一种用金属透气箱填充的空心楼盖(一)技术领域
本发明涉及一种现浇混凝土空心楼盖结构，尤其是一种用金属透气箱填充
的空心楼盖及其制作方法，属于一般建筑物构造领域。
(二)背景技术
在建筑领域，随着大跨度混凝土结构日益增多，越来越多的楼板采用空心
楼盖结构技术。用轻质填充材料来代替部分混凝土基本不会影响结构的受力性
能，但是可以大大减轻结构的自重。按照目前的《现浇混凝土空心楼盖技术规
程》JGJ/T268-2012，根据填充材料的填埋方式不同，分为内置填充体空心板、
单面外露填充体空心板和双面外露填充体空心板三种结构类型。双面外露填充
体空心板因为混凝土肋梁不含任何翼缘，楼板的刚度小而使用受到很大限值。
内置填充体空心板包含上下翼缘，其等效力学截面为工字型截面，单面外露填
充体空心板只含上翼缘，其等效力学截面为T型截面。当楼板厚度相同时，工
字型截面楼板刚度大约是T型截面的两倍，因此工字型截面空心板具有最好的
力学性能。
根据阿基米德定律，在任何内置填充体空心板中，浇筑混凝土时填充材料
必然要产生较大的上浮力。为了克服浮力，施工中要采取很多措施进行抗浮，
除了费钱、费工、费时外，对板底模板的损伤也比较大，且一旦某道技术措施
不到位导致填充材料浮起，将给结构带来很大的安全隐患。为了克服填充材料
的浮力，2013年，王本淼先生率先提出“一种用组合式网状箱形构件成孔的现
浇空心楼盖”(CN203514592U)。在该技术中，王先生提出的“组合式网状箱”
利用网眼的透气性大大减小甚至完全消除填充材料的浮力，通过控制网眼的最
大尺寸保证混凝土不会流入填充材料中，利用水分表面张力使水分不会渗入填
充材料内。以后，王先生又陆续提出“一种用钢网与有机物体组合成孔的现浇
空心楼盖”(CN104005501A)、“一种用钢网与充气管组合箱体成孔的现浇空心
楼盖”(CN103967181A)和“一种用钢网与薄板组合成孔的空心楼盖”
(CN104631679A)等技术。上述相关技术虽已给整个空心楼盖行业带来革命性
的变化，但是还存在以下缺陷，主要有：1、填充材料产品的竖向和横向刚度比
较小，施工时在人员踩踏和浇筑混凝土的过程中产品变形较大；2、组成填充材
料产品的部件较多导致其整体性不好；3、由拉伸方式形成的扩张网格容易漏浆，
影响填充材料周围混凝土的浇筑质量。
现有技术中存在的另外一个问题就是：在工程设计中，按照目前的通用计
算程序，空心楼板中的受力钢筋都集中配置在肋梁中；但是出实际施工图时，
在填充材料的下部混凝土翼缘中，还需要按照构造要求配置钢筋，虽然数量不
多但因为相关构造钢筋需要穿过多道与之垂直的肋梁，钢筋绑扎起来比较麻烦，
施工效率低。
这种情况下，开发一种混凝土浇筑过程填充材料的浮力小、填充材料刚度
较大且混凝土浆体不容易漏入填充材料内部、运输成本低、填充材料底部无须
绑扎钢筋的新型空心楼盖，已经成为行业内急需解决的问题。
(三)发明内容
针对现有空心楼盖技术存在的混凝土浇筑过程填充材料的浮力大、填充材
料刚度较小且混凝土浆体容易漏入填充材料内部、运输成本高、填充材料底部
绑扎钢筋麻烦等问题，本发明的目的在于提供一种用透气箱填充的空心楼盖。
在现有技术的基础上，为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种
用金属透气箱填充的空心楼盖，该空心楼盖包括梁上铁、梁下铁、肋梁箍筋、
板上铁、混凝土和透气箱组合体，梁上铁、梁下铁和肋梁箍筋构成肋梁，两个
方向互为正交的肋梁将空心楼盖平面分成多个区格，透气箱的上、下表面上都
具有密集的网眼，透气箱与钢丝网、定位隔离件一道形成透气箱组合体，在每
个区格中安装透气箱组合体，在透气箱组合体上部绑扎板上铁，浇筑混凝土后
形成空心楼盖，且透气箱下部混凝土的厚度≥30mm。因为空气能自下而上从透
气箱中穿过，所以可以消除混凝土浇筑过程产生的浮力。钢丝网的设置，既可
以达到防止填充材料底部混凝土开裂的目的，又避免在填充材料底部绑扎钢筋，
能大大提高施工速度。定位隔离件的作用就是有效地将透气箱和钢丝网隔离开
来，使二者基本不发生接触；定位隔离件既可以夹在透气箱和钢丝网之间，也
可以夹在透气箱与楼板模板之间；另外，定位隔离件在透气箱底部与楼板模板
之间撑出一段距离，可以保证透气箱底部混凝土得到有效浇筑。透气箱下部混
凝土的厚度≥30mm，可以使该部分混凝土能够成为肋梁的有效下翼缘，保证空
心楼盖的等效截面为工字型截面。
本发明的特征在于透气箱由上组件、下组件、加劲件拼装而成，在厚度小
于1mm的条状金属薄板上用冲切成型的方式形成密集的网眼，网眼的短向尺寸
≥4mm且≤12mm，长向尺寸≥5mm且≤15mm，从网眼中被冲切出来的金属片形
成向外翘起的阻浆片，阻浆片的一端仍与金属薄板母材相连，阻浆片朝透气箱
的外侧方向翘起，在每片金属薄板上有2道弯折线，将金属薄板的两端沿弯折
线朝同方向分别弯折90°，形成具有三个面的U型结构上组件和下组件，在上组
件和下组件中每个方向安装至少2道加劲件，加劲件是能同时起水平和垂直方
向支撑作用的配件，加劲件的材质为金属材料或塑料类材料或水泥类材料，将
上组件和下组件对扣在一起，用焊接或栓钉锚固或铁丝绑扎或卡扣连接的方式
将上组件和下组件之间的两条U型对接边连接在一起形成透气箱。在厚度小于
1mm的条状金属薄板上用冲切成型的方式形成密集的网眼，由这种带密集网眼
制造的透气箱可以大大减小混凝土浇筑过程中对透气箱产生的浮力。在
CN104631681A等现有技术中，消除浮力影响的关键部件网状板是“由同一薄钢
板在专用机器的冲切和扩张制作成型”；在薄钢板上冲切出许多条宽度可忽略不
计、按一定规律布置的细缝，将钢板向两边拉伸，使细缝扩张成有规律的网状
结构；该网格大小不能太大，阻止混凝土流入填充箱内部主要靠混凝土中水分
的表面张力。而在本方案中，通过在金属薄板上形成密集的有明显尺寸的网眼，
被网眼中冲切出来的金属片形成阻浆片，网眼与阻浆片间的缝隙能透气而消除
混凝土浇筑过程中产生的浮力，水分的表面张力和阻浆片的机械阻力共同阻止
混凝土浆体流入填充箱。经多次试验验证：网眼尺寸在前述范围之内能达到基
本技术效果，尤以数值与上下限值的平均值接近时效果最佳。通过实验发现：
在保证排气的前提下，阻浆片的翘起方向与混凝土浇筑质量有很大关系。如果
阻浆片向填充箱的内侧方向翘起，在混凝土压力作用下，网眼与阻浆片间的缝
隙是越张越大，一旦混凝土压力大于水分张力和阻浆片机械阻力的合力值，阻
浆片将继续向填充箱内部翘起，使混凝土流入填充箱内部。如果阻浆片向填充
箱的外侧方向翘起，在混凝土压力作用下，阻浆片有朝网眼闭合的趋势，但冲
切出来的网眼又不可能与阻浆片闭合到连空气都无法穿透的程度，因此在达到
大大减小浮力的技术效果同时，又防止混凝土流入填充箱内部。在条状金属薄
板上压制成型出2道弯折线，沿弯折线将金属薄板弯成U型结构的上组件或下
组件，制作上组件和下组件及后续的拼装过程可以在工厂进行，如果将后续的
拼装过程安排在施工现场进行，因能将条状金属薄板一片片摞起来运输，可以
大大减少相同数量填充材料在运输过程中所占的体积，运输效率至少提高5倍。
在CN104631681A等现有技术中，通常是“钢网形成六面体空腔构件的顶面板、
底面板和两个侧壁的整体成形四面体”，四面体的整体性显然较好，但是6个面
中所剩余的2个面是由与前述4个面不直接相连的游离部件构成，首先构成该2
个面的部件在安装过程定位难度大，其次安装完成后箱体的整体性也较差。而
在本技术方案中，对于透气箱中的任何一个面，每个面至少有1条边借助弯折
线与其它面是母材与母材直接相连的，透气箱中不存在与其它面完全游离的面，
因此在拼装过程中，不同面间互相牵制的作用必然导致相互间定位方便且拼装
后整体性好；另外对于工程中最常见的顶面为正方形的箱体，本方案中U型结
构的上组件和下组件的大小、尺寸和形状完全一样，这样减少了生产过程中标
准件的数量，能大大提高生产效率。由于金属薄板的刚度很小，在外力的作用
下容易发生变形，在上组件和下组件中每个方向至少安装2道加劲件，是为了
对金属薄板进行加强。首先，加劲件和透气箱的侧壁共同构成了的竖向受力构
件，防止施工过程中透气箱的上表面发生较大的变形；其次，加劲件又成为侧
壁金属薄板的支撑，能大大增强侧壁的水平刚度。
本发明的特征在于透气箱的下面是钢丝网，透气箱和钢丝网之间用定位隔
离件隔开，钢丝网为用冷拔钢丝机械点焊成型的片状结构，钢丝网中单个网格
边长≥40mm且≤200mm，钢丝直径≤8mm。钢丝网是用机械方式点焊成型的，
其成型效率大大超过现场绑扎钢筋，能降低人工费，且成型过程不占用施工进
度时间。经实验验证，钢丝网中单个网格边长下限是40mm，上限是200mm，
尤以100mm及附近尺寸最佳；钢丝直径下限是2mm，上限是8mm，尤以3-5mm
最佳。
本发明的特征在于透气箱与钢丝网、定位隔离件所形成的透气箱组合体为
一个整体，现场施工时，直接将透气箱组合体放置在空心楼盖平面的多个区格
中。透气箱组合体为一整体，其优点就是许多工作可以提前进行，这些工作不
占用施工总体进度时间，只需在区格中直接放入透气箱组合体就完成了空心板
填充材料的安装工作，因此施工效率非常高。
本发明的特征在于单独透气箱为一个整体，钢丝网和定位隔离件既可以拼
装在一起，也可以分离，二者共同构成透气箱下部构件，透气箱与透气箱下部
构件分离，现场施工时，在空心楼盖平面的多个区格中先安放透气箱下部构件，
然后在透气箱下部构件的上面安放透气箱。当透气箱底部存在管线，或者由于
某些特殊要求需钢丝网锚入肋梁中的长度较长时，直接放置透气箱组合体就不
能满足施工需要。透气箱与透气箱下部构件分别放置，就可以满足施工需要，
这种分步安装方式的施工效率虽然不如前述透气箱组合体整体安装，但也远超
过现场绑扎透气箱底部钢筋的施工方式。
本发明一种用金属透气箱填充的空心楼盖的制作方法是：该空心楼盖包括
梁上铁、梁下铁、肋梁箍筋、板上铁、混凝土和透气箱组合体，梁上铁、梁下
铁和肋梁箍筋构成肋梁，两个方向互为正交的肋梁将空心楼盖平面分成多个区
格，透气箱的上、下表面上都具有密集的网眼，透气箱与钢丝网、定位隔离件
一道形成透气箱组合体，在每个区格中安装透气箱组合体，在透气箱组合体上
部绑扎板上铁，浇筑混凝土后形成空心楼盖，且透气箱下部混凝土的厚度≥
30mm。
本发明一种用金属透气箱填充的空心楼盖的制作方法特征在于透气箱由上
组件、下组件、加劲件拼装而成，在厚度小于1mm的条状金属薄板上用冲切成
型的方式形成密集的网眼，网眼的短向尺寸≥4mm且≤12mm，长向尺寸≥5mm
且≤15mm，从网眼中被冲切出来的金属片形成向外翘起的阻浆片，阻浆片的一
端仍与金属薄板母材相连，阻浆片朝透气箱的外侧方向翘起，在每片金属薄板
上有2道弯折线，将金属薄板的两端沿弯折线朝同方向分别弯折90°，形成具有
三个面的U型结构上组件和下组件，在上组件和下组件中每个方向安装至少2
道加劲件，加劲件是能同时起水平和垂直方向支撑作用的配件，加劲件的材质
为金属材料或塑料类材料或水泥类材料，将上组件和下组件对扣在一起，用焊
接或栓钉锚固或铁丝绑扎或卡扣连接的方式将上组件和下组件之间的两条U型
对接边连接在一起形成透气箱。
本发明一种用金属透气箱填充的空心楼盖的制作方法特征在于透气箱的下
面是钢丝网，透气箱和钢丝网之间用定位隔离件隔开，钢丝网为用冷拔钢丝机
械点焊成型的片状结构，钢丝网中单个网格边长≥40mm且≤200mm，钢丝直径
≤8mm。
本发明一种用金属透气箱填充的空心楼盖的制作方法特征在于透气箱与钢
丝网、定位隔离件所形成的透气箱组合体为一个整体，现场施工时，直接将透
气箱组合体放置在空心楼盖平面的多个区格中。
本发明一种用金属透气箱填充的空心楼盖的制作方法特征在于单独透气箱
为一个整体，钢丝网和定位隔离件既可以拼装在一起，也可以分离，二者共同
构成透气箱下部构件，透气箱与透气箱下部构件分离，现场施工时，在空心楼
盖平面的多个区格中先安放透气箱下部构件，然后在透气箱下部构件的上面安
放透气箱。
采用上述方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明一种用金属透气箱填充的空心楼盖，可以减小甚至完全消除混凝土
浇筑过程中的浮力，首先解决了现有空心楼盖技术中内置式填充材料产生浮力
的缺陷；其次还具有以下效果：1、透气箱的下面为钢丝网，避免绑扎钢筋能大
大提高施工速度；2、具有三个面的U型结构上组件和下组件与加劲件拼装形成
的透气箱在竖向和水平向都具有较大的刚度，透气箱不易变形；3、可以用现场
拼接的方式组装透气箱，能大大降低填充材料的运输成本；4、阻浆片有效防止
混凝土浇筑中流入透气箱内部。与现有技术相比，本发明克服了填充材料浮力
较大导致施工困难，或者填充材料刚度低、运输成本高、混凝土浇筑质量不好
等问题。本发明的一种用金属透气箱填充的空心楼盖，原材料生产和楼盖现场
施工都很方便，空心楼盖跨度大、重量轻、隔音、隔热效果好，结构的可靠性、
抗震性、抗裂性也较好。本发明具有很好的经济性和适用性，对建筑技术的发
展起促进作用。
(四)附图说明
以下结合附图对本发明做进一步说明。
图1是本发明空心楼盖的竖向剖面图。
图2是本发明空心楼盖的俯视图。
图3是本发明中透气箱组合体的竖向剖面图。
图4是本发明中透气箱组合体的俯视图。
图5是本发明中透气箱的侧向俯视图。
图6是本发明中条状金属薄板上设有弯折线的示意图。
图7是本发明中上组件、下组件和加劲件拼装成透气箱的示意图。
图8是本发明中阻浆片向外翘起的示意图。
图9是本发明中钢丝网的平面图。
图10是本发明中透气箱下部构件竖向剖面图。
图中：1.空心楼盖，2.梁上铁、3.梁下铁、4.肋梁箍筋、5.板上铁、6.混凝土，
7.透气箱组合体、8.肋梁、9.区格、10.透气箱、11.网眼、12.钢丝网、13.定位隔
离件、14.上组件、15.下组件、16.加劲件、17.金属薄板、18.阻浆片、19.弯折线、
20.透气箱下部构件。
(五)具体实施方式
本发明是按照以下方式实现：
在图1-图5、图9所示实施例中，一种用金属透气箱填充的空心楼盖，该空
心楼盖(1)包括梁上铁(2)、梁下铁(3)、肋梁箍筋(4)、板上铁(5)、混凝
土(6)和透气箱组合体(7)，梁上铁、梁下铁和肋梁箍筋构成肋梁(8)，两个
方向互为正交的肋梁将空心楼盖平面分成多个区格(9)，透气箱(10)的上、
下表面上都具有密集的网眼(11)，透气箱与钢丝网(12)、定位隔离件(13)
一道形成透气箱组合体(7)，在每个区格中安装透气箱组合体，在透气箱组合
体上部绑扎板上铁，浇筑混凝土后形成空心楼盖，且透气箱下部混凝土的厚度
≥30mm。
在图5-图8所示实施例中，透气箱(10)由上组件(14)、下组件(15)、
加劲件(16)拼装而成，在厚度小于1mm的条状金属薄板(17)上用冲切成型
的方式形成密集的网眼(11)，网眼的短向尺寸≥4mm且≤12mm，长向尺寸≥
5mm且≤15mm，从网眼中被冲切出来的金属片形成向外翘起的阻浆片(18)，阻
浆片的一端仍与金属薄板母材相连，阻浆片朝透气箱的外侧方向翘起，在每片
金属薄板上有2道弯折线(19)，将金属薄板的两端沿弯折线朝同方向分别弯折
90°，形成具有三个面的U型结构上组件和下组件，在上组件和下组件中每个方
向安装至少2道加劲件，加劲件是能同时起水平和垂直方向支撑作用的配件，
加劲件的材质为金属材料或塑料类材料或水泥类材料，将上组件和下组件对扣
在一起，用焊接或栓钉锚固或铁丝绑扎或卡扣连接的方式将上组件和下组件之
间的两条U型对接边连接在一起形成透气箱。
在图1、图3、图4、图9所示实施例中，透气箱(10)的下面是钢丝网(12)，
透气箱和钢丝网之间用定位隔离件(13)隔开，钢丝网为用冷拔钢丝机械点焊
成型的片状结构，钢丝网中单个网格边长≥40mm且≤200mm，钢丝直径≤8mm。
在图1-图3所示实施例中，透气箱(10)与钢丝网(12)、定位隔离件(13)
所形成的透气箱组合体(7)为一个整体，现场施工时，直接将透气箱组合体(7)
放置在空心楼盖(1)平面的多个区格(9)中。
在图1、图2、图10所示实施例中，单独透气箱(10)为一个整体，钢丝
网(12)和定位隔离件(13)既可以拼装在一起，也可以分离，二者共同构成
透气箱下部构件(20)，透气箱与透气箱下部构件分离，现场施工时，在空心楼
盖(1)平面的多个区格(9)中先安放透气箱下部构件，然后在透气箱下部构
件的上面安放透气箱。
在图1-图5、图9所示实施例中，一种用金属透气箱填充的空心楼盖的制作
方法是：该空心楼盖(1)包括梁上铁(2)、梁下铁(3)、肋梁箍筋(4)、板上
铁(5)、混凝土(6)和透气箱组合体(7)，梁上铁、梁下铁和肋梁箍筋构成肋
梁(8)，两个方向互为正交的肋梁将空心楼盖平面分成多个区格(9)，透气箱
(10)的上、下表面上都具有密集的网眼(11)，透气箱与钢丝网(12)、定位
隔离件(13)一道形成透气箱组合体(7)，在每个区格中安装透气箱组合体，
在透气箱组合体上部绑扎板上铁，浇筑混凝土后形成空心楼盖，且透气箱下部
混凝土的厚度≥30mm。
在图5-图8所示实施例中，一种用金属透气箱填充的空心楼盖的制作方法
是：透气箱(10)由上组件(14)、下组件(15)、加劲件(16)拼装而成，在
厚度小于1mm的条状金属薄板(17)上用冲切成型的方式形成密集的网眼(11)，
网眼的短向尺寸≥4mm且≤12mm，长向尺寸≥5mm且≤15mm，从网眼中被冲切
出来的金属片形成向外翘起的阻浆片(18)，阻浆片的一端仍与金属薄板母材相
连，阻浆片朝透气箱的外侧方向翘起，在每片金属薄板上有2道弯折线(19)，
将金属薄板的两端沿弯折线朝同方向分别弯折90°，形成具有三个面的U型结构
上组件和下组件，在上组件和下组件中每个方向安装至少2道加劲件，加劲件
是能同时起水平和垂直方向支撑作用的配件，加劲件的材质为金属材料或塑料
类材料或水泥类材料，将上组件和下组件对扣在一起，用焊接或栓钉锚固或铁
丝绑扎或卡扣连接的方式将上组件和下组件之间的两条U型对接边连接在一起
形成透气箱。
在图1、图3、图4、图9所示实施例中，一种用金属透气箱填充的空心楼
盖的制作方法是：透气箱(10)的下面是钢丝网(12)，透气箱和钢丝网之间用
定位隔离件(13)隔开，钢丝网为用冷拔钢丝机械点焊成型的片状结构，钢丝
网中单个网格边长≥40mm且≤200mm，钢丝直径≤8mm。
在图1-图3所示实施例中，一种用金属透气箱填充的空心楼盖的制作方法
是：透气箱(10)与钢丝网(12)、定位隔离件(13)所形成的透气箱组合体(7)
为一个整体，现场施工时，直接将透气箱组合体(7)放置在空心楼盖(1)平
面的多个区格(9)中。
在图1、图2、图10所示实施例中，一种用金属透气箱填充的空心楼盖的
制作方法是：单独透气箱(10)为一个整体，钢丝网(12)和定位隔离件(13)
既可以拼装在一起，也可以分离，二者共同构成透气箱下部构件(20)，透气箱
与透气箱下部构件分离，现场施工时，在空心楼盖(1)平面的多个区格(9)
中先安放透气箱下部构件，然后在透气箱下部构件的上面安放透气箱。