基于磷石膏空腔模壳的无梁楼盖体系研究、开发与应用

Guizhou is one of China's phosphorus chemical base,large quantities of industrial waste-phosphogypsum is produced annually,not only the industrial-waste-processing have difficulties,but polluting the environment. An effective way to use phosphogypsum is to make the phosphogypsum for building materials. The area of floor structure is large, and can be reused many times,so the resources and labor it involves Accounting for most of the building structure.The Phosphogypsum shell mould Girderless slab has many advantages,such as smaller structure height, light weight, construct easy and the space division flexibly can be realized easily. It has been used in some projects,But some problems are still exist,and restricte the use of Phosphogypsum shell mould Girderless slab. The main research contents of this project: 1.Detailed theoretical analysis and experimental research was introduced on the Phosphogypsum shell mould Girderless slab,then master its mechanical character,stress distribution rule and failure mode,and finally putting forward a reasonable and economic analysis design method. 2.Study and master the characteristic of physics and mechanics of the Phosphogypsum shell mould,through the structural research and design, make the Phosphogypsum shell mould in work；then detailed theoretical analysis and experimental research was introduced on this Collaborative-work composite floor system. 3.Detailed analysis the mechanism form and services to stiffness and strength of this composite floor and put forward a reasonable calculation method.

贵州是中国重要的磷化工基地，每年产生的大量工业废磷石膏处理困难、污染环境。将磷石膏制为建材产品，是消化磷石膏的一有效途径。 楼盖结构面积大，重复使用次数多，其所耗用的资源、人力在建筑结构中所占比例较大。石膏空腔模壳无梁楼盖具有结构高度小、自重轻、施工便捷、可实现建筑空间灵活分隔等优点，目前已在部分建筑中得到应用，但尚存在一些瓶颈问题，制约了石膏空腔模壳无梁楼盖的推广使用。 项目主要研究内容：1、对石膏空腔模壳无梁楼盖做翔实的理论分析和试验研究，掌握其力学特性、破坏模式，提出合理、经济的分析设计方法。2、研究开发新型石膏空腔模无梁楼盖形式，充分挖掘结构潜力。3、研究改进石膏模壳的物理力学特性，考虑石膏模壳参与结构工作；研究石膏模壳-混凝土组合结构的受力机理、对结构刚度和强度的贡献；对模壳-混凝土协同工作组合无梁楼盖进行详细理论分析和试验研究，提出计算设计方法。

贵州是磷化工大省，需排放大量废弃的磷石膏，随着磷肥行业迅猛发展及贵州省工业化战略实施，磷石膏排放量仍会逐年增加。磷石膏的堆放不仅占用宝贵的土地资源，还由于风蚀、雨蚀造成对大气、水系和土壤的污染，另外，磷石膏堆场的建设和维护亦相当昂贵。如何处理和消化磷石膏，使之能纳入循环经济，是一急需解决的问题。 . 项目以贵州磷化工产业排放的废弃副产品磷石膏为原料，将其制成不同形状，不同规格的空腔模壳，按一定规律安放，作为楼板的永久性的内置模板，待完成钢筋绑扎等工序后，一次浇注混凝土，即形成现浇钢筋混凝土空腹无梁楼盖。. 与传统梁板式楼盖结构相比，本项目研发的磷石膏空腔模无梁楼盖具有以下优点：1.消化利用磷化工产业的废弃物，实现废物利用，契合循环经济，经济效益、环境效益俱佳；2.可大幅度降低楼盖结构的自身高度，可有效节约建筑层高，由此带来可观的经济社会效益；3.可大幅度减轻结构自重，节约钢材、混凝土等原材料；4.与近年的其他类型现浇空心楼盖相比，具有施工操作简便，施工成本低的特点。. 项目研究开发了密肋式、空腹板架式、九区格式、暗柱帽悬挑肋式多种新型无梁楼盖结构形式，适应不同跨度、不同荷载的楼盖，完成了理论分析、试验研究工作，并在工程中大规模推广应用。. 2013年至今，已累计在数十项工程中应用，覆盖面积达370余万平方米，石膏模壳生产企业累计收入达28323万元，利润4247万元，交纳税金1697万元；与采用传统梁板式楼盖相比，节约资金18945万元；同时，项目消化了近30万吨废弃磷石膏，实现废物利用，环境效益好。. 项目在全国各级期刊上发表学术论文10篇，已获授权专利8项（1项发明专利），培养全日制硕士研究生8名。. 项目获2017年贵州省科技进步二等奖。