钢筋混凝土楼盖结构分析

丁道红

中山市南粤建筑设计有限公司，广东 中山 528400

1 概述

楼盖是钢筋混凝土建筑结构的重要组成部分，是建筑使用功能得以实现的重要载体，同时楼盖将各竖向构件连为一个整体，提高了建筑的稳定性。常见的楼盖形式为梁板结构[1-3]。

梁板结构主要是将板支承于梁上，板上荷载及其自重通过梁传递给竖向构件。当空间的跨度比较大时，为了降低板的跨中挠度影响，常常在支承于竖向构件上的梁的基础上，增加一些支承于梁上的梁。支承于竖向构件上的梁为主梁，支承于梁上的梁为次梁。根据次梁布置的形式不同，梁板结构可以分为主次梁结构、十字梁结构、井字梁结构等多种结构形式。由主次梁结构的思想，产生了密肋板楼盖结构。根据板的受力形式，可分为沿短边方向受力的单向板和沿两个方向均受力的双向板。

随着新技术、新工艺、新材料等多方面的进步和发展，在传统的梁板式楼盖结构的基础上，提出了各种各样的新要求，产生了各式各样的新型楼盖结构形式。对目前现有的各种钢筋混凝土楼盖结构形式进行分析，主要可概括为两个方面，一方面是对梁的结构形式进行了改进，另一个方面就是改进了板的结构形式。

2 梁的结构形式

由于梁降低了建筑的有效使用高度，因此，降低梁的截面高度或者不设梁构件，对提高建筑的有效高度和降低建造成本具有一定的意义。目前，从改进梁的结构形式这个角度出发，产生了无梁楼盖结构、宽扁梁结构以及加腋梁结构等多种结构形式。

2.1 无梁楼盖

无梁楼盖结构中不设置梁构件，直接将板支承在竖向构件上，又称之为板柱结构。由于柱顶处板直接将荷载传递给柱，因此会在柱顶形成集中受力区域，产生柱头对板的冲切破坏，为了防止这种破坏的发生，往往在柱顶设置柱帽，以增大柱头与楼板的接触面积，有利于荷载的合理分布。根据是否设置柱帽，无梁楼盖结构可分为带柱帽的无梁楼盖和平板无梁楼盖。无梁楼盖结构中的板可分为柱上板带和跨中板带。为了提高结构的抗震性能，应在柱上板带设置暗梁，以提高结构的整体性。

2.2 宽扁梁

宽扁梁结构通过加宽梁的截面宽度，提高其承载力，降低梁的截面高度。由于宽扁梁结构的节点连接比较复杂，因此,建筑抗震设计规范对其设计作了具体的要求[2]。

2.3 加腋梁

加腋梁可分为水平加腋梁和垂直加腋梁两种。水平加腋梁主要用于梁柱中心线不重合，梁对柱的偏心影响较大的情况。垂直加腋梁相当于在梁端设置了支托，可以在不增加梁的跨中高度的情况下提高梁的抗剪能力，对提高建筑的有效高度具有一定的意义。

3 板的结构形式

板是楼盖结构的重要组成部分，是使用功能得以实现的直接载体，其承载能力和变形能力决定了建筑能否满足一定的使用功能要求。由于板为空间受力构件，跨中挠度大，常常采用反向起拱等施工工艺来降低板的变形对建筑使用功能的影响。为了提高板的承载能力和变形能力，考虑到混凝土材料具有抗压性能良好，抗拉能力差等特性，将板中钢筋改成预应力钢筋，这样使得混凝土具有一定初始压应力,从而可减轻混凝土的开裂，即预应力板结构[4]。此外，由于混凝土自重大，如果在满足设计使用要求的情况下，将板中某些位置的混凝土予以剔除或使用一些轻质材料予以替换，这将减轻板的自重，对提高板的承载能力和节约材料等多方面均具有积极的意义，目前在这方面比较常见的形式为空心楼板结构[4]。

3.1 预应力板

预应力板根据其施工工艺的不同，可分为先张法预应力混凝土板和后张法预应力混凝土板。先张法预应力混凝土板的施工特点是先张拉预应力筋后浇筑混凝土，并通过放张预应力筋由粘结传递而建立预应力的混凝土板。后张法预应力混凝土板的施工特点是在浇筑混凝土并达到规定强度后，通过张拉预应力筋并锚固而建立的混凝土板。

3.2 空心楼板

空心楼盖可分为预制空心楼板和现浇空心楼板。预制空心楼板主要是在工厂内制作，在板内设一个或几个总纵向孔道，以节省材料，并减轻重量，属于将板中某些位置的混凝土予以剔除的一种方式。现浇空心楼板通常是以一些轻质材料作为填充主材，减少混凝土的用量，减轻楼盖结构的自重，属于将板中某些位置的混凝土使用一些轻质材料予以替换的一种方式。

4 展望

钢筋混凝土楼盖是建筑使用功能得以实现的重要载体，对楼盖结构的研究和改进对钢筋混凝土建筑的发展具有极其重要的作用。此外，传统的梁板结构具有体积大、自重大等不足之处，其可改进和提高之处还很多。对于楼盖结构的后续发展主要可概括为以下几个方面：

1）发展新技术、新工艺，丰富楼盖结构形式

目前所出现的各种楼盖结构形式都是在新技术和新工艺的发展之下得以实现的，但是目前还有很多想法难以得到实现，还需要进一步的发展新技术和新工艺，以丰富楼盖的结构形式，实现楼盖结构形式的多样化。

2）研发新材料，改善钢筋混凝土楼盖结构性能

混凝土材料因其取材方便、价格低廉、制作加工简单等多方面的优点，得到大量的使用。但是混凝土材料也有其自身的不足，如自重大、抗拉能力差、养护周期长等，这些不足之处影响了钢筋混凝土楼盖的使用功能、建造成本和施工周期等。

如果研发出新型材料能够具有混凝土的优点的同时又能弥补混凝土的不足之处，这将可以改善钢筋混凝土楼盖的性能。目前常见的主要是一些混凝土材料添加剂，如减水剂，可以减少混凝土的用水量，缩短施工养护周期；纤维材料可以提高混凝土的抗开裂性能等。但是对于这些材料的添加对混凝土材料的其他性能造成的负面影响还需要通过实践才能得以检验。

3）通过实践检验和改进各种楼盖结构

对于各种楼盖结构的产生初衷都是积极向上的，但是其安全性、适用性等只有通过实践使用后才能得以体现。

此外，大地震发生后的一段时间内将是地震多发时间，因此，可以在震中地区建立各种形式的楼盖建筑用以进行相关的抗震性能研究和分析，这对提高和改进钢筋混凝土楼盖结构具有非常重要的意义。

[1]GB50010-2010. 混凝土结构设计规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2010.

[2]GB 50011-2010. 建筑抗震设计规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2010.

[3]住房和城乡建设部工程质量安全监管司，中国建筑标准设计研究院. 全国民用建筑工程设计技术措施/结构/混凝土结构(2009年版)[M]. 北京: 中国计划出版社，2012.

[4]GB/T 14040-2007. 预应力混凝土空心板[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2007.