浅析建筑板柱结构体系结构设计

李长朴

随高层建筑数量增多，板柱结构设计成为设计部门重点关注课题，需细致分析板柱结构特征，不断优化建筑板柱结构设计方案。

一、建筑板柱结构体系概述

1.建筑板柱结构体系计算

在开展建筑板柱结构设计工作中，需要对板柱结构进行整体计算，运用等待框架法获得精准的板柱结构数据。具体来说，在采用PMCAD软件建立板件模型过程中，可以将楼板设计成宽扁的框架梁。而后在SATWE软件中对模型进行全面分析，通过该模型求出板柱结构水平荷载作用下的内力值。

在特定条件下，建筑板柱结构设计只单独进行楼盘模型运算，可以将板带划分成柱上板带与跨中板带两部分运算，运用有限元计算方式，获得板柱结构出现荷载内力值。同时，对建筑板柱结构的配筋也应进行严格计算，确保板柱结构内配筋水平及纵向荷载力组合在一起，依照框板梁的方式进行配筋处理。

2.等代梁宽度值计算

为根本上提升建筑工程板柱结构设计水平，需要严格遵循国家及地方有关部门颁布的钢筋混凝土深化技术规范，保障板柱结构设计合理。利用带框架计算出板柱结构内力及位移值。要求板柱结构在侧向力作用下，沿实际方向进行带框架量宽度计算。

注重收集代框架梁计算宽度、水平及竖向两方向跨度、柱帽有效宽度等数值。在运用PMCAD软件时，要求板柱结构的等代梁宽度应当按照升板规范要求取值。取等代梁相邻跨度的1/4相加，在等代梁两端不等跨时，需按照偏心位置布置，防止出现房间不等跨时宽度数值精准度无法从根本上保障问题。

3.建筑板柱结构破坏因素分析

为确保设计出的建筑板柱结构体系能够抵御较大等级地震，需要分析建筑板柱结构破坏力，使板柱结构能够承受住地震作用力。在没有布置板柱结构抗震墙的情况下，结构节点刚度随之下降，侧向位移较大，极易出现板柱结构坍塌问题。

建筑板柱结构破坏问题还与板柱节点处楼板抗冲击能力较差有关。在建筑柱结构周边板内没有设置抗冲切钢筋或钢筋设计不科学情况，也有可能导致楼板附加见应力较差。柱结构周边板厚度不够，使用剪切力箍筋结构难以充分发挥出应有作用。在强震情况下，建筑楼板会产生冲击破坏力，导致楼板坠落等问题出现，严重影响到建筑用户的核心利益。

二、建筑板柱结构具体设计流程

在建筑板柱结构设计过程中，需要首先做好楼板结构的整体三维计算工作。通过SATWE软件或TAT软件，对板柱结构进行调整。

其中，在应用SATWE软件过程中，可以考虑楼板结构的弹性变形功能，计算出楼板单元高度与变形值。与其他软件相比，SATWE软件还具有真实计算楼板平面及楼板外高度的功能，可以省去楼板结构简化为双向等框架梁体系，直接对楼板结构进行三维分析计算，从根本上提升楼板结构设计质量与效率。

SATWE软件可以辅助弹性楼板划分工作，自动将虚梁去除，保障实际设计效率。在建立板柱结构模型后，可以利用SATWE软件对板柱结构进行三维分析，选择适宜的刚算法计算。

第1步选取生成楼板有限元分析数据，对板柱结构计算条件与计算参数的计算结果进行修正处理。为从根本上保障板柱设计质量，还可以输入楼板洞口及柱帽等特殊构件数据，对楼板不同结构厚度值进行计算。

第2步输入楼板支座沉降及约束数据补充，通过有限元分析和计算菜单对梁板结构进行设计计算。楼板结构计算内容主要包括内力、位移、配筋计算以及冲切验算参数。

第3步对板柱结构进行类似处理计算。现阶段建筑结构常见厚板转换层的计算也可借助此转化方式。注意要像板柱结构一样输入虚梁数值，对层高输入值进行计算。

三、建筑板柱结构设计实例分析

1.工程概况

本文以某商场三层板柱结构设计为例，由于当时板柱结构设计水平较低，需要对该结构进行改造处理。建筑楼高6米，应在原有3层基础上加高至5层，并采取有效的加固措施，确保板柱结构强度及可靠性符合实际设计要求。

2.板柱结构选择

该建筑工程原板柱结构主要为预应力方桩，需要对其结构进行加固处理。通过对施工现场进行实际调查研究发现，场地持力土层层顶埋深约为15米，小型压桩设备可以使这些桩体结构穿越土层。选择锚杆静压桩作为基础加固桩体结构，要求桩尖持力层与原预制桩持力层相同。

3.基础传力设计

在确定建筑板柱结构桩型后，需要确保上部结构荷载率能够有效传递到新静压桩上去，增强结构整体稳固性。增加结构传递的方式主要分为两种：第一，将增加的桩布置在原桩承台周围，确保原装承台面积与厚度符合设计要求，上部荷载能够通过柱体结构传递到承台，而后再传递到老新桩上； 第二，将增加的桩体结构布置在承台周围，采用包柱式承台方式将柱荷载转移到新桩体结构上。

4.板柱结构的节点处理

在建筑板柱结构设计过程中，还需要对柱帽结合点进行处理。通常情况下，建筑结构的柱帽节点面积大、厚度大，剖面边缘位于非垂平或垂直位置，切实提升了梁体或墙体结构连接难度。原有加固项目采用加大截面等方式对柱帽进行加固处理，获得的设计效果较好。因此本工程柱帽处理主要就是将柱帽与抗震墙、柱帽与新增梁、柱帽与上部柱结构节点连接在一起。

其中，在柱帽与剪力墙连接节点设计过程中，需要依据建筑工程平面布置与建模试算结果，选择出适宜的剪力墙形式，将剪力墙转角处设置为原柱结构。将剪力墙截面范围内的原楼板混凝土凿除，保留钢筋，为后期楼板范围内的剪力墙钢筋贯通施工提供重要平台。在柱帽分为两节情况下，需要确保上节柱帽厚度小、平面尺寸大；下节柱帽结构厚度大、平面尺寸较小。为保障后期施工便捷，可以对柱帽上节进行按板处理，保留钢筋。下节则为柱体结构一部分不得破坏，使建筑内部的板柱结构受到合理支撑，切实提升结构的安全性。

四、建筑板柱结构设计的质量控制

1.做好各施工专业协调工作

结合板柱结构特征，建立起可行的协调组织机制，保障工程各个子系统之间的信息及物质高效交换，更好处理个人与组织之间的关系，使施工资源与技术供求工作紧密结合。要求设计部门应当与施工部门、勘察部门进行密切沟通，及时发现并处理施工期间遇到的各种问题，对设计方案进行不断优化及改正。具体来说，细致分析板柱结构施工流程，对板柱结构进行适宜的加固及保留，增加施工效率。

2.加强图纸绘制管理力度

为从根源处控制板柱结构设计管理水平，增强工程综合效益，应加强工程前期准备工作监管力度，推动图纸会审活动，要求图纸质量不合格的情况下不可开展施工工作。同时，实施连带责任制，对图纸错误、关键参数数值缺失等问题进行追责，从根本上提升各部门图纸会审责任心，确保工程设计图纸内容能够与实际施工要求相符，对工程施工开展环节进行指导。

3.制定完善的质量管理责任机制

为进一步提升板柱结构应用效果，确保工程总体质量符合工程实际施工要求，需建立起更加科学完善的工程责任制，在原有基础上对工程设计管理机制与管理架构进行不断优化，针对工程关键设计环节制定出专项施工质量管理机制，从而编制出更加科学的施工方案。

细致分析板柱结构设计过程中可能存在的质量问题，明确工程质量管理重点，对工程各设计环节质量进行全面管控。认真审查工程设计人员的专业水平及职业素养，要求设计团队具有较高的自学意识，积累下丰富的设计管理经验，选用更加适当的方式提升工程整体管控水平。

五、总结

总而言之，为确保板柱结构能够在建筑工程内发挥出重要作用，相关管理部门应当紧抓建筑板柱结构设计环节管控力度，结合工程实际建设要求，不断完善建筑板柱结构施工流程。构建起专业设计团队，针对板柱建筑结构特征与实施要点开展技术交底工作，从根本上保障板柱结构设计质量，确保板柱建筑结构能够在推动建筑行业长效可靠中发挥出重要作用。