浅谈无梁楼盖的结构特点及其设计分析

2012-03-23屈臻

城市建设理论研究 2012年4期

屈臻

摘要：无梁楼盖结构体系具有结构高度小、板底平整、构造简单、整体性好、建筑空间大、可有效地增加层高、施工方便等优点，是近年来发展较为迅速的一项建筑结构新技术。

关键词：无梁楼盖设计分析

Abstract: flat slab floor structure system structure with highly small, bottom level off, simple structure, good entirety, building a large space, can effectively increase the levels, construction is convenient etc, and is more rapid development in recent years of a building structure new technology.

Keywords: flat slab floor design analysis

中图分类号：TU318 文献标识码：A文章编号：

在我国,无梁楼盖结构体系是近年来发展较为迅速的一项建筑结构新技术,常用于冷库、商场、仓库、书库等建筑。较之传统的密肋梁结构体系它具有结构高度小、板底平整、构造简单、整体性好、建筑空间大、可有效地增加层高等优点。无梁楼盖即是在楼盖中不设置梁肋,将板直接支承在柱上,楼面荷载直接通过柱子传至基础。无梁楼盖又分为板柱结构和板柱—剪力墙结构。板柱结构由楼板、柱和柱帽组成;板柱—剪力墙结构由楼板、柱、柱帽和剪力墙组成。采用无梁楼盖体系的建筑物的地震效应也要明显小于层高较大的梁板结构体系的建筑物。在施工方面,采用无梁楼盖结构体系的建筑物具有施工支模简单、楼面钢筋绑扎方便,设备安装方便等优点,从而大大提高了施工速度。该项技术的土建工程费用与一般钢筋砼框架结构基本持平，与一般的平板、无梁板相比，工程费用大大降低。对于釆用集中式空调的建筑来说，板高比梁高减少0.4米左右，有利于水平管线，特别是空凋管道的安装。因而提高了建筑净空。如果建筑仍按原有净高进行设计，则可以降低层高。降低层高，等于增加了层数，增加了使用面积。给业主带来可观的经济效益。因此,采用无梁楼盖结构具有明显的经济效益和社会效益。

空心无梁楼盖的设计分析方法：其设计的计算方法有弹性理论和塑性饺线法两种计算方法；按弹性理论的计算方法中，有等代框架法、经验系数法等。

边支承体系：即楼板支承在刚性梁或剪力墙上，其计算方法基本上同普通砼结构，但也有差别，具体表现为：1，受弯承载力计算时，对于单向板同样需要受压区高度是否大于空心板翼缘厚度，如果受压区高度小于空心板翼缘厚度则无需调整，如大于则按实际截面计算，计算方法同工字梁计算；2，抗剪计算时，空心板两个方向的受剪承载力相差较大，横筒空心板的受剪承载力较低，受剪机理与一般受弯构件相同，计算公式：V=0.7aFtBwH0，同时构造上也有要求，即空心板到梁墙边要有一定的距离；3，抗裂验算时，应根据实际情况计算，计算时截面刚度取空心板的实际刚度，）柱支承体系：常用的分析方法有直接设计法，等代框架法，拟梁法等，其中等代框架法更较为常用，柱支承板楼盖采用等代框架法进行弹性分析时应符合下列规定：1 等代框架可采用弯矩分配法或有限元法进行曲内力分析；2 在均布竖向荷载作用下，可假定柱和上一层及下一层楼盖固接，等代框架梁应由柱轴线两侧区格板中心线之间的楼板和梁组成；3 在水平荷载和地震作用下，等代框架应取从结构的底层到顶层所有的楼盖和柱，等代框架梁的宽度宜取用计算方向轴线跨度的3/4及第2款规定的等代框架梁宽度与垂直于计算方向柱帽或托板有效宽度之和的1/2中的较小值； 4 在均布竖向荷载作用下，当可变荷载不大于永久荷载的3/4时，可不考虑可变荷载的不利布置

等效框架法,即将整个无梁板结构分别沿纵横柱列方向划分为具有“等代柱”和“等代梁”的纵向和横向框架。等代柱的截面即原柱的截面。等代柱的计算高度为:对底层,取为基础顶面至楼板底面的高度减去柱帽的高度;对于其他各层,取为层高减去柱帽的高度。等代梁的高度取为板的厚度。等代框架梁的跨度,在两个方向分别取为lx-2/3c和ly-2/3c。

对竖向荷载作用下的无梁板结构用等效框架法确定其内力时,等代梁的宽度取为板跨中心线间的距离(lx或ly)。

对于水平荷载下无梁板结构的内力值也可用等效框架法确定。在无梁板结构中,板的刚度实际上要比取板跨中心线间的全宽计算所得的刚度小得多。对于水平荷载作用的情况,等代梁的刚度取值对计算结果影响很大。国内外规范大都取等代梁的宽度小于板跨中心线间的全宽,如我国《钢筋混凝土升板结构技术规范》GBJ130-90对无柱帽板,取为板跨中心线距离的3/4;英国《混凝土的结构应用(第一部分):设计和施工实用规范BS8110》则取为板跨中心线距离的1/2。

弯矩系数法是在弹性薄板理论的分析基础上,给出柱上板带和跨中板带在跨中截面、支座截面上的弯矩计算系数;计算时,先算出总弯矩,再乘以相应的弯矩计算系数即可得到截面的弯矩。采用弯矩系数法时,必须符合下列条件:①每个方向至少有三个连续跨;②任一区格板的长跨与短跨之比值不大于115;③同方向相邻跨度的差值不超过较长跨度的1/3;④可变荷载和永久荷载设计值之比q/g≤3。

在一个区格板中,两个方向的总弯矩设计值分别为:

（2-1）

（2-2）

式中:g,q—板面永久荷载和可变荷载设计值(kN/m2);

lx,ly—沿纵、横两个方向的柱网轴线尺寸;

c—柱帽计算宽度。

经验系数法的应用范围必须满足以下几个条件：

（1）每个方向至少应有三个连续跨：

（2）同一方向上的最大跨度与最小跨度之比不应大于1.2；

（3）任一区格板的长边和短边之比不大于1.5；

（4）可变荷载和永久荷載之比不大于3；

（5）不规则柱网，柱的偏离值不应大于跨度的10%。