超高层塔楼常用楼盖体系及楼盖选型
楼盖是建筑结构中重要水平构件，楼盖体系的合理选型和布置对结构的安全使用和经济性有着非常重要的意义。因此，在建筑结构设计时，特别是超高层建筑结构，合理选用楼盖体系会对整个结构的性能和经济指标产生积极效果。
楼盖体系的选型对结构的安全使用和经济性有重要意义，文中阐述了工程应用的楼盖体系类别及其特点和要求，针对超高塔楼常用设计条件，进行了各类型楼盖的经济性比较，分析了比较结果，同时给出了楼盖选型的建议。
楼盖结构形式的选取主要基于以下考虑：整体结构体系、建筑布置、荷载大小、机电设备要求及楼层净空要求等。选定楼面结构形式的主要决定因素包括：
(1)对高层建筑，楼面应尽可能轻。由于减少结构自重的同时也减少了地震作用和响应，有利于减小核心筒及柱等构件的截面尺寸，使建筑空间效果更加美观实用。
(2)楼板结构高度应尽可能减小，以提高空间利用效率(即结构与机电设备管线的协调)。
(3)建设成本费用尽可能低。
(4)施工工期尽可能短。
鉴于以上原因，对超高层项目的塔楼楼盖体系选型进行了对比分析，比选前提条件如下：①分普通标准层、非普通标准层(避难层)两大类，功能为办公或酒店。②建筑外框至核心筒距离按12m，次梁间距按3m。③楼板耐火极限按2h(超高层要求)考虑。④楼盖混凝土等级为C35，受力钢筋等级为HRB400。
一、常用楼盖体系
塔楼常见楼盖体系主要有普通混凝土梁板体系和组合楼板体系两大类。普通混凝土梁板体系由于现浇整体式楼盖的全部构件均为现场浇筑，其刚度大、整体性和抗震性能好，适用于各种结构体系和复杂的各类梁布置。但由于其重量比组合楼板重，施工周期长，对结构指标和基础设计有不利影响，较少应用于300m以上的超高层建筑。
组合楼板体系分为压型钢板组合楼板和钢筋桁架组合楼板两大类，而压型钢板包含开口型和闭口型两种，其中开口型楼承板由于钢板肋高的原因，加上混凝土翼板的厚度要求，整体板厚较大，因此对净高有一定影响；另外其压型钢板全部覆盖在混凝土板外，其防火、防腐性能差，当作为组合板设计时，需要采用防火措施或耐火钢筋才可。
而闭口型楼承板和钢筋桁架楼承板的板肋或钢筋完全被混凝土包裹，其防火性能优于开口型楼承板。组合楼板系统具有施工速度快及结构自重轻的特点，在超高层项目中有广泛应用。钢梁可以减轻塔楼的整体重量及便于施工，同时减小其承受的地震作用，而楼面栓钉可使楼板与钢梁紧密结合，从而实现共同作用。
普通混凝土梁板体系和组合楼板系统主要存在以下五个方面的优缺点：
(1)施工方面。普通混凝土梁板需要大量支模、钢筋绑扎、后续拆模等，施工速度慢，而组合楼板无需支模，通常仅需少量钢筋绑扎，因此施工速度更快。
(2)自重方面。普通混凝土梁板通常梁截面相对大，使得结构自重大，这点对于抗震不利，尤其是在较高的超高层中，而组合楼板采用钢梁，自重有所减轻，从而也减轻了地震作用。
(3)净高方面。组合楼板由于采用钢梁，相对于混凝土梁具有净高的优势。
(4)防火、防腐方面。普通混凝土梁板通常不存在这方面的问题，而考虑压型钢板共同作用的组合板和钢梁需增加防火、防腐的相应措施。
(5)造价方面。由于钢材费用和压型钢板、桁架生产费用、相应处理措施等的费用，组合楼板的造价通常高于普通混凝土梁板。
二、防火性能
(1)普通混凝土楼板。根据《高层民用建筑设计防火规范》要求，对耐火极限为2h的现浇梁板体系，板结构的最小厚度为100mm，保护层厚度为15mm。考虑隔声和舒适度的要求，板厚取为120mm。
(2)开口型组合板。对无防火保护的开口型钢板，《高层民用建筑钢结构技术规程》仅提出了耐火极限为1.5h要求，板肋以上混凝土的厚度不小于80mm；而《组合楼板设计与施工规范》中要求耐火极限为2h时，板肋以上的厚度不小于90mm，所以开口型组合板的最小总高度为90mm+肋高。
(3)闭口型组合板。对于无防火保护的闭口型钢板，《组合楼板设计与施工规范》中要求耐火极限为2h时，闭口型组合楼板的总厚度不小于125mm。
(4)钢筋桁架组合板。钢筋桁架组合板耐火性能与普通现浇楼板相当，因此防火要求可参考普通混凝土楼板，2h耐火极限板厚不小于100mm，同普通混凝土楼板，板厚取为120mm。
费用对比：对上述四种楼板类型，考虑了两种工况进行了费用的对比。工况1如表1所示：对普通办公、酒店标准层，两种功能区域荷载取值比较接近，对材料用量影响较小，所以办公、酒店标准层统一按施工荷载1.0kN/㎡，附加恒载2.0kN/㎡，活载3.5kN/㎡取值。
工况2如表2所示：对超高层的非普通标准层(避难层)通常也为结构的加强层，该区域由于构造和受力的原因，板厚通常取值也较大，竖向楼面荷载对材料用量也不是十分敏感，按施工荷载1.0kN/㎡，附加恒载3.0kN/㎡，活载5.0kN/㎡取值。
结束语
基于以上分析结果，仅从楼盖体系考虑，混凝土楼板有着绝对的造价优势，但超高层建筑由于受自重和构件截面尺寸的限制更加敏感，往往采用外钢框架的组合结构形式，这将限制混凝土楼板的应用，同时自重的控制对基础设计和造价具有重大的影响，所以建筑的造价应是整体综合考虑。对超高层塔楼楼盖体系选用，建议：
(1)当结构高度不超过300m，地基土承载力较好的情况下，可以考虑混凝土梁板体系。
(2)即使结构高度不超过300m，若地基土承载力较差，或者塔楼结构自重对结构设计影响较大时，建议选用组合楼板体系。
(3)结构高度超过300m的情况下，结构自重效应明显，基础费用增加，上部结构地震力相应增大，同时会增加重力二阶效应，导致整体刚度下降，产生附加变形，减轻自重能减少重力二阶效应的影响，避免整体刚度非线性下降，有利于控制位移指标，不必因此加大构件截面尺寸，即能减少材料用量，又能增大可用建筑面积，整体经济性较好，所以建议考虑组合楼板体系。
对组合楼板结构(开/闭口型组合楼板、钢筋桁架组合楼板)，选用时考虑因素为：
①闭口型组合板、钢筋桁架组合板在净高、防火和防腐方面等具有更大的优势，不考虑施工费用的条件下，闭口型组合板造价相对较低。另外闭口型承板较钢筋桁架楼承板在施工中支设和拼接更加灵活，因此在开洞和一些不规则区域铺设更方便。
②由于钢筋桁架较闭口型组合板在防火和防腐方面更优，同时钢筋现场绑扎数量相对较少，所需工时更短，不同楼承板厂家提供的报价存在较大的差别，钢筋桁架组合板同闭口型组合板在费用接近的情况也可推荐采用。
③对设备、加强层位置由于受力往往更复杂，而钢筋桁架组合板受力模式合理，通过桁架高度与钢筋直径的调整，适用于较大跨度的楼板，也可设计为双向板，力学性能与传统现浇楼板基本等同，可以提供更大的楼承板刚度，同时综合造价相当。作者：邵云飞
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