摘要：本文主要介紹分析普通鋼筋混凝土無梁樓蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；無梁樓蓋；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
1無梁樓蓋結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)
無梁樓蓋結(jié)構(gòu)體系也即板柱結(jié)構(gòu)體系。鋼筋混凝土無梁樓蓋是組成板柱結(jié)構(gòu)體系重要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，它施工支模簡(jiǎn)單，綁扎鋼筋方便，能提供較大的建筑凈空，便于設(shè)備管道的布置與安裝，減少建筑層高；在地下結(jié)構(gòu)中采用，可以減少基礎(chǔ)埋深，減少基坑土方開挖和基坑支護(hù)費(fèi)用，當(dāng)遇地下水位埋藏淺時(shí)，還可減少施工降水費(fèi)用。
從結(jié)構(gòu)傳力途徑方面來說，無梁樓蓋結(jié)構(gòu)豎向重力荷載直接由板傳到豎向受力構(gòu)件柱和墻，傳力路徑簡(jiǎn)捷。與一般的梁板式樓蓋相比，它的樓板厚度較大，樓蓋的材料用量較多。
從結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)方面看，無梁樓蓋的抗彎剛度較小，柱上板帶的內(nèi)力要遠(yuǎn)大于跨中板帶，柱子周邊的應(yīng)力高度集中，板與柱子連接部位的破壞形式為沖切破壞；板柱結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度較普通框架結(jié)構(gòu)要小，在水平風(fēng)荷載或地震作用下，無梁樓蓋結(jié)構(gòu)的板柱節(jié)點(diǎn)部位會(huì)產(chǎn)生不平衡彎矩，這種不平衡彎矩的反復(fù)作用嚴(yán)重影響板柱節(jié)點(diǎn)的承載力。
在非抗震設(shè)防區(qū)采用無梁樓蓋結(jié)構(gòu)具有較好的經(jīng)濟(jì)和安全效益，在抗震設(shè)防區(qū)，當(dāng)因城市規(guī)劃需要房屋建筑高度受到限制時(shí)，采用板柱結(jié)構(gòu)也會(huì)取得較好的經(jīng)濟(jì)效益，但應(yīng)注意要采取針對(duì)性的抗震措施。
2無梁樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般規(guī)定
�。�1）無梁樓蓋的柱網(wǎng)通常布置成正方形或矩形，以正方形更為經(jīng)濟(jì)。
�。�2）無梁樓蓋每個(gè)方向不宜少于三跨，以保證有足夠的側(cè)向剛度。當(dāng)樓面活荷載在5kN/㎡以上時(shí)，跨度不宜大于6m。
�。�3）無梁樓蓋的樓板通常采用等厚平板，板厚由受彎、受沖切計(jì)算確定，并
不宜小于區(qū)格長(zhǎng)邊的 1/35~1/32，也不小于150mm。
�。�4）為改善無梁樓蓋的受力性能，節(jié)約材料，方便施工，可將沿周邊的板伸
出邊柱外側(cè)，伸出長(zhǎng)度（從板邊緣至外柱中心）不宜超過板緣伸出方向跨度的0.4倍。
�。�5）當(dāng)無梁樓板不伸出外柱外側(cè)時(shí)，在板的周邊應(yīng)設(shè)置圈梁，圈梁截面高度不應(yīng)小于板厚的2.5倍。
�。�6）無梁樓蓋柱帽的設(shè)置及尺寸一般由建筑美觀要求和板的抗沖切承載力控制。
3無梁樓蓋內(nèi)力的計(jì)算
3.1經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法
經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法是根據(jù)彈性薄板理論的分析計(jì)算結(jié)果，經(jīng)歸納、總結(jié)、簡(jiǎn)化給出了豎向荷載作用下柱上板帶和跨中板帶在跨中截面、支座截面處的彎矩分配系數(shù)。計(jì)算時(shí),先算出總彎矩,再乘以相應(yīng)的彎矩分配系數(shù)即可得到各控制截面的彎矩。經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法板帶彎矩分配系數(shù)如下表所示：
表1經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法板帶彎矩分配系數(shù)
注：1在總彎矩量不變的條件下，必要時(shí)可將柱上板帶負(fù)彎矩的10%分配給跨中板帶；
2對(duì)邊跨，當(dāng)有懸臂板且懸臂長(zhǎng)度較大時(shí)，應(yīng)考慮懸臂板產(chǎn)生的彎矩對(duì)邊支座和內(nèi)跨彎矩的影響。
表中彎矩分配系數(shù)是在一定的條件下簡(jiǎn)化得到的，只要滿足這一定的條件，各截面彎矩值的誤差在工程設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)。采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法要滿足的一定條件如下：每個(gè)方向至少有三個(gè)連續(xù)跨；任一區(qū)格板的長(zhǎng)邊與短邊之比值不應(yīng)大于1.5；同方向最大跨度與最小跨度的比值不應(yīng)大于1.2；活荷載為均布荷載，且不大于恒荷載的三倍。
3.2等代框架法
等代框架法是將整個(gè)結(jié)構(gòu)沿縱、橫向柱列劃分為具有“框架梁”和“框架柱”的縱、橫向框架，其框架梁的高度取板厚，框架梁的寬度取值與荷載的性質(zhì)有觀，當(dāng)為豎向荷載作用時(shí)，取板跨中心線間的距離，當(dāng)為水平荷載作用時(shí)，取板跨中心線間的距離的一半。
按等代框架法計(jì)算內(nèi)力時(shí)，應(yīng)考慮活荷載不利布置，最后得到的框架梁彎矩值按表2的彎矩分配系數(shù)進(jìn)行分配。
表2等待框架法板帶彎矩分配系數(shù)
注1.在總彎矩量不變的條件下，必要時(shí)允許將柱上板帶負(fù)彎矩的10%分配給跨中板帶；
2.對(duì)有柱帽的板，在豎向荷載作用時(shí)，所有截面的計(jì)算彎矩可乘以0.8的折減系數(shù)。
4板柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)
無梁樓蓋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)，筆者認(rèn)為是屬板柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)。綜上所述，無梁樓蓋結(jié)構(gòu)板柱節(jié)點(diǎn)的破壞屬脆性的沖切破壞，且在水平荷載作用下，板柱節(jié)點(diǎn)部位會(huì)產(chǎn)生不平衡彎矩，不平衡彎矩在板柱間的往復(fù)作用，會(huì)大大消弱板柱節(jié)點(diǎn)的抗沖切承載能力。筆者根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及所搜集到的資料，對(duì)提高板柱節(jié)點(diǎn)抗沖切承載力的措施作以歸納：
�。�1）結(jié)構(gòu)布置時(shí)，盡量將無梁樓蓋結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)成剛性方案，使水平荷載集中地由抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承擔(dān)，減小板柱節(jié)點(diǎn)部位由水平荷載產(chǎn)生的往復(fù)彎矩。
�。�2）結(jié)構(gòu)布置時(shí)，應(yīng)在無梁樓蓋結(jié)構(gòu)的周邊設(shè)置邊梁，利用邊柱受扭卸去邊柱、角柱板柱節(jié)點(diǎn)內(nèi)由豎向荷載產(chǎn)生的一部分彎矩和剪力；縱橫方向的柱網(wǎng)尺寸不應(yīng)相差太大；每一方向的柱網(wǎng)不宜小于三跨。
�。�3）設(shè)置抗沖切鋼筋提高板柱節(jié)點(diǎn)的抗沖切承載力，抗沖切鋼筋有箍筋和吊筋。
�。�4）內(nèi)埋鋼結(jié)構(gòu)抗剪鍵，提高板柱節(jié)點(diǎn)的抗沖切承載力，抗剪鍵可采用型鋼制作，常用工字鋼。構(gòu)件的翼緣寬厚比和腹板高厚比應(yīng)滿足規(guī)范要求。
�。�5）當(dāng)柱網(wǎng)尺寸較大時(shí)設(shè)置柱帽或托板。
參考文獻(xiàn)
[1]黃成若,郭富田等,鋼筋混凝土無梁樓蓋的彈塑性內(nèi)力分析,混凝土基本理論及工程應(yīng)用第三屆學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集,湖南科學(xué)技術(shù)出版社,1993年.
