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摘要：无梁楼盖又称之为板柱结构，它由楼板和柱组成承重结构，他以传力直接、整体性好，施工简便、提高施工进度、最大限度的提高楼层净高、降低建筑高度、减少工程造价而受到广泛的重视，进一步加强对其的研究非常有必要。基于此本文分析了地下室无梁楼盖计算方法。
关键词：地下室；无梁楼盖；计算方法
1、概述
1.1、地下室无梁楼盖的特点
无梁楼盖为双向受力板柱结构，无梁楼板为四点支承双向板。研究表明，无梁楼板开裂前处于弹性工作状态，随着荷载的增加，裂缝首先出现在柱帽顶部，随后不断发展，出现在跨中中部的1/3跨度处，再后来成批地出现板底裂缝，直至柱帽顶部、柱列轴线的板顶和跨中的板底出现很大的裂缝，此时，钢筋受拉屈服，混凝土达到极限压应变，楼板也出现严重破坏的状态。
将无梁楼盖运用于地下室，可有效降低地下室层高，从而减少地下室总埋深。从使用效果来看，可增加地下室的有效使用面积，节约通风设备和长期供电的投入。就结构成本而言，可降低基坑支护费用，减少基坑土方开挖量，节约地下室竖向构件的材料用量。
由于无梁楼盖有上述几个特点，因此无梁楼盖被越来越多地运用于地下室中。另外，因为无梁楼盖具有明显不同于有梁楼盖的特点，因此应高度重视其结构的设计。
1.2、无梁楼盖结构形式的选择
传统的无梁楼盖为等厚度无梁楼盖，随着技术的进步，出现了柱上板带厚于其他部位的不等厚无梁楼盖。无梁楼盖按是否设置柱帽，可以分为不设柱帽、设锥形柱帽和设方形柱帽三种形式。
根据刚度原理，柱上板带刚度大于其余部位有利于荷载的传递，因此，从受力合理性来看，不等厚无梁楼盖优于等厚度无梁楼盖。必须指出的是，不等厚无梁楼盖可能因构造的需要，其用钢量略大于等厚度无梁楼盖，但其受力合理、自重较轻，所以仍然建议优先选择不等厚无梁楼盖。无梁楼盖是否设置柱帽，主要取决于柱上板带的厚度是否满足抗冲切的要求。如果厚度合适，且不需要配置或仅需配置少量抗冲切箍筋就能满足要求时，则不设柱帽；否则需要设柱帽。如果仅仅需要提高板抗冲切能力，则需要设置锥形柱帽。如果既要提高板抗冲切能力，又要改善柱上板带受力状态，则需要设置方形柱帽。
2、地下室无梁楼盖计算方法
2.1、等代框架法
等代框架法是指：将结构分别沿着纵横柱列方向划分为具有‘框架柱’和‘框架梁’的纵横向框架。视无梁楼盖为支承在柱子的等代梁，等代梁跨度取柱中心线之间的距离，等代梁宽度取柱两侧区格板半跨之和，板的厚度就是等代框架梁的高度。无梁楼盖为支承在柱上的等代梁，当考虑支承柱（边墙、内墙）对等代梁的约束作用，将等代梁与支承柱（边墙、内墙）视为连续结构，则构成平面等代框架。竖向荷载作用下，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。
分析表明，当矩形板区格LX/LY=0.67～1.5时，无梁楼盖等代梁在竖向荷载下，内支座负弯矩的75%，跨中正弯矩的55%，边支座负弯矩的90%，由柱上板带承受，其余弯矩由跨中承受。等代框架法和经验系数法等代梁弯矩设计值都按这个比例分配给柱上板带和跨中板带各截面。等代框架法可用于竖向荷载作用下不满足经验系数法限制条件的两跨和不等跨的等代梁内力分析，也可用于满足经验系数法限制条件的等代梁内力分析。
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2.2、经验系数法
经验系数法因为是最方便的方法而被广泛采用，经验系数法的提出是有过试验研究和实践经验的基础的，不用担心可行性，使用经验系数法计算只要有总弯矩，再使用总弯矩乘以弯矩分配系数就能得到各个截面的弯矩了。使用经验系数法也是有必要条件的：（1）至少要有三个连续跨在每个方向分布；（2）同一方向跨度比少于1.2，端跨的跨度少于邻跨的跨度，任意区隔内跨度比不大于于1.5，可变荷载不能大于永久荷载的3倍；（3）结构体系中应该要有抗侧力支持或者剪力墙。
2.3、有限元分析法
内力有限元分析法在实际工程中常采用PKPM系列SLABCAD楼板有限元分析软件中的弹性楼板6进行计算，有限元分析法将无梁楼盖划分为众多细小单元，各单元之间进行变形协调计算，并得出准确的地下室无梁楼盖内力数据，跟经验系数法和等代框架法相比，SLABCAD在柱帽和洞口对刚度的影响上考虑的要多一些，还有水平荷载作用下的内力等等，且适用于不容易划分板带的复杂平面的板柱结构。
3、地下室无梁楼盖计算方法应用
3.1、工程概况
某一建筑项目，包括8幢商用、住宅楼以及配套的地下室等部分，地表上层的建筑面积为72000m2，地表下层的建筑面积为17980m2，设计抗震等级为6级，设计基本的地震加速值是0.05g，Ⅱ类场地，设计的地震分组在第一组。对于单层的地下室，采用8.1m×5.5m和8.1m×6.2m的柱网。顶板土厚度为1m，层高4m，除主楼以外，其他地下室的顶板均使用无梁楼盖结构的设计方案，地下室的顶板厚度为350mm，使用600mm×600mm的柱截和2500mm×2000mm、厚400mm的柱帽。单层地下室中，C30的混凝土以及HRB400级钢筋用来浇筑柱、梁、板，对于计算方法，采用的是SLABCAD有限元来分析计算地下室的顶板。
3.2、底板无梁楼盖设计
3.2.1、PM模型输入
对于无梁楼盖在使用PMCAD进行建模时，要输入等代梁或者虚梁，对于此，有隐含的规定：虚梁即是截面尺寸为100mm×100mm的矩形砼梁，通过虚梁的设置，能帮助SLABCAD软件在接替PMCAD前期处理时遗留的包括楼板外边界的信息等各种数据进行自动读取收录，这样能从侧面帮助划分楼板单元。因为梁没有刚度，所以在进行分析计算时，SLABCAD软件的前期处理程序会将所有的虚梁自动删除。
3.2.2、板带设计和验算
对于板带的设计和计算，有以下2种性质有效的办法。1）依照PM中输入的等代梁的位置和宽度对板带进行划分。2）在程序中设置好宽度的比值对板带进行自动划分。针对竖向的应力，要对结果进行配筋，在读取的SATWE计算数据的基础上根据有限元和水平的应力大小来进行对应的计算。要依据设计中指定的方式来划分板带，然后再对板带的边界进行相应的调整，将板带的宽度进行改变。
3.2.3、使用有限元分析设计
复杂的楼板在程序之中包含了许多单元，其中就包括壳单元和板弯曲单元，对于普通的工程而言，需要使用板弯曲单元对板的弯曲度进行细致的分析。在处理程序中，有一个输入洞口是“楼板修改”，是PMCAD的一个补充项，在PMCAD输入异行房间的洞口不能正常使用的情况下，就可以使用“楼板修改”。在对板顶原来的设计弯矩系数的参数进行调整或者重新设定时，一定要对负弯矩区域因为形成塑性线而产生相应的内力重分布的情况进行慎重的考虑，可以将板底的弯曲放大系数进行调整来促进正弯矩的调整。
总之，地下室结构采用经济合理的设计形式和计算方法是非常关键的，这对于平衡开发商的开发费用以及购房者的实际需求具有非常现实的意义，需要重点加强研究。
参考文献
[1]王冬.无梁楼盖应用于地下室顶板的若干算法[J].工程设计与研究，2012，(01):20-22.
[2]焦秀欣，李雪亮.倒无梁楼盖式地下室底板计算方法的探讨[J].广东科技，2009，(12):154-155.
论文作者:安灵健
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/18
标签：楼盖论文; 地下室论文; 弯矩论文; 楼板论文; 荷载论文; 系数论文; 框架论文; 《基层建设》2018年第3期论文;