程师参与了研究，总工程师{HotTag}陈涛注册结构工程师对诸项目及本文进行了审阅，一并致谢。
2．薄壁筒芯用量研究
2.1 薄壁筒芯空心楼盖基本构造及筒芯布置，见图2.1a~e示意。
2.2 用芯总量N和用芯当量Nu
一定建筑面积范围内（一栋楼、一层楼或一个区楼等）使用薄壁筒芯数量的总和，即为用芯数量统计，不同筒芯管径D的数量分开统计然后换算成用芯总量N和用芯当量Nu。
N=Σi=1 Li·Di (2.2.1)
Nu=N/A (2.2.2)
N 用芯总量，cm.m
Di 薄壁筒芯外径，cm
Li Di外径筒芯长度，m
Nu 一定区域范围内的用芯当量，cm.m/m²
A 一定区域范围内的建筑面积，m²
在一个柱网内A=Lx·Ly
2.3 用芯当量Nu研究
在工程实践中，笔者发现不论柱网跨度大小荷载大小，不论楼板厚薄，不论所用筒芯管径大小，有一个比较有趣的现象就是，单方筒芯销售价格非常接近，但有梁空心楼盖和无梁空心楼盖略有不同。见表2.3.1和表2.3.2。
通过比较研究表明，通常地有梁空心楼盖中用芯当量可取Nu=60，无梁空心楼盖中用芯量则取Nu=55，若以1.20元/cm.m的筒芯单价销售，即在有梁空心楼盖中筒芯造价为72元/m²，而在无梁空心楼盖中筒芯造价为66元/ m2。
3．按荷载等级不同分类研究
根据建筑功能的不同，结构楼面往往承受不同活荷载，如住宅、写字楼、商场、车库、地下人防工程等。为简便起见，按荷载级别分类时，忽略不同工程采用不同标号混凝土的影响。
3.1 q≤2.5kN/m²，一般用住宅、办公楼
在本荷载等级内，采用空心楼盖的造价比采用传统梁板的造价平均增加24.38元/ m²。其中，钢筋平均节省2.42kg/ m²,混凝土平均增加0.014m³/ m²,模板平均节省 45.58元/ m²，而增加筒芯均价约71元/ m²。
3.2 q=3～5 kN/m²，一般用于商场、车库等
在本荷载等级内，采用空心楼盖的造价比采用传统梁板的造价平均增加5.37元/ m²。其中，钢筋平均节省5.33kg/ m²,混凝土平均减少0.014m³/ m²,模板平均节省 30.12元/ m²，而增加筒芯均价约69元/ m²。
3.3 q=5～10kN/m²，一般用于工业建筑
在本荷载等级内，采用空心楼盖的造价比采用传统梁板的造价平均增加6.42元/ m²。其中，钢筋平均节省8.86kg/ m²,混凝土平均减少0.015m³/ m²,模板平均节省 37.32元/ m²，而增加筒芯均价约64元/ m²。
3.4 q=10～20kN/m²，一般用于重型厂房，有覆土的地下建筑
在本荷载等级内，采用空心楼盖的造价比采用传统梁板的造价平均减少3.39元/ m²。其中，钢筋平均节省8.21kg/ m²,混凝土平均减少0.029m³/m²,模板平均节省 32.49元/ m²，而增加筒芯均价约70元/ m²。
3.5 q≥50kN/m²,一般用人防建筑
在本荷载等级内，采用空心楼盖的造价比采用传统梁板的造价平均减少6.96元/ m²。其中，钢筋平均节省12.74kg/ m²,混凝土平均减少0.002m³/ m²,模板平均节省 19.78元/ m²，而增加筒芯均价约68元/ m²。
4．按柱网尺寸不同分类研究
设计柱网尺寸不同，板厚不同，使用管芯直径也所不同，而相同柱网、相同荷载采用有梁或无梁空心楼盖形式，其配筋、模板及混凝量、用芯量均有所不同。
4.1 柱距 L≤7m
在本网柱尺寸范围内，采用空心楼盖的造价比采用传统梁板的造价平均增加24.21元/ m²。其中，钢筋平均节省3.86kg/ m²，混凝土平均减少0.004m³/ m²，模板平均节省21.53元/ m²，而增加筒芯均价为68元/ m²。
4.2 柱距 L≤7～9 m
在本网柱尺寸范围内，采用空心楼盖的造价比采用传统梁板的造价平均增加 3.38元/ m²。其中，钢筋平均节省8.42kg/ m²，混凝土平均减少0.021m³/ m²，模板平均节省27.47元/ m²，而增加筒芯均价为69元/ m²。
4.3 柱距 L≤9～10m
在本网柱尺寸范围内，采用空心楼盖的造价比采用传统梁板的造价平均增加 10.43元/ m²。其中，钢筋平均节省3.85kg/ m²，混凝土平均增加0.09m³/ m²，模板平均节省28.64元/ m²，而增加筒芯均价为70元/ m²。
4.4 柱距 L≤10～12m
在本网柱尺寸范围内，采用空心楼盖的造价比采用传统梁板的造价平均减少 1.74元/ m²。其中，钢筋平均节省8.51kg/ m²，混凝土平均减少0.018m³/ m²，模板平均节省30.73元/ m²，而增加筒芯均价为72元/ m²。
4.5 柱距 L＞12m
在本网柱尺寸范围内，采用空心楼盖的造价比采用传统梁板的造价平均减少 3.32元/ m²。其中，钢筋平均节省9.97kg/ m²，混凝土平均增加0.007m³/ m²，模板平均节省32.69元/ m²，而增加筒芯均价为72元/ m²。
5．结语及思考
5.1 综合经济优势分析
通常地，采用现浇有梁空心楼盖时，可平均降低层高200～300mm左右，而采用无梁空心楼盖，则可平均降低层高300～400mm，取降低层高300mm分析，一般地每降低100mm层高，可降低本楼层土建综合造价1.5%。在深圳地区，框架结构土建造价一般可取900元/ m²，即采用空心楼盖降低框架梁高度一般可节省土建综合造价900×1.5%×300/100=40.5元/ m²。由此可见，若采用空心楼盖能有效降低300 mm层高以上，其楼板自身的土建造价差价可不用考虑，显然具有一定综合经济优势，这还不包括节省的吊顶费用和水、电、空调、暖气等因建筑体积的压缩而带来的长久能耗节省而带来的其它效益。
5.2 薄壁筒芯空心楼盖的经济适用范围
5.2.1 根据本文第3、4章的研究表明：
① 活荷载q≤2.5kN/m²，或柱距≤7m时，采用空心楼盖比采用传统梁板结构楼盖自身土建造价要增加24元/ m²左右。
② 活荷载3≤q≤10kN/m²，或柱距7＜L≤10m时，这两种结构型式楼盖自身土建造价基本持平。
③ 活载10≤q≤60kN/m²，或柱距L＞12m时，采用空心楼盖比采用传统梁板结构楼盖自身土建造价略有节省。
5.2.2 距柱L＞20m时，建议采用预应力空心楼盖或在框架梁中加设预应力，其设计、施工及经济性能比较将另文论述。
5.3 薄壁筒芯的价格定位
根据本文第3、4章研究表明，薄壁筒芯的造价占楼盖造价的18%～22%。因此，薄壁筒芯的造价直接关系到空心楼盖的造价，筒心安装费用、固定和抗浮措施及材料费往往也成为施工方要求追加工程费用的原因之一。
按照空心楼盖和传统楼盖造价接近原则分析，薄壁筒芯的造价降低8～10元/ m²较为适宜，推算之薄壁筒芯材料单价在0.85～1.00元/cm.m,安装费在0.15～0.20元/ cm.m之间，会更适合市场（按深圳土建造价计算）。
5.4 薄壁筒芯空心楼盖的施工工艺及构造亟待改进
这种楼盖施工中，筒芯的水平移动、上下浮动以及楼盖整体上浮都是影响楼盖质量的重要因素。因此，固定筒芯、制作安装相关附件是一件费力费钱的事，它也是施工过程常常产生费用变更的因素之一，亟待改进目前这种施工工艺和构造，这样才能真正控制薄壁筒芯空心楼盖的造价。
5.5 前景展望
随着大量工程实践的实施和大量科学研究的完成，人们越来越积累了丰富的经验，逐渐掌握了现浇混凝土薄壁筒芯空心楼盖的客观规律，特别是《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程 CECS：175:2004》的颁布实施，为设计、施工、监理、验收空心楼盖提供了最高技术准则。可以预见，一个更加广泛更加科学地应用现浇薄壁筒芯空心楼盖的时代即将来临。
参考文献
［1］现浇混凝土空心楼盖结构技术规程. CECS 175：2004. 中国计划出版社. 2004. 北京
［2］2000深圳市建筑工程计价办法. 深圳市建设工程造价管理站. 2000年1月. 深圳
［3］2000深圳市建筑工程综合价格（上、下册）. 深圳市建设工程造价管理站. 2000年1月. 深圳
［4］“现浇混凝土空心楼盖”技术蓝皮书. 深圳市星百胜建筑科技开发有限公司. 2004年9月. 深圳