空腹楼板在建筑结构设计中的应用研究论文_黄国贤

空腹楼板在建筑结构设计中的应用研究论文_黄国贤

黑龙江省建筑设计研究院 150000

摘要:近年来随着技术的进步,空腹楼板这种结构也得到了较快的完善,正常来说其在框架梁大板结构的建筑工程中具有较好的应用效果。这种结构本身没有次梁结构的存在,所以集中力并不会对框架梁造成影响,框架梁的结构受力情况也得到了较大的改善,并且让整个建筑结构的抗剪能力得到了很大的提高。本文首先探讨了空腹楼板这种结构的布置技术,之后说明了其中一些技术要点,希望可以给相关建设工作的开展提供一些有效参考。

关键词:空腹楼板;结构设计;应用

随着我国经济的发展,建筑行业发展越来越迅速,并且已经成为了我国的一个支柱产业,给我国经济发展做出了巨大的贡献,同时随着技术的进步,也已经有越来越多的工艺应用到了建筑工程中,建筑结构形式也在逐渐变得多样,这些形式也直接体现在结构设计里。空腹楼板这种结构目前应用仍然不够广泛,但这种结构可以节约建筑成本、提高工程质量,在建筑结构稳定性上具有很好的效果,所以现在已经有越来越多的人开始重视这项技术了。本文针对这种结构方式进行了简要介绍和说明。

一、布置结构的相关要点

(一)主梁-大板部位

对于无梁楼盖结构来说,内力分析也是一项非常重要的内容,目前来看,有两种可行的办法,分别是单跨板和连续跨板的类型。单跨板形式的设计过程中,首先需要合理运用密肋截面,这样还可以大大减少费用消耗情况,这种结构方式最大的优势就是可以大大节约费用,并且还能够减轻结构的重量,主梁大板这种结构形式也就能够最大程度上发挥出优势。但是如果其采用的结构是连续板,那么设计过程中,就可以采用箱形截面。将截面和面板通过设计的优化来进行组合,在支座的两侧设置足够面积的箱形截面,这样就可以大大提高整体结构的弯矩,具有足够的承载力。除此之外,对于密肋截面来说,弯矩承载也是一项重要的参数,保证了这项内容就可以大大减轻整个结构的重量,充分发挥出截面自身的性能,进而不断提高建筑工程的施工质量。

(二)在无梁板结构的布置技巧

如果空腹楼板是在无梁板结构中进行布置,而且荷载的范围以及柱网的面积相对来说较小的情况下,需要应用到的截面主要为密肋截面,然而,在截面范围相对较大以及柱网面积相对较大的情况下,则需要尽可能的选用箱型截面形式。在对无梁板结构进行设计的时候,最好可以将两种结构形式相结合,在柱顶的板块上进行箱型截面的设置,而在中间的部分则需要进行密肋截面的设置,并且要注意对柱间距进行合理控制的基础上,实施内力的设置以及钢筋梁用量的确认。

二、关于内力分析情况

(一)关于主梁大板

正常来说,在设计过程中,首先需要了解主梁内部应力情况以及具体分布情况,同时还应该对主梁的结构有所了解,这样才能给相关的设计工作和施工工作提供有效的理论依据。但是由于空心楼板自身结构的问题,应该保证其自身具有足够的厚度,正常来说其厚度应该达到普通实心楼板的两倍,这也就给主梁的强度提出了要求。所以如果能够起到较好的承载作用,就需要我们在结构设计中增加侧翼的宽度,并且应该结合实际施工需要来增加楼板截面的面积,并保证框架梁的刚度增加到原来的两倍。在设计过程中也应该合理应用软件,分析楼板内部的应力情况。

除此之外刚度也是一项非常重要的设计指标,一方面需要保证钢板的厚度,并且保证内部应力分布的均衡,按照实际支撑条件来保证计算的合理性。在这种条件下的计算没结果不仅可行性较高,并且还具有高效率的优势,进而保证设计质量。

(二)内部应力分析

在对无梁楼盖结构中的内力进行分析的时候,可以采用的方法主要有两种:其一是利用等待框架法,其二就是采用经验系数法。其中,经验系数法在实际的应用中,只能够针对垂直荷载内力进行计算,而无法对水平荷载的内力进行计算。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是等代框架法在实际的应用中,却能够同时对水平荷载下以及垂直荷载下的内力进行有效的计算,但是值得注意是,在应用这一方法对内力进行计算的时候,垂直荷载应分别按两个方向单向传递分别计算,水平荷载应改变等代框架梁宽度单独计算,然后与垂直荷载下的内力进行叠加。

三、截面配筋构造

(一)有梁板的配筋

(1)板面负筋

空腹板沿支座长度的板面负筋可采用两种配置方式:①与实心板相同,按每延米配置在面板内;②按每肋配置在密肋内。板面支座负筋伸入板内的长度与实心板相同,一般为板块短跨的1/4。

(2)板底配筋

对于T型密肋板,由于肋宽较小通常只配一根钢筋在肋底。对于工型密肋板,下翼缘宽度为150-190,一般配3到5根钢筋在下翼缘内。板底配筋可以有两种形式:①与实心板相同,按每延米配置在底板内;②按每肋配置在密肋内。

(二)无梁板的配筋

(1)板底配筋:板底配筋按板带配置,配筋方式与有梁板相同。

(2)面配筋:板面负筋按板块配置,柱顶板块内配双向受力筋,柱间板块在跨中板带方向配受力钢筋,拄上板带方向配构造钢筋,跨中板块内均配构造钢筋。

(3)其他翼缘配筋:跨中扳块及柱问板块的面层板及箱型板的底板;内按构造配筋,一般配双向肋间;肋架立筋:跨中板块及柱间板块的柱上板带方向的肋顶架立筋配一根密肋;肋内箍筋:柱上板带肋内箍筋按计算配筋。跨中板带肋内箍筋一般为构造配筋。

四、空腹楼板优势分析

(一)结构受力

楼板是典型的受弯控制构件,其抗弯承载力与楼板截面高度的平方成正比,即楼板截面高度提高一倍,楼板的抗弯承载力提高为原来的四倍。空腹楼板的混凝土空心率可高达40~70%,也就是说采用与传统实心楼板同样多的混凝土材料,可使楼板截面高度提高为原来的2~5倍,其抗弯承载力提高为原来的4~20倍,因此,满足相同的承载力要求,可减少梁板用钢量40~50%,或可成倍提高楼板的跨度。

(二)传力路线

传统梁板结构是将楼面荷载集中为线荷载传递给次梁,次梁再将线荷载转变为集中荷载传递给主梁(或框架梁),框架梁再将集中荷载传递给柱子。而空腹板结构主要用于两类结构体系:D)板~柱(或板-柱-剪力墙)结构体系,其传力路线是将楼板上的面荷载直接传递给柱子。

(三)结构传力

传统梁板结构的梁、板刚度差异悬殊,板的平面外刚度被忽略,楼板荷载按面积线性传递给梁(通常是梁跨中荷载最大,支座处最小。空腹板的截面高度为传统平板的2~5倍,截面惯性矩为传统平板的8~125倍,其平面外刚度已不可忽视,梁、板刚度差异大大缩小,因而改变了荷载的传递特征,使荷载的传递呈抛物线型向支座处集中,即越靠近支座反力越大,梁跨中反力最小。

五、结语

经过前文的总结我们已经知道,在建筑工程的设计阶段,空腹楼板这种新型结构具有多方面的优势,其最大的优势就是分散结构中的应力,避免应力的集中,所以可以大大提高框架梁的强度,改善受力情况。在这个过程中,框架梁抗剪能力的改进也是非常重要的一项内容,所以结合以上几条因素,建筑整体结构就可以得到很大程度的改进,为结构设计带来一系列改进。相信在未来一段时间的实践过程中,空腹楼板这种结构如鞥然会不断完善,这样也能大大提高其应用范围。

参考文献:

[1]吴金齐. 探析空腹楼板在建筑结构设计中的应用对策[J]. 建筑工程技术与设计, 2015(3).

[2]杨期柱. 大跨度钢—混凝土组合空腹楼板理论分析与试验研究[D]. 湖南大学, 2016.

[3]冯承辉. 薄壁箱体现浇砼空腹板楼盖有限元分析与设计方法研究[D]. 湖南大学, 2004.

[4]曹文泽. 几类新型石膏模无梁楼盖结构的研究与开发[D]. 贵州大学, 2016.

[5]张阿粒. 薄壁箱体现浇砼空腹板楼盖结构的理论分析[D]. 湖南大学, 2004.

论文作者:黄国贤

论文发表刊物:《防护工程》2017年第26期

论文发表时间:2018/1/24

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