广东省轻纺建筑设计院 510388
摘要:无梁楼盖是一种双向受力楼盖,在楼盖中不设梁,楼板与柱构成板柱结构体系,具有整体性好、建筑空间大、可有效地增加层高、施工方便等优点。本文主要介绍了地下室无梁楼盖的特点、如何选择地下室无梁楼盖结构形式、无梁楼盖结构的构造要求以及无梁楼盖计算方法的确定。本文旨在与同行相互学习,共同进步,希望对日后的相关工作提供一定的借鉴作用。
关键词:无梁楼盖;地下室
引言
无梁楼板结构系统,也叫做板柱结构体系,就算不设置梁肋在楼盖中,也可以将板直接支承在柱上。无梁楼盖是一种压力地板,地板负载直通过柱子在传给基础。无梁楼板结构分为平板和密肋板。根据无柱帽可以分为无柱帽轻型无梁楼盖和有柱帽无梁楼盖。根据施工程序可以分成现浇式和装配整体式无梁楼盖。使用升板法施工的无梁楼盖即为装配整体式的一种。根据经验,当楼面可变荷载标准值在5kN/m2以上,跨度在6米以内,无梁楼盖较肋梁楼盖经济,因此无梁楼盖大都是用于多层厂房、库房以及书库等建筑。无梁楼盖的柱网都使用正方形或者矩形,使用正方形上最经济,板内钢筋沿两个方向的布局。在墙上的地板可以支持或支持边柱的环梁,或边柱外悬臂伸出援手。楼盖的四周可支撑在墙上或支撑在边柱的圈梁上,或伸出边柱外。相同条件下的净空高度下,无梁楼建筑高度小于交梁楼盖,因此可以减少房子的体积并节省墙体的结构;无梁楼盖有一个平整的天棚,所以照明、通风和卫生设施条件好;因为它的模板简洁,可以节省模板用量和简化施工,所以,采用无梁楼盖结构具有明显的经济效益和社会效益。对无梁楼盖结构如何进行工程设计研究具有一定的现实意义。
最近这几年,非常广泛的应用在各种建筑的地下室,无梁楼盖结构系统较简单的,传力路径短,快速和方便,相比于传统的梁板结构下,无梁楼板结构模板结构简单,有效改善地下空间的净高,减少地下室埋深和使综合技术经济指标更好。地下室平面梁楼显然是不同于有梁楼盖结构的特征,可以先由地下室平面梁地板的特点开始分析。
一、地下室无梁楼盖的特点
无梁楼盖是双向力板柱结构,无梁楼板为四点支承双向板。有研究表明,无梁楼板开裂前处于弹性工作状况,随着负荷不断增加,裂纹首先出现在柱帽的顶部,然后不断的发展,会出现跨中中间的三分之一跨度处,然后底部出现裂缝,此时,钢筋受拉屈服,混凝土已经到达极限压应变,楼板也处于严重破坏的状态。无梁楼盖可以应用在地下室,可以有效地减少地下室层高,从而减少总基底埋深。从使用效果可以看出,可以增加地下室面积的有效利用面积,节约通风设备和长期电力供应的投资。在成本结构方面来看,可以减少基坑支护成本,减少基坑土方开挖量,节省地下室竖向构件的材料用量。因为无梁楼盖由于以上几个特点,所以无梁楼正越来越多地应用于地下室。此外,因为无梁楼盖具有明显不同于有梁楼盖的特点,因此应要重点关注结构设计。
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二、如何选择地下室无梁楼盖结构形式
传统平面梁楼就是等厚度无梁楼盖,随着技术不断的发展,出现了柱上板带比其他部位厚的不等厚无梁楼盖。无梁楼盖可以按照是否设置柱帽可分为三种:不设柱帽、设锥形柱帽以及设方形柱帽,柱帽的主要功能是抗冲切。从受力的合理性来看,不等厚无梁楼盖优于等厚度无梁楼盖,因为以刚度的原理为依据,柱上板块刚度比其他位置大对荷载的传递是有利的,但是不等厚无梁楼盖会由于它的构造需要更多的用钢量,在这方面,不等厚无梁楼盖受力可能会更加合理些,重量则更轻。
三、无梁楼盖结构的构造要求
(一)楼板的配筋方式。楼板配筋通常使用双向配筋。支座上承受负弯矩的钢筋,宜采用不小于12毫米直径的钢筋。考虑地震无梁楼板,板顶应当要求抗震加固,抗震钢筋的配筋率应大于0.25倍支座处负钢筋的配筋率。
(二)建筑抗震墙的板柱结构抗震设计要求。建筑抗震墙板柱设计的要求。 ①周围的房屋和楼梯,应使用电梯孔周边架梁。② 有一个托板或柱帽的板柱节点的连接,应使用的8度的地震强度。③ 地震按等效平面框架分析,这应该使用垂直于框架的方向柱距50%等效平面代梁宽度的平板结构。④ 屋顶和地面房屋屋盖,宜采用板结构。 ⑤ 无柱帽板应在柱上板带中设置,两侧暗梁宽度和列宽不大于1.5倍的厚度。塔的上部暗梁加强轴承面积不应钢带面积,钢筋的暗梁下部不小于1/2的上部分不到50%。
(三)无梁楼盖没有柱帽结构,需配置抗冲切箍筋或弯起钢筋,应按照相应的规范去做。
(四)圈梁配筋形式。当无梁楼板没有伸出外柱外侧时,应该设置圈梁在板的四周,圈梁截面高度要大于板厚的 2.5 倍。圈梁按计算配筋,抗扭箍筋应该大于Φ6@150或Φ8@200,而且要作出封闭式,搭接长度要大于锚固长度,抗扭纵筋也应大于4Φ12,圈梁下部纵从钢筋的两边延伸到柱外边,上部纵向钢筋须通长布局,而且搭接点应该在跨中。
四、无梁楼盖计算方法的确定
(一)无梁计算方法常见的楼盖主要有:①经验系数法。总截矩的计算在两个方向上,然后在相同的方向和交叉带分配给列条一定经验系数的横截面。②等代框架法。结构分别向纵向和横柱方向上的列分割为等框架的纵向和横向处理,然后将其分别计算和分析。③有限元法。该结构被分成许多小单位,然后使用本构关系和边界模拟的刺激力,最终计算内部力量结构。
(二)经验系数法
经验系数法,因为它是最方便的方法被广泛使用,经验系数法中已经实验研究和在实践经验的基础上,使用经验系数法计算,然后用总力矩力分配系数可以通过的时刻的各部分相乘来获得。经验系数方法也是必要条件:(1)至少有三个连续跨度分布在各个方向上;(2)在相同的方向上比小于1.2的跨度,小于不大于1.5的可变负荷的任何段内跨越邻近跨度,跨度比端跨度的跨度不能大于永久载荷三次;(3)该系统的结构应具有要有抗侧力支持或者剪力墙。
(三)等代框架法
框架的方法是指:沿纵向和横向的结构被分类为在列方向具有“框架列”和“框架梁”的框架上。无梁相当于梁柱支撑的代梁,等代梁跨度取柱中心线之间的距离取后,等代梁宽度取柱半柱网板区上交叉的两侧板的厚度是高度等效架横梁。无梁楼盖支撑在等效梁柱,考虑支撑柱时对等代梁的约束力,将等代梁与支承柱认为连续的结构,构成了一个平面代框架。在竖向荷载下,可求解无侧移等代框架各杆件的内力;水平荷载作用下,可求解有侧移等代框架各杆件的内力。
(四)有限元分析法
有限元法被用于楼盖结构构件分割过程中许多更小的部分进行计算,使用这种方法测量楼盖的跨中、柱上板带以及帽尺寸,并与边界条件模拟测试其结构的关系进行计算,并根据内力的模拟的结果计算。
结论
无梁楼盖较之传统的梁柱结构体系具有建筑空间大,施工支模简单,钢筋绑扎方便,施工速度快等优点,但受力复杂、抗震性能差。无梁楼盖结构由于无楼层梁便于水电管道通行,争取了空间的可用净高,有利于建筑物减少层高,减轻了地下室土方开挖量,减少了施工排水费用(有地下水时)。而且施工支模、简单的工序,相对方便的绑扎钢筋,相对方便的设备项目安装,工期短等特征,但抗震性能差、易受冲切破坏,对这设计单位要依据这构造系统的特征,从计算办法、设计需求和结构措施等方面通盘思考,确保设计的科学性、适当性。
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论文作者:陈智铭
论文发表刊物:《基层建设》2016年6期
论文发表时间:2016/7/6
标签:楼盖论文; 结构论文; 地下室论文; 楼板论文; 钢筋论文; 圈梁论文; 跨度论文; 《基层建设》2016年6期论文;