談無梁樓板設(shè)計(jì)要求與工程應(yīng)用范文

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摘要：介紹無梁樓板的設(shè)計(jì)思路，就無梁樓板在實(shí)際工程應(yīng)用中產(chǎn)生的問題進(jìn)行分析，并與傳統(tǒng)梁板結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單優(yōu)劣對(duì)比。

關(guān)鍵詞：實(shí)心無梁樓板；空心無梁樓板；經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法；等代框架法；無梁樓板的構(gòu)造；無梁樓板優(yōu)勢(shì)；經(jīng)濟(jì)對(duì)比；設(shè)計(jì)問題

引言

無梁樓板作為一種成熟的樓板做法在工程中大量應(yīng)用也有十幾年了，其自身所具有的優(yōu)點(diǎn)是其他樓板結(jié)構(gòu)不能比擬的。但在最近幾年，無梁樓板的工程事故頻頻發(fā)生，造成了不小的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。使人們對(duì)無梁樓板的可靠度產(chǎn)生的疑慮，這里面的原因有很多，有設(shè)計(jì)原因，也有施工原因。但其所帶來的好處卻不能夠忽略，作為一個(gè)結(jié)構(gòu)工程師，我們要按照國家規(guī)范來設(shè)計(jì)安全可靠的無梁樓板，避免此類事故發(fā)生。

1無梁樓板的分類

無梁樓板在地下車庫設(shè)計(jì)中應(yīng)用比較廣泛，分為實(shí)心無梁樓板，空心無梁樓板。這兩種無梁樓板形式計(jì)算方式是一致的，大部分都是柱帽托板形式，實(shí)心無梁樓板重量較大，相同條件下空心無梁樓板較空心無梁樓板荷載大，經(jīng)過實(shí)際工程對(duì)比，樓板自重實(shí)心無梁樓板比空心無梁樓板重20%左右，增加的重量對(duì)框架柱影響不大，對(duì)基礎(chǔ)也影響有限。但實(shí)心無梁樓板施工簡(jiǎn)單，施工質(zhì)量容易得到保證。空心無梁樓板由于是帶肋樓板，中空部位為箱體，肋間鋼筋量也很大，箱體下部混凝土也不容易澆筑密實(shí)，由此可見，空心無梁樓板造價(jià)會(huì)比實(shí)心無梁樓板高。所以，空心無梁樓板在實(shí)際工程中應(yīng)用較多。

2無梁樓板的設(shè)計(jì)

無梁樓蓋的設(shè)計(jì)方法分為以下兩種：

2.1經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法

首先求得樓板在計(jì)算方向上的總彎矩，再將此總彎矩按照比例分配柱上板帶和跨中板帶的控制截面（支座和跨中）。此方法含有幾個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：（1）劃分柱上板帶與跨中板帶，柱上板帶范圍為框架柱向外擴(kuò)相鄰柱距1/4，其余范圍為跨中板帶。（2）總彎矩的計(jì)算：3）分配系數(shù)。總彎矩計(jì)算出來后，分別乘以表1中的系數(shù)即可得出所在位置的彎矩。（4）適用條件。①活荷載為均布荷載，且不大于恒載的3倍。②每個(gè)方向至少有3個(gè)連續(xù)跨。③任一區(qū)格內(nèi)的長(zhǎng)邊與短邊之比不應(yīng)大于1.5。④同一方向上的最大跨度與最小跨度之比不應(yīng)大與1.2。⑤不規(guī)則柱網(wǎng)，柱的偏離值不應(yīng)大于跨度的10%。經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法只能用于樓蓋體系在豎向荷載下的計(jì)算，由于沒有考慮板柱相互協(xié)調(diào)作用，無法整體分析，更無法考慮地震作用，實(shí)際工作中的應(yīng)用面較小，在實(shí)際設(shè)計(jì)中也很少采用。

2.2等代框架法

由于經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法的局限，在垂直荷載作用下，無梁樓板也可采用等代框架法計(jì)算內(nèi)力，實(shí)際工程中可以用軟件計(jì)算。（1）等代框架的計(jì)算寬度，可取垂直計(jì)算跨度方向的兩個(gè)相鄰版面中心線的間距。（2）等代框架法的要求。①有柱帽的等代框架梁、柱的線剛度，可根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土升板結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》相關(guān)規(guī)定確定。②計(jì)算中縱向和橫向每個(gè)方向的等代框架均應(yīng)承擔(dān)全部作用荷載。③計(jì)算中宜考慮荷載的不利組合。④按等代框架計(jì)算垂直荷載作用下板的彎矩，當(dāng)無梁樓板長(zhǎng)邊與短邊之比不大于2時(shí)，可按下表規(guī)定分配給柱上板帶和跨中板帶，有柱帽時(shí)，支座負(fù)彎矩應(yīng)取剛域邊緣的值，邊支座彎矩與邊跨中彎矩不變，分配到其他板帶上的彎矩均可乘以0.8的系數(shù)。

2.3兩種計(jì)算方法的總結(jié)

經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法是先計(jì)算兩個(gè)方向的截面總彎矩，然后將截面總彎矩按照分配系數(shù)分配給統(tǒng)一方向的柱上板帶和跨中板帶。等代框架法是將整個(gè)樓板體系沿縱橫方向分別劃分由框架梁和框架柱組成的框架，其框架梁的寬度取板跨中心線間的距離，框架梁高度為板厚，框架柱按實(shí)際選取。兩種方法特點(diǎn)，經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法受力明確，物理概念清晰，但其適用條件比較有限，而且對(duì)于預(yù)應(yīng)力板柱結(jié)構(gòu)而言，他無法計(jì)算預(yù)應(yīng)力的效應(yīng)。等代框架法計(jì)算模型簡(jiǎn)單，計(jì)算量小，但等代框架法的計(jì)算模型把柱與板的局部變形協(xié)調(diào)變成了柱與板完全范圍的變形協(xié)調(diào)，高估了柱子對(duì)板的約束層度，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，柱帽范圍內(nèi)實(shí)際配筋應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)。

3無梁樓板的構(gòu)造

很多無梁樓板工程事故經(jīng)過研究分析得出結(jié)論，設(shè)計(jì)基本滿足要求，主要問題出在施工方面。以下幾點(diǎn)是施工過程中常見的問題：（1）由于支座負(fù)筋主要集中在柱帽范圍內(nèi)，而且鋼筋直徑較大，所以錨固長(zhǎng)度很長(zhǎng)，但施工單位一般都是統(tǒng)一下鋼筋，在一些柱網(wǎng)較大的區(qū)域往往錨固長(zhǎng)度不夠，剛才長(zhǎng)度包不住彎矩范圍，往往會(huì)造成安全隱患，嚴(yán)重的會(huì)發(fā)生開裂事件。（2）樓板鋼筋與外墻進(jìn)行錨固連接時(shí)，樓板鋼筋應(yīng)放置在墻鋼筋上部，如放到下面，當(dāng)頂板荷載過大時(shí)，樓板與外墻會(huì)增大發(fā)生剪切破壞的可能，而且是連鎖倒塌。（3）無梁樓板整體剛度較有梁樓板弱很多，模板必須在混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%才可拆除，尤其后澆帶周圍的樓板，曾經(jīng)有過這樣的事故，混凝土強(qiáng)度沒有設(shè)計(jì)要求，為了趕工期，施工單位提前拆模，在沒有覆土的情況下，無梁樓板跨中板帶已整體下彎，撓度及裂縫均已超過規(guī)范要求，最后也很難加固處理。

4無梁樓板優(yōu)勢(shì)

（1）車庫柱網(wǎng)在6~9m，荷載在1.5~2m之間，無梁板厚度一般可以做到350~450mm之間，而有梁板框架梁高度都會(huì)在800mm高以上，所以，無梁樓板體系會(huì)使建筑層高加高，地庫品質(zhì)提高。（2）相對(duì)梁板結(jié)構(gòu)，無梁樓板模板更少，能夠加快施工進(jìn)度。（3）管道鋪設(shè)方便，設(shè)備管線不會(huì)為滿足車庫凈高要求去打彎、穿梁。（4）采用無梁樓板結(jié)構(gòu)的地下車庫，天花板平整美觀，進(jìn)入地庫會(huì)使人心情放松。5無梁樓板與梁板結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)對(duì)比（此處僅以實(shí)心無梁樓板對(duì)比）（1）相比于井字梁板結(jié)構(gòu)與十字梁板結(jié)構(gòu)，無梁樓板鋼筋含量減少10%，混凝土梁持平。（2）相比于大梁板結(jié)構(gòu)與加腋大梁板結(jié)構(gòu)，無梁樓板鋼筋含量減少10%持平，混凝土梁持平。無論采用何種樓板形式，僅以材料而言，無梁樓板不占有優(yōu)勢(shì)，但其人工費(fèi)會(huì)減少很多，從綜合造價(jià)考慮，無梁樓板對(duì)于甲方而言經(jīng)濟(jì)效益更高。

6設(shè)計(jì)問題

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016版）6.1.3.3所述，當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí)，地下一層的抗震等級(jí)應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同，地下一層以下抗震構(gòu)造措施的抗震等級(jí)可逐層降低一級(jí)，但不應(yīng)低于四級(jí)。范圍為主樓外擴(kuò)3跨并不小于20m。高層建筑經(jīng)常采用正負(fù)零嵌固，車庫頂板也按嵌固端考慮，梁板結(jié)構(gòu)車庫樓板可以正確的確定其抗震等級(jí)，無梁樓板卻不好確定，如何正確的確定無梁樓板的抗震等級(jí)，現(xiàn)在是一個(gè)難題。

7結(jié)語

無梁樓板是一種非常好的結(jié)構(gòu)體系，在今后的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中會(huì)經(jīng)常遇到，我們?cè)谡J(rèn)真設(shè)計(jì)工程的同時(shí)，也要積極的與施工單位配合，把你一切安全隱患消滅在萌芽當(dāng)中。

參考文獻(xiàn)

[1]北京市建筑設(shè)計(jì)研究院，編.建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)技術(shù)措施.

[2]李國勝，編著.多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中疑難問題的處理及算例（第二版）.

作者：李慧琛 單位：山西省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司