底板无梁楼盖（精选7篇）
底板无梁楼盖 篇1
1 荷载确定
1.1 明确水头高度h
地下水的设防水位应取建筑物设计使用年限内 (包括施工期) 可能产生的最高水位, 如果岩土工程勘察报告中没有提供地下水的最高水位时, 地下水设防水位可取建筑物的室外地坪标高。应注意在勘察要求中提出, 需由勘察单位提出在设计使用年限内建筑物的设计水位。
1.2 有人防时控制荷载的判断
地下室底板的人防等效静荷载, 对采用桩基础的建筑物, 核6级时通常为12k N/m2 (非饱和土) 、25k N/m2 (饱和土) , 核5级时通常为25k N/m2 (非饱和土) 、50k N/m2 (饱和土) 。底板设计时, 需判断底板配筋是由人防组合荷载控制还是由平时水压荷载控制。近似的办法为, 由平时水压的控制荷载[1.35×10×h (水头) -t (底板厚) ×25]×1.15 (裂缝调整系数) , 与人防控制荷载[1.2× (10×h (水头) -t (底板厚) ×25) +qRF (人防等效静载) ]/1.35判断, 大者为控制荷载。
2 确定底板厚度
2.1 底板的冲切承载力。
一般指底板在水压或水压与人防组合荷载作用下, 其抵抗冲切破坏的能力, 通常由承台或独立基础的冲切控制。冲切锥体的形状通常为从底板底与承台 (基础) 的交接处沿向墙柱方向的45度线交于底板面。
验算公式为;
Fl燮0.7ftumh0×系数 (详规范) ,
当有人防时, 为Fl×燮0.65ft RFumh0×系数 (详规
其中人防时的ft RF=1.2ft, 底板的有效高度可取h0=h-80, um=承台 (基础) 周长-4h。
荷载Fl= (相应位置柱按面积法所占面积-承台 (基础) 的面积) ×q底板。
当冲切不满足时, 在考虑提高底板厚度前可先考虑适当提高承台 (基础) 的尺寸, 可获得较优的经济指标。
与混凝土的厚度来确定混凝土相应的抗渗等级, 新防水规范则取消了其对应关系, 但高规表12.1.9仍保留了基础防水混凝土抗渗等级与水头与混凝土厚度的关系。虽可不必完全按照高规表12.1.9的关系通过混凝土采用的抗渗等级来确定混凝土的厚度, 但在确定底板厚度时仍可作为衡量其抗渗能力的一个有益的参考。
2.3 底板同时用作筏板时需同时满足筏板的构造要求。
3 内力及配筋计算
采用等代框架的简化方法计算, 而非经验系数法, 其优点为不受各跨跨度的限制, 可考虑到大小跨对内力的影响, 并对任何位置可只抽出单跨来进行验算。具体步骤如下:
(1) 用连续梁模型计算等
代框架每米宽度的弯矩平均值。各部位弯曲的计算通式为M=αql02, 其中弯曲系数α分别为:边跨跨中0.08;边跨内支座0.11;中间跨跨中0.05;中间跨支座0.08。
(2) 按柱上板带将内力相应调大。根据无梁楼盖中弯矩在柱上板带与跨中板带的分配规律 (见图1) , 结合考虑穹顶效应的影响, 可得出柱上板带各部位处单位宽度的简化计算式如下:a.中间跨支座处M'=0.08ql02×1.5×0.8, 其中1.5为柱上板带内力增大系数, 0.8为考虑穹顶效应的折减系数;b.中间跨跨中处M=0.08ql02×1.1×0.8, 其中1.1为柱上板带内力增大系数, 0.8为考虑穹顶效应的折减系数;cc.边跨支座处M'=0.11ql02×1.5, 其中1.5为柱上板带内力增大系数, 并注意边跨不能考虑穹顶效应;dd.边跨跨中处M=0.08ql02×1.1, 其中1.1为柱上板带内力增大系数, 并注意边跨不能考虑穹顶效应。
(3) 计算跨度的确定
a.当基础为多桩承台时, 计算跨度l0=min (l, l-32 (c1+c2) , l为柱中距、lz为桩边间距、c1、c2为柱边至承台边距离;
b.当基础为独立基础或单桩承台或单排桩承台的短向时, 分以下两种情况:
当t3tc3叟5时, 对所有部位l0=l-32 (c1+c2) , 其中tc为承台厚度, t为底板厚度, l为柱中距、c1、c2为柱边至承台边距离;
当t3tc3<5时, 在计算跨中弯矩时, l0取两柱边的净距, 其余部位仍取l0=l-32 (c1+c2) , 其中tc为承台厚度, t为底板厚度, l为柱中距、c1、c2为柱边至承台边距离;
上述两种情况均需验算柱边截面, 计算跨度l0取两柱边的净距, 截面高度为承台高度。考虑到实际相当于变截面梁, 需将按等截面梁的计算结果乘以放大系数1.25, 因该截面同时又属于承台, 故最终弯矩应为按变截面梁在水压作用下的结果与扣除水浮力后作为承台的所受弯矩的叠加。
长短跨的调整可总结为以下3点原则:a.当某跨小于相邻跨的0.2倍时, 较近支座可视为1个支座;b.当相邻跨跨度相差在20%以内时, 可视作等跨;c.当某跨与相邻跨跨度之比大于0.2小于0.8时, 对邻跨的影响, 弯矩增大者乘以1.1, 减小者乘以0.9, 重复影响者乘以1.33, 如图2所示。
图2长短跨弯矩调整系数示意图
(4) 配筋计算及裂缝验算
a.按上述算得的弯矩对柱上板带各截面进行配筋设计, 并按强度计算得到的配筋进行裂缝验算, 其中迎水面裂缝限值为0.2mm (保护层厚度为50mm) , 背水面裂缝限值为0.3mm。一般情况下, 迎水面的钢筋均由裂缝控制, 根据弯矩大小的不同, 可比相应的强度计算配筋增大约20~55%。
b.因较大的弯矩主要集中在支座部位, 当底板拉通筋按典型中间跨跨中计算配筋及构造最小配筋率两者中的大值配置, 较大弯矩的支座和边跨处或局部较大跨度的跨中处设置另加钢筋时, 底板可获得较优的经济效益。从底板钢筋抗裂时“宁细勿粗, 宁密勿疏”的原则考虑, 按经验一般可取拉通筋及另加筋的间距均为150, 则有利于底板抗裂, 另需注意, 另加筋的长度应按以下原则确定:伸出柱帽长度不小于柱帽间净跨的1/4, 当另加筋直径较大 (如并筋) 时, 伸出长度不宜小于柱帽间净跨的1/3。
c.根据上述第3、 (2) 点的计算公式, 我们知道柱上板带跨中配筋约为支座配筋的1/2, 而跨中板带跨中配筋可视为与柱上板带跨中配筋基本相同, 跨中板带支座配筋为柱上板带支座配筋的1/3。当验算竖向荷载作用下的强度时, 可通过竖向荷载与水压荷载相对比例的简化方法, 判断相应部位是否需设置另加筋。
d.当拉通筋为最小配筋率, 而边跨支座处所需另加筋太大, 直径超过拉通筋直径二级以上时, 可采用并筋, 或在一个拉通筋间距内放置2根另加筋的办法, 以避免发生无法充分发挥较大直径钢筋强度的情形, 但注意当采用并筋时, 钢筋伸出柱帽的长度不宜小于柱帽间净跨的1/3;当另加筋采用并筋其直径仍超过拉通筋直径二级以上时, 则可考虑采用以下三种办法之一, 或采用二种或三种办法的组合:将局部区域的拉通筋加大, 与其余区域拉通筋搭接连接, 从而减少另加筋直径;将柱上板带与跨中板带的弯矩分配比例从3:1调整为2:1;将支座弯矩下调10%~15%, 相应提高跨中正弯矩。
摘要：探讨了地下室底板无梁楼盖的设计方法。
关键词：地下室,底板无梁楼盖,设计方法
浅谈地下室底板无梁楼盖设计 篇2
地下室顶板因有抗震的要求, 一般采用梁板结构。底板位于地下, 一般不需考虑抗震问题。
1 方案比较
地下室底板一般采用梁板结构, 但施工时, 梁需要做砖模, 施工工序多, 且防水难以处理。无梁楼盖是现代建筑的一种结构形式, 他的特点是没有梁系, 板面荷载由板直接传递给柱。板柱结构可以降低结构高度, 减少地下室土方的开挖量, 且垫层及防水施工方便, 无梁板自身的施工也更方便, 钢筋绑扎简便。
双向板无梁楼盖的应用与很多因素有关, 有荷载、跨度、经济、美观、施工进度、抗震设防等各个方面。根据分析, 当活荷载大于5kN/m2, 这种楼盖就比梁式楼盖经济[1]。地下室底板, 一般考虑水浮力的影响, 活荷载较大, 因此采用无梁楼盖是经济的。
2 计算分析
本文重点讨论一下无梁板的计算问题。
无梁楼盖宜优先采用有限元模型的计算方法, 也可采用等代框架结构有限元法或其他计算方法。符合下列条件时, 在垂直荷载作用下可采用经验系数法: (1) 活荷载为均布荷载, 且不大于恒载的3倍; (2) 每个方向至少有3个连续跨; (3) 任一区格内的长边和短边之比不应大于1.5; (4) 同一方向上的最大跨度与最小跨度之比不应大于1.2; (5) 不规则柱网, 柱的偏离值不应大于跨度的10%[3]。地下室底板一般都是垂直荷载作用, 且地下室柱网比较规则, 即便有变化也基本能满足上述条件, 因此底板的计算首选应采用经验系数法。
有限元模型的计算方法, 不受上述条件的限制, 适用面较广。现在采用较多的有限元软件有PKPM的SlabCAD和SAP2000。SAP2000可用于分析, 但计算结果不直观, 因此实际工程中多用SlabCAD进行底板的设计。需要注意的是, 在SlabCAD的后处理中查看节点内力及配筋, 因为程序考虑了柱子和剪力墙的刚度, 柱子内部或者剪力墙内部的刚度相对楼板很大, 使有些房间边界和柱子中心处内力和配筋都极大, 实际配筋的时候应取这些内部的节点和相邻的节点, 按插入法算出柱边或墙边的内力然后进行配筋。
下面通过具体实例, 比较几种底板计算方法的计算结果。某工程两层地下室, 长224m, 宽164m, 柱距X向8.1m, Y向8.5m, 板厚800mm, 在恒、活载作用下, 计算结果见表1:
通过上述计算结果的比较, 可以看出SlabCad的弯矩计算结果偏小, 因此个人认为实际中应将SlabCad的结果放大1.1倍。
按正常弹性分析结果, 一般支座配筋较大, 且与前人的模型试验结果有些差异, 因此可以考虑部分弹塑性的方法, 即在总弯矩不变的情况下, 将部分支座弯矩调给跨中。弹塑性设计方法更符合结构受力情况, 其内力分配更趋均应合理, 控制截面 (内支座截面) 的弯矩可调幅14%, 通过减少支座位置的钢筋, 可以方便施工, 节约材料, 使设计更加经济合理[2]。
底板的计算除按上述方法计算弯矩配筋外, 还应验算柱头对板的冲切, 板柱节点的形式及构造应根据板的受冲切承载能力来决定。底板处柱的冲切可结合基础承台在柱位置的加厚来解决, 即满足了基础的需要, 又满足了冲切的需要, 详见大样图1。按照混凝土结构设计规范验算冲切时应注意, 当板区格的长宽比不大于2时, 可以不考虑柱跨度对冲切承载力的影响, 即η取1.0, 当大于2时, 应按照混凝土规范对冲切承载力进行折减, η<0。
3 构造要求
底板的厚度与柱网长跨之比, 无柱帽时不小于1/30, 有柱帽时不小于1/35, 且平板最小厚度不小于200mm。柱帽的配筋一般不是特别需要, 柱帽中没有拉应力出现, 压应力也在允许的范围内[1], 做法可参照图1。
4 结语
结合具体工程, 通过对底板无梁楼盖设计方法的总结与阐述, 提出实际设计中应注意的问题, 希望此篇可以帮助那些刚刚接触无梁楼盖的设计和施工人员。
摘要：针对大面积地下室, 提出采用无梁楼盖进行底板设计, 并详细介绍了无梁楼盖的设计方法。
关键词：底板,无梁楼盖,经验系数法,有限元计算法
参考文献
[1]朱聘儒, 《双向无梁楼盖》, 中国建筑工业出版社, 北京, 1999年, P4
[2]沈蒲生, 《楼盖结构设计原理》, 科学出版社, 北京, 2003年, P250
无梁楼盖设计探讨 篇3
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。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。并且, 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。因此, 采用无梁楼盖结构具有明显的经济效益和社会效益。但无梁楼盖结构体系也有其自身的缺点:由于取消了肋梁, 使无梁楼盖结构体系的抗弯刚度减小、挠度增大, 柱子周边的剪应力高度集中, 可能会引起局部板的冲切破坏;侧向刚度比较差, 层数较少时可以设置板柱结构来抵抗水平荷载, 当层数较多或要求抗震时, 一般需要设剪力墙、筒体等来增加侧向刚度。对无梁楼盖进行工程设计的研究具有一定的实际意义。
2 计算方法
通常在进行无梁楼盖设计时, 可以采用三种方法:弯矩系数法、等效框架法、精确计算法。
2.1 弯矩系数法[1]
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1.5;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:
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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。
2.2 等效框架法[1]
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。
2.3 精确计算法
精确计算法就是不再对无梁楼盖进行人为的简化和等代。利用MIDAS、SAP84、PKPM等软件按照真实的三维模型进行建模分析。利用PKPM进行无梁楼盖分析按如下方法:①在PMCAD人机交互式输入时, 在柱与柱之间布置截面尺寸为100×100的矩形截面虚梁。 (但在边界处及开洞处最好是布置实梁) ;②为了正确分析该结构, 在SATWE程序中还应将无梁楼盖的楼板定义为弹性楼板;③用SATWE软件对结构进行整体三维计算分析后, 还需用SLABCAD对无梁楼盖进行进一步的分析。
3 不同计算方法的比较
本文以下将对弯矩系数法、等效框架法和精确计算法三种计算方法的计算结果进行比较。
(1) 计算模型:
一层纵横方向四跨连续板, 柱距11 m×11 m, 板厚300 mm, 柱尺寸1 000 mm×1 000 mm。只有竖向荷载作用, 活载为3 kN/m2, 恒载为1.5 kN/m2。
(2) 按照弯矩系数法对该模型进行计算, 结果见表2。
(单位:kN·m)
(3) 利用SAP84软件对该计算模型进行计算, 结果见表3。
(单位:kN·m)
从上述两种方法的计算结果表格可以看出:利用弯矩系数法算出的结果较精确计算法算出的结果偏保守, 总的差距不算太大。
4 无梁楼盖冲切、剪切验算
无梁楼盖由于是板直接支承于柱上, 柱周边剪应力高度集中, 故除了满足弯矩配筋要求外, 还应对其进行冲切和剪切验算。
4.1 无梁楼盖剪切验算
剪力承载力应该按照《混凝土结构设计规范》7.6.8条规定:
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式中:ASV—受剪承载力所需的箍筋截面面积;
βt—一般剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数:当βt<0.5时, 取βt=0.5;当βt>1时, 取βt=1;
b—截面的宽度;
h0—截面的有效高度;
ft—混凝土轴心抗拉强度设计值;
Np0—计算截面上混凝土法向预应力等于灵时的纵向预应力钢筋及非预应力钢筋的合力, 按照《混凝土结构设计规范》第6.1.14条的规定计算, 当Np0>0.3fcA0时, 取Np0=0.3fcA0, 此处, A0为构件的换算截面面积;
s—沿构件长度方向的箍筋间距;
V—构件斜截面上的最大剪力设计值;
Wt—受扭构件的截面受扭塑性抵抗拒, 按本规范第7.6.3条的规定计算;
T—扭矩设计值。
无梁楼盖柱周边剪力最大, 故首先需验算柱子周边剪力, 即为图4-1中的剪切面1。剪切面1处于柱帽内, 柱帽内没有配置抗剪钢筋, 此处仅为混凝土抗剪, 计算承载力时应不考虑钢筋的作用。将式 (4-1) 改为:
V≤ (1.5-βt) 0.7ftbh0 (4-3)
剪切面2处于柱帽范围结束处, 此处开始配置抗剪箍筋, 故应用式 (4-1) 与式 (4-2) 进行抗剪承载力的计算。剪切面3处于抗剪箍筋配置范围结束处, 此处只有混凝土抗剪, 故按照式 (4-3) 和式 (4-2) 进行抗剪承载力的计算。
4.2 无梁楼盖冲切验算
不配置箍筋或弯起钢筋时, 冲切承载力按《混凝土结构设计规范》7.7.1条
Ft≤ (0.7βhft+0.15σpc, m) ηumh0 (4-4)
式中:Ff—部荷载设计值或集中反力设计值;对板柱结构的节点, 取柱所承受的轴向压力设计值的层间差值减去冲切破坏椎体范围内板所承受的荷载设计值;当有不平衡弯矩时, 应按本规范《混凝土结构设计规范》7.7.5条的规定确定;
βh—截面高度影响系数:当h≤800 mm时, 取βh=1.0, 当h≥2000 mm, 取βh=0.9, 其间按线性内插法取用;
ft—混凝土轴心抗拉强度设计值;
σpc, m—临界截面周长上两个方向混凝土有效预压应力按长度的加权平均值, 其值宜控制在1.0 N/mm2～3.N/mm2范围内;
um—临界截面的周长:距离局部荷载或集中反力作用面积周边h0/2处板垂直截面的最不利周长;
h0—截面有效高度, 取两个配筋方向的截面有效高度的平均值;
η1—局部荷载或集中反力作用面积形状的影响系数;
η2—临界截面周长与板截面有效高度之比的影响系数;
βs—局部荷载或集中反力作用面积为矩形时的长边与短边尺寸的比值, βs不宜大于4;当βs<2时, 取βs=2;当面积为圆形时, 取βs=2;
as—板柱结构中柱类型的影响系数:对中柱, 取as=40, 对边柱, 取as=30;对角柱, 取as=20。
当配置箍筋或弯起钢筋时, 受冲切承载力应符合《混凝土结构设计规范》7.7.3条, 受冲切截面应符合下式:
Fl≤1.05ftηumh0 (4-5)
配置箍筋时, 受冲切承载力应符合下列规定:
Fl≤ (0.35ft+0.15σpc, m) ηumh0+0.8fyvAsvu (4-6)
配置弯起钢筋时, 受冲切承载力应符合下列规定:
Fl≤ (0.35ft+0.15σpc, m) ηumh0+0.8fyvAsbusina (4-7)
式中:Asvu—与呈45°冲切破坏锥体斜截面相交的全部箍筋截面面积;
Asbu—与呈45°冲切破坏锥体斜截面相交的全部弯起钢筋截面面积;
a—弯起钢筋与板底面的夹角。冲切面1为从柱帽范围结束处沿45°冲切, 此处为配置箍筋或弯起钢筋处, 故首先应用式 (4-5) 验算受冲切截面是否满足要求, 然后再应用式 (4-7) 计算冲切承载力。冲切面2为从配置箍筋或弯起钢筋范围结束处沿45°冲切, 此处没有配置箍筋或弯起钢筋, 故应用式 (4-4) 进行冲切承载力的计算。
5 构造要求
5.1 板的配筋
根据柱上和跨中板带截面弯矩算得的钢筋, 可沿纵、横两个方向均匀布置于各自的板带上。对于承受负弯矩的钢筋, 其直径不宜小于12 mm, 以保证施工时具有一定的刚性。
5.2 边梁
无梁楼盖的周边应设置边梁, 其截面高度应不小于板厚的2.5倍, 与板形成倒L形截面。边梁除了与边柱上的板带一起承受弯矩外, 还要承受垂直于边梁轴线方向的扭矩, 所以应配置必要的抗扭构造钢筋。
5.3 抗冲切钢筋的配置[1]
按计算所需的箍筋及相应的架立钢筋应布置在冲切破坏锥体范围内, 并布置在从柱边向外不小于1.5 h0的范围内;箍筋应做成封闭式, 箍筋直径不应小于6 mm, 其间距不应大于h0/3。按计算所需的弯起钢筋应配置在冲切破坏锥体范围内, 弯起角度可根据板的厚度在30°～45°之间选取;弯起钢筋直径不应小于12 mm, 且每一方向不应小于3根。
6 结 语
无梁楼盖有其自身的优缺点, 在进行设计时, 一定要仔细分析其受力特征, 了解他的破坏机理, 才能更好的运用他的优缺点来为建筑行业服务。
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。但其同时也具有受力复杂, 抗震性能差等缺点。本文系统介绍了无梁楼盖的设计方法, 在设计中需要重点验算的部位和一些构造要求。
关键词：无梁楼盖,计算方法,冲切,剪切
参考文献
[1]周克荣, 顾祥林, 苏小卒.混凝土结构[M].上海:同济大学出版社, 2000.
[2]PKPM系列软件在无梁楼盖结构中的应用[J].PKPM新天地, 2000, (3) :26-28.
[3]李方河.无梁楼盖结构分析[J].建筑与工程, 2009, (9) .
无梁空心楼盖施工技术 篇4
现浇混凝土非抽芯式空心楼板由GBF高分子合金组合内置模和暗梁组成, 无明梁、无柱帽, 暗梁高度为空心楼板厚度, 暗梁式空心楼盖的重量比实心无梁楼盖轻, 面承载力等同于实心无梁楼盖。GBF高分子合金组合内置模暗梁式空心楼盖优点:材料环保, 减轻结构自重, 缓解地震作用, 具有利于楼板的保温、隔热、阻声的性能。同时增加结构净空高度、建筑视觉效果好、减少钢筋和模板施工难度, 施工速度快等。在大空间、大跨度柱网住宅和公共建筑中得以广泛应用。本文就以厦门某工程2#地块工程为例进行介绍。
1 工程概况
某工程建筑面积84376m2。由3幢高层商住楼、5幢多层别墅楼组成;其主楼地下室顶板和地下室一层板均是采用现浇空心楼盖板的形式, 柱网尺寸为9000×9000或8500×8500, 楼板厚分别为550mm和400mm。混凝土强度等级为C40, 钢筋保护层厚度为:板顶30mm, 板底20mm, 选用的筒芯是GBF高分子合金组合内置模, 规格是400~380/300~280 (mm) 。
GBF高分子合金组合内置模是以高分子树脂为主要原料, 经合金改性, 用特殊工艺加工组合而成。标准长度为1000mm, 形状为圆形或方形, 高度100~600mm不等。
2 施工工艺流程
搭设模板支架→支设平板模板 (模板验收) →根据内置模安装位置和管线预埋位置弹线→划定或预先固定电气接线盒→绑扎暗梁钢筋及底板钢筋→底板钢筋垫块及埋件安装→安装电气管线→暗梁钢筋、板底钢筋及电气管线验收→安装内置模抗浮固定支架、抗浮固定支架与模板支撑间固定→安放及固定GBF高分子合金组合内置模及验收→绑扎板面钢筋、电气管线及埋件的预埋和预留→隐蔽工程验收→搭设施工便道→架设输送混凝土管路→浇筑混凝土→混凝土养护。
3 施工技术措施
3.1 无梁空心楼板模板支设
根据无梁空心楼面的设计厚度, 按折算厚度的实心楼板进行模板支承体系计算。设计模板与支承体系为:满堂内堂架, 立杆采用Φ48钢管, 木枋采用100mm×100mm, 板模搭设18mm厚木质胶合板;板模板支架搭设高度为4.1/6.65m, 搭设尺寸为:立杆的纵距b=0.9m, 立杆的横距l=0.9m, 立杆的步距h=1.5m。板底采用50mm×100mm木枋加U型顶托支撑, 木枋间距150mm。由于柱帽的地方为实心板, 荷载较大, 为便于施工, 在模板安装好后补加Φ48钢管立杆。
模板安装应从一边开始铺设, 后安装的模板必须与先安装的模板顶紧。由于板跨度较大, 支设模板时按千分之三起拱, 起拱不得减少板厚。另外, 模板安装完成后, 要涂刷水性脱模剂, 便于模板拆除。模板支承体系完成后, 预先在模板面弹出GBF高分子合金组合内置模、钢筋、预埋件和接线盒的位置。
3.2 无梁空心楼盖钢筋的绑扎
(1) 钢筋绑扎顺序。梁板钢筋的定位划线→框架梁钢筋绑扎→摆放板底主受力钢筋→绑扎板底次受力钢筋, 垫好保护层垫块及布置专用马凳→GBF高分子合金组合内置模安装完成后, 绑扎其上层抗浮钢筋→绑扎板面纵横向受力钢筋
(2) 钢筋绑扎要求。在绑扎底板钢筋前, 先在模板上弹好钢筋摆放的位置线, 钢筋摆放绑扎时短跨钢筋均布在最外侧, 长跨钢筋均布在里侧, 另外需特别注意电气接地的预埋穿插配合工作。钢筋绑扎后应及时垫好保护层, 保护层为20mm厚。板支座锚固长度为35d, 板底筋锚固长度为300mm。且应伸过扁梁中心线5d。钢筋绑扎时应注意保护GBF高分子合金组合内置模, 板面钢筋绑扎完后, 即可使板底钢筋、单肢箍、板面钢筋形成一个可临时施工荷载的空间结构, 铺上木跳板后可作为临时道路, 以方便操作和防止破坏。
板面钢筋绑扎后设置马凳支撑板面钢筋, 以保证负筋、面筋位置的正确, 严禁在上面踩踏。
3.3 GBF高分子合金组合内置模及电气管线的安装
(1) GBF高分子合金组合内置模支架固定。空心楼盖的模板支承体系支设完毕, 楼板预先钻孔、预留洞口开口完成且板底筋绑扎完成并垫好保护层后, 即需进行支架固定;支架的位置结合排管图确定。基本原则为:支架沿板块内垂直内置模方向固定, 固定方式可以是将支架绑扎在板筋上, 通常为在两根支架支撑一排内置模。内模支架示意图见图1。
(2) 排放GBF高分子合金组合内置模。支架固定完成后即按照排管图铺放内置管模。在内置管模的铺放过程中, 按照支架方管位置依次铺放。布管严格按照内模布管图的相关布置要求进行施工, 同时内置管模的排放应综合考虑楼板预留孔的位置, 孔洞应预留在内模之间的板上, 尽可能少切断受力主筋为原则。洞口附近内模布置如图2、图3。
在具体的操作中, 首先拉线完成纵横两个方向各一排内置模的布置, 剩余内置模据此左右两边对齐;内置模安放必须保持顺直, 整体顺直度偏差不大于0.25%, 且不大于15mm, 并且两排管之间间距要符合设计要求。
安装时要注意施工人员不得直接在内置模上行走, 行走时需铺设木板。内置模在施工运输过程中要轻拿轻放, 不得直接抛扔, 避免挤压, 吊装时必须使用专用吊篮吊运。严禁用缆绳直接绑扎内置模进行吊运, 内置模被吊到安装楼层后应及时排放, 不应再叠层堆放。
(3) GBF高分子合金组合内置模抗浮技术措施。在浇筑混凝土的过程中, 内置模会发生上浮, 导致楼板厚度超出设计要求, 必须采取有效措施控制上浮。本工程采用14#铁丝 (双根) 两道分别于内置模两头绑扎后穿过底模板板底固定。具体做法见图4。
(4) 破损GBF高分子合金组合内置模处理。施工过程中如发生GBF高分子合金组合内置模破损, 原则上应更换。也可对破损处用胶带进行封补, 填塞, 孔洞较大的可在孔内塞入塑料布、水泥包装袋等对钢筋、混凝土无害的材料, 再进行封补。修补的标准为混凝土水泥浆不进入内。
现浇混凝土空心楼盖结构中内模的安装应按模板分项工程的要求进行施工质量控制和验收, 对内模安装完成后尚应进行隐蔽工程验收。
(5) 预留预埋水、电线套管。模板支撑体系安装完毕验收合格后对预埋管进行放线定位。电源线管和给排水管线, 尽量布置在楼板实心区域或管与管之间的肋里。当预留预埋设施无法避开内模时, 采用小尺寸内模等避让措施在管线集中集中处。
3.4 混凝土浇筑及养护
(1) 混凝土的要求:石子粒径级配要合理。粗骨料的最大粒径不宜超过内置模肋宽和板底厚度的1/2, 且不得超过31.50mm。
(2) 敷设泵送混凝土泵管:泵送混凝土泵管尽可能从宽扁梁上架设, 并在泵管下铺设脚手板;需从CBM内模顶面架设泵管, 在内模纵横向肋梁交叉处采用马凳架起并在泵管下垫放减震物 (废旧轮胎) 以减缓泵管对内模管的冲力。
(3) 为避免破坏内置管模, 在混凝土浇筑前, 铺设架空马道, 严禁将施工机具放置在内模上。在施工过程中操作人员不得直接踩踏内模, 混凝土浇筑过程中设专职人员随时检查、修复内模管和钢筋。
(4) 钢筋、预留预埋、内置管模进行检查验收且符合规定要求后, 方可浇筑混凝土。混凝土浇筑时应沿顺筒方向分层浇筑, 不宜沿垂直空心管的方向作多点围拢式浇筑。第一层浇筑厚度不大于内模管径的1/2, 使用插入式混凝土振捣棒 (选用d=30的振捣棒) 仔细振捣, 振捣间距为300mm。所有肋部都必须按规定间距振捣, 不得漏振, 这样才能把内置管模下空气全部排除干净, 使管下混凝土振捣密实。在本块板的肋梁部位混凝土浇筑振捣完毕后, 在混凝土初凝前将剩余板厚的混凝土浇筑至设计标高, 并对肋梁部位混凝土进行两次振捣, 最后使用混凝土平板振捣器沿管长方向振捣板面混凝土。使用振捣棒振捣时, 对同一部位连续振捣时间不得超过3min, 以免破坏内置管模。
(5) 混凝土塌落度不宜小于160mm, 浇筑时混凝土输送泵出口应加弯头避免混凝土直接冲击内模。
(6) 混凝土应振捣密实表面成形找平后, 随即覆盖塑料薄膜封闭, 并加强养护, 拆模时混凝土强度建议达到100%。
4 施工过程中需要注意的问题
(1) 内置管模施工前, 必须根据设计图纸中每块楼板的平面尺寸、施工缝位置、预留预埋、内置管模的排布方向和生产厂家生产的内置管模标准长度, 进行排管设计, 根据已绑扎完毕的支座钢筋位置放置内置管模, 放置完毕后, 检查内置管模的管头间距, 必要时拉线控制。
(2) 为方便垂直运输, 现场制作内置管模吊笼, 通过塔吊将内置管模运至楼层作业面。内置管模的储存、搬运时必须水平放置, 严禁立放, 以避免管模被损坏。
(3) 在内置管模运至作业楼层后, 作业人员根据所在层的排管图进行排放。排管时注意轻拿轻放, 不要碰坏内置管模。
(4) 内置管模堆放场地必须远离明火, 须挂上明显的防火标志。在施工过程中如有电焊、氧焊之类的须对管模有保护措施。
(5) 混凝土浇筑过程必须分两次浇筑到顶, 尤其要注意肋间部混凝土的振捣。
(6) 加强对管模的成品保护, 避免管模的破损。
(7) 施工人员不得直接在管模上面行走, 不得直接在内置管模上面堆放重物和其他作业。采用定型马凳搭设便道, 供施工人员行走, 同时可做混凝土输送管的支架, 严禁施工人员直接踩踏钢筋及内置管模。
(8) 现场施工过程中, 加强对现场管模上浮的监督检查, 对局部较小面积混凝土浮胀凸起可采取反压措施, 予以及时纠正。
(9) 考虑在浇筑混凝土之前, 在楼板模板面肋梁两端打设铁钉, 以便于楼板混凝土达到强度后拆模可清晰地辨别出肋梁位置, 方便以后吊顶及安装管道支架固定施工。
(10) 施工过程中应注意靠内置管模一侧钢筋的保护层厚度及混凝土对钢筋的握裹。
(11) 管模抗浮钢筋抗浮作用点位置为每段内置管距各自端头凹槽内, 确保管模抗浮措施的到位。
(12) 对无梁空心楼盖混凝土配合比进行优化, 严格控制粗骨料直径, 采用DN30mm高频振捣棒, 确保混凝土能有效振捣密实。
5 工程实际应用情况
本工程采用无梁空心楼盖结构, 一方面模板施工速度快, 减少了模板损耗, 混凝土浇筑方便;另一方面由于施工控制得当, 无梁天棚平直度控制在±3mm以内, 观感极佳, 受到各界的好评, 同时节省了天棚二次抹灰的费用。也使得地下室空间更灵活布置;无梁空心楼盖在本工程中降低了施工的总费用, 取得了较好的社会效益和经济效益。
由于无梁空心楼盖结构减轻了结构自重, 降低了工程造价, 也有利于结构的抗震, 增强了结构的保温、隔热、阻声的性能, 增加结构净空高度, 建筑视觉效果好, 这将也是建筑行业推广和应用的方向。
参考文献
[1]CECS175:2004, 现浇混凝土空心楼盖结构技术规程[S]
[2]GB50204-2002, 混凝土结构工程施工质量验收规范[S]
[3]GB50010-2002, 混凝土结构设计规范[S]
[4]傅礼铭.现浇混凝土空心楼盖施工方法[J].施工技术, 2006, 35 (4)
地下车库无梁楼盖设计方法 篇5
地下车库无梁楼盖是将等厚度平板直接支承在几行中间柱上形成板柱体系, 边柱、边梁、地下室外墙均可作为平板的支座。中间柱顶设置托板和斜柱帽形成刚域, 作为平板的支座, 边柱和外墙可设置半柱帽, 特殊部位可设置纵横大梁, 形成局部梁板体系。
地下车库板柱无梁楼盖合理的柱网为7.8~8.4m, 在边跨可适当减小为5.4~8.1m。该结构体系的优点为:可减小地下室层高;车库顶板平整美观, 利于敷设各种设备管线;施工模板简单, 可加快地下室的施工进度;综合的经济技术指标好。该结构体系适用于非人防区和六级人防区, 且车库顶板覆土厚度宜在2m以下。若顶板设计荷载太大时, 楼板较厚, 楼盖材料用量较多;楼盖的抗弯刚度较小, 柱子周边的剪应力集中, 可能会引起板的冲切破坏。
2 柱网布置
地下车库采用无梁楼盖时, 一般按如下规定布置柱网:无梁楼盖的柱网通常布置成正方形或矩形, 以正方形更为经济;无梁楼盖每个方向不宜少于3跨, 以保证有足够的侧向刚度;无梁楼盖的楼板通常采用等厚平板, 板厚由受弯、受冲切计算确定;无梁楼盖在柱头处设置柱帽, 尺寸由板的冲切承载能力控制。柱帽扩大了板在柱上的支撑面积, 减少了板的计算跨度, 也增加了房屋的刚度。
3 无梁楼盖结构内力的分析
现浇无梁楼盖结构内力的分析计算有如下三种方法[1]:
3.1 经验系数法
它是实验研究和实践经验基础上给出的两个方向截面总弯矩的分配系数, 再将截面总弯矩分配给柱上板带和跨中板带, 并按分配的弯矩计算各自的配筋。该方法物理概念清楚, 有极限平衡寓意。它符合一定条件得板系理论分析为依据, 作了设计方法上的简化, 为了使各截面的计算弯矩值能适应各种活荷载的不利布置, 使用该方法时, 应满足下列条件:楼盖每方向至少应有3个连续跨;同一方向上的最大与最小跨度比不应大于1.2;区格应为矩形, 任一区格的长跨与短跨之比不应大于1.5;活荷载为均布荷载, 且不大于恒载的3倍。
3.2 等带框架法
它是将无梁楼盖沿纵横柱列方向划分为纵向和横向的等代梁, 与柱形成等代框架。等代梁的高度取板厚;在垂直荷载作用下, 等代梁的宽度取板跨中心线之间的距离;在水平荷载作用下, 等代梁的宽度取等于板跨中心线距离的一半。这是因为在竖向荷载作用下, 主要靠板带的弯矩把荷载及变形传给柱, 使两者形成等代框架;而在水平荷载作用下, 主要是由柱把水平荷载传给板带, 柱的抗弯刚度比板带小, 所以板带的宽度取得小[2]。
3.3 有限元法
将无梁楼盖划分为若干细小单元, 用板壳单元的有限元程序进行求解。基于有限元分析结果的混凝土板带截面设计方法, 并在PKPM程序Slab CAD, 其基本原理是:将楼板划分为若干板带, 并在板带上设置若干剖面, 利用有限元分析结果积分计算剖面总内力, 形成设计截面, 并根据现行规范的规定进行楼板正截面应力验算和受弯承载力配筋设计。
现结合大连市某工程的设计实例介绍一下各种计算方法。该工程地下车库平面为矩形, 长210m, 宽100m, 标准柱网尺寸为8.1m×8.1m。外墙为钢筋混凝土挡土墙, 顶板为无梁楼盖, 板厚350mm, 顶板覆土厚度为1.2m。柱帽托板厚200mm, 托板宽2.8m×2.8m, 45°斜柱帽高400mm。混凝土强度等级为C35, 钢筋为HRB400级。在顶板消防车道部位, 板厚和柱帽尺寸均适当加大, 本文仅介绍非消防车道处无梁楼盖的计算结果。在竖向荷载作用下, 分别采用上述3种方法计算, 并将计算结果进行对比见表1。
4 计算结果分析
从以上结果可以看出:
经验系数法与等代框架法计算结果相比较, 经验系数法计算出的柱上板带支座负弯和跨中板带支座负弯矩均略大于等代框架法的计算结果, 而柱上板带和跨中板带的跨中正弯矩均略小于等代框架法的计算结果, 两者相差不大。
经验系数法与有限元计算结果比较, 柱上板带的支座负弯矩约为有限元法计算结果的1.1倍, 跨中板带的支座负弯矩约为有限元法的0.95倍。柱上板带的跨中正弯矩约为有限元法计算结果的0.96倍, 跨中板带的跨中正弯矩约为有限元法的0.92倍。等代框架法与有限元法的计算结果相比, 也类似于上述结果, 在此就不再介绍了。
经验系数法、等代框架法计算出的跨中正弯矩均小于有限元法的计算结果, 柱上板带的负弯矩大于有限元法的结果, 跨中板带的支座负弯矩小于有限元法的结果, 主要原因是经验系数法、等代框架法不能充分考虑不同截面的端柱和边梁的作用[2]。
5 结语
随着计算技术和有限元法的发展, 使用电算软件进行结构分析计算已成为发展趋势。用软件有限元法计算时, 可不受结构布置规则性的限制, 并且具有分析精度高, 适用范围广等特点。根据本文对三种不同计算方法的对比分析, 在进行地下车库顶板的结构设计时, 对于较规则的柱网布置范围内, 三种计算方法均适用, 而对于不太规则的部位及端跨计算时, 应综合考虑多种计算方法的结果。
参考文献
[1]于振洲, 金光豪.地下车库无梁楼盖结构设计技术措施[M].北京:中国建筑工业出版社, 2012.
论无梁楼盖设计关键点 篇6
1 无梁楼盖体系内力计算
无梁楼盖结构体系设计可根据弹性理论来分析计算, 也可根据塑性理论进行分析计算, 目前常用的设计方法包括:经验系数计算法、等代框架计算法、精确计算法等。
1.1 经验系数计算法
该法常常适用于较为规则的等代框架建筑, 采用经验系数法时, 建筑物必须符合下列条件:第一, 无梁楼盖结构纵、横方向均超过连续三跨;第二, 任区格内的长跨与短跨之比不小于1.5;第三, 相同方向的最大与最小跨度比值应当小于1.2, 且两端跨度不应大于内跨;第四, 活荷载不应大于3倍的恒荷载设计值;第五, 为确保无梁楼盖低于水平荷载, 在无梁楼盖结构体系中应确保有剪力与抗侧力支撑。
经验系数计算法是基于薄板弹性理论, 得出柱上与跨中板带在跨中截面、支座截面的弯矩系数, 根据经验系数法从而给出无梁楼盖内力数值, 最终总结其纵、横向板的总弯矩, 根据其弯矩分配系数, 从而计算各截面弯矩数值。
1.2 等代框架计算法
等代框架计算法主要是将整个建筑结构沿横、纵划分为纵向与横向等代框架等代框架, 均不同于普通框架柱, 普通框架梁柱均能够传递内力包括弯矩、轴力等, 然而在等代框架体系中, 在竖向荷载条件下, 等代框架梁宽度取值方向与梁跨呈垂直方向, 其数值都均大于柱宽, 仅一小部分竖向荷载靠柱子直接传递, 其余荷载都通过扭矩来进行传递, 所以无梁楼盖体系中代框架柱包括柱帽以及两侧扭臂等, 在设计过程中其刚度都应当充分等代柱的受弯刚度与扭臂受扭刚度。
等代框架梁的尺寸取值, 高度与板相等, 在水平荷载作用下等代框架梁的宽度取1/2板跨中心线间距离, 同时在竖向荷载下取与梁跨度垂直方向的板跨中心线间的距离, 等代框架柱截面往往取柱的截面尺寸, 而柱的实际计算高度, 则取层高扣除柱帽的高度, 如果仅有竖向荷载情况下, 框架可根据分层法来简化柱截面计算, 并根据框架内力计算得出柱内力, 从而获取梁内力数值, 需要分配给小同的板带当区格板的边长比小于3/2时, 便可计算所得等代框架梁中各截面弯矩数值。 (如表1所示)
1.3 精确计算法
该法主要对无梁楼盖结构体系来讲并不是仅仅等代与简化, 同时根据无梁楼盖体系的跨中板带、柱上板带以及柱帽尺寸, 采用有限元法来把无梁楼盖分割为若干个单元, 并用单元有限元法进行计算, 在求解过程中可借助PKPM、SAP2000、GEN以及MIDAS等有限元软件。本文以PKPM软件为例, 主要阐述有限元计算方法:第一, 在建模过程中需要科学处理, 通过PMCAD模块, 在人机交互输入过程中, 在柱间位置上布置尺寸为100mm X100mm矩形截面的暗梁, (在开洞处与边界处最好设置实梁) , 从而便于在SATWE软件在数据处理过程中能精确获取现浇板的边界消息。第二, 借助整体三维模式计算无梁楼盖内力, 在PKPM软件中SATWE模块具有考虑楼板弹性变形的过程, 并以弹性楼板单元作为模拟楼板来计算刚度与变形, 在SATWE软件中将其无梁楼盖中的楼板设置为弹性楼板。第三, 在进行三维计算分析过程中, 需借助SATWE程序中自带厚板分析程序来进一步分析无梁楼盖, 在均布面荷载与线荷载条件下来对楼板内力与配筋计算。
1.4 无梁楼盖结构体系的冲切计算
(1) 在集中反力与局部荷载的作用下, 弯起钢筋与小配置箍筋的板受冲切承载力应符合《混凝上结构设计规范》中关于第6.5.1的规范要求。第二, 当受冲计算能符合《混凝上结构设计规范》关于板厚限制要求, 同时需要配置弯起钢筋或箍筋, 除此以外受冲切承载力与受冲切截面应当符合《混凝上结构设计规范》的相关规范要求。
2 无梁楼盖结构体系构造要求
(1) 楼板配筋应选用双向配筋支座来承受负弯矩的钢筋, 并且选用大于直径12mm钢筋, 同时对无梁楼板应当充分考虑其抗震作用, 板面应根据其抗震要求, 其配筋率应高于25%p。
(2) 无梁楼盖结构体系的抗震设计要求:第一, 房屋的楼梯、周边以及电梯洞口应布置框架梁;第二, 当抗震烈度大于等于8度时应当选用柱帽或托板的板柱节点;第三, 在地震条件下板柱结构根据平面等代框架分析时, 其等代梁的宽度宜采用平面等代框架垂直方向柱距的1/2;第四, 地下层顶板与屋盖宜选用梁板结构;第五, 对于无柱帽平板应在柱上板中布置暗梁, 而暗梁宽度可取柱两侧及柱宽大于1.5倍楼板厚度, 暗梁支座的上部钢筋面积应大于1/2柱上板带钢筋面积, 而暗梁的下部钢筋应当小于1/2上部钢筋。
(3) 对于无柱帽无梁楼盖结构体系, 需布置弯起钢筋与抗冲切箍筋, 且符合其规范的要求。
(4) 对圈梁的配筋形式, 如无梁楼板未伸出柱外侧, 需要在板周边布置圈梁, 而圈梁高度大于2.5倍板厚, 圈梁按计算配筋, 抗扭箍筋为6@200或8@150, 圈梁宜连接形成封闭式, 且搭接长度大于其锚固长度, 抗扭纵筋不小于412, 同时在圈梁下部纵向钢筋直接伸入柱边, 且圈梁上部纵向钢筋须通长布置同时钢筋的搭接点应当布置在跨中。
3 结束语
无梁楼盖结构体系与以往的框架结构体系相比具有建筑空间大, 能够增加其楼层高度, 且施工支模、工序简单, 绑扎钢筋较为便利, 设备工程安装比较方便, 工期短等特点, 但抗震性能差、易受冲切破坏, 对此设计单位应根据该结构体系程特点, 从计算方法、设计要求以及构造措施等方面通盘考虑, 保证设计的科学性、合理性。
参考文献
[1]陈静茹, 熊火清, 彭少民, 等.现浇钢筋混凝土空心无梁楼盖设计弯矩分析[J].武汉理工大学学报, 2002, 24 (7) :24-26.
[2]连晓庄, 陈晓明, 赵晓文, 等.体育馆大厅空心无梁楼盖结构设计应用探讨[J].三峡大学学报 (自然科学版) , 2005, 27 (3) :216-219.
[3]彭省华.无梁楼盖结构设计与工程应用的探讨[J].城市建筑, 2014 (4) :56-56.
底板无梁楼盖 篇7
传统的地下车库一般采用梁板结构, 十字梁或框架梁加大板的结构形式, 这种做法对地下室层高要求高, 施工相对复杂, 且开挖量比较大, 随着技术的不断发展, 无梁楼盖结构体系越来越受到设计院和甲方的认可, 无梁楼盖具有建筑空间大, 车库内顶平整美观, 可有效地增加层高, 利于敷设管线, 经济性好等优点, 而且施工方便, 综合造价相对较低, 因此越来越多的地下结构都采用无梁楼盖这种结构形式。
二、无梁楼盖的几种计算方法
1、等代梁经验系数法
根据《钢筋混凝土升板结构技术规范》, 等代梁弯矩设计值分配比例如表1:
经验系数法需符合下列条件:
(1) 每个方向至少有三个连续跨。
(2) 任一区格的长边与短边之比不大于1.5。
(3) 同一方向上的相邻跨度的中至中跨长之变化不超过较长跨的1/3。
(4) 所有荷载均为竖向均布荷载, 活荷载与恒荷载之比≤3。
经验系数法可按下列公式计算:
X方向总弯矩设计值:M0=q Ly (Lx-2c/3) 2/8;Y方向总弯矩设计值:M0=q Lx (Ly-2c/3) 2/8;
柱上板带的弯矩设计值:Mc=β1 M0;跨中板带的弯矩设计值:Mm=β2 M0,
Lx, Ly——x方向和y方向的柱距;q——板的竖向均布荷载设计值;
c——柱帽在计算弯矩方向的有效宽度;β1, β2——柱上板带和跨中板带弯矩系数。
当满足上述条件时, 采用经验系数法计算无梁楼盖内力, 其计算简图和边界条件都比较符合工程的实际情况, 是手算无梁楼盖非常实用的计算方法, 可以满足工程设计要求。
2、等代框架法
等代框架法是将结构考虑为横、竖两个方向的框架, 将等代梁与支撑柱看做连续结构, 构成平面等代框架。等代框架法可不必满足等代梁的约束条件, 适用于两跨和不等跨的等代梁内力计算分析。根据《钢筋混凝土升板结构技术规范》, 等代框架弯矩分配系数可按下表:
3、有限元分析方法
采用PKPM对无梁楼盖进行建模分析, 在PMCAD中建模, 按楼板输入, 框架之间采用100x100的虚梁, 楼板采用弹性楼板6进行计算, SATWE计算完成后采用SLABCAD软件进行进一步分析, 此方法适用于不容易划分板带的复杂平面板柱结构, 对柱网相对规则的地下车库无梁楼盖, 不如经验系数法和等代框架近似分析方法实用。
三、无梁楼盖柱帽的选取
支撑于柱上的现浇无梁楼盖按有无柱帽可分为有柱帽无梁楼盖及无柱帽无梁楼盖两种类型, 对设有柱帽的无梁楼盖, 柱帽的形式及尺寸一般由建筑美观和结构受力要求确定, 柱帽的厚度由受冲切承载力决定, 柱帽的高度不应小于板的厚度h, 托板的厚度不应小于h/4, 柱帽或托板在平面两个方向上的尺寸不宜小于同方向上柱截面宽度b与4h之和。
四、无梁楼盖配筋
承受竖向荷载的无梁楼盖通常以纵横两个方向划分为柱上板带及跨中板带进行配筋, 划分方式见下图:
无梁楼盖配筋有两种形式, 分离式和弯起式。分离式配筋方式由于施工方便目前在工程界中广泛采用, 弯起式配筋施工较为复杂且难于正确定位, 目前已很少采用。
1、柱上板带纵向受力钢筋:
(1) 板面钢筋中的50%从柱帽边的延伸长度不应小于0.3倍区格板净跨;其余钢筋不应小于0.2倍净跨。
(2) 全部板底钢筋均应通长连续布置。为提高板的抗连续倒塌能力, 钢筋的连接应采用焊接或机械连接, 不应采用绑扎搭接。钢筋接头位置应设置在中间支座两侧各0.3倍净跨范围内。
(3) 边支座处的板底钢筋至少应有两根钢筋穿过柱核心并可靠锚固。
2、跨中板带纵向受力钢筋
(1) 全部板面钢筋从柱帽边向区格板内延伸的长度不应小于0.22倍区格板净跨。
(2) 板底钢筋中的50%应通长连续布置或锚于支座内, 其余板底钢筋可分段设置。
(3) 当相邻区格板的跨度不相同时, 板面钢筋的最小延伸长度应以较大跨度确定。
结语
综上, 无梁楼盖较之梁板结构体系它具有整体性好、建筑空间大, 可有效地增加层高等优点。并且, 采用无梁楼盖体系的建筑物的地震效应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。因此, 采用无梁楼盖结构具有明显的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]何郎平.地下室无梁楼盖结构设计要点探究[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2012, (24) .
[2]邹国辉.地下室无梁楼盖计算方法分析[J].福建建设科技, 2014, (2) :16-18.