广东新长安建筑设计院有限公司 515041
摘要：建筑行业在经济发展推动下得到较快的发展，社会对建筑功能的使用情况也有较高要求，也使建筑在结构设计中有了更多的设计元素，尤其是大跨度异性楼板的设计和应用，这种异性楼板的受力情况和其他结构的受力情况相比较复杂，这个结构的应力集中部位是在转角处，很容易有楼板开裂的现象出现，这为结构设计工作带来较大难度，尤其在钢筋配置上，更应该注意，防止出现质量问题，影响整个建筑结构的质量。
关键词：施工图设计；异形板楼；结构设计
引言
异形楼板结构属于建筑构筑物的一种结构，在设计中较常见。随着社会经济的发展进步，社会群体对建筑使用功能提出了更高要求，加大了建筑结构设计的难度。其中异形板楼结构与建筑其他结构相比，具有一定特殊性，其结构应力普遍集中于转角部位，一旦设计不合理，极易出现楼板开裂的情况，严重影响建筑结构设计的有效性，甚至阻碍建筑施工的正常进行。因此加大力度探讨建筑异形板楼结构设计的具体情况，对于建筑工程结构质量控制具有重要意义。
一、异形板楼结构简介
异形板楼是一种常用的建筑构筑物结构，这种板楼虽能应用在高层建筑中，但对高层建筑的层数有严格限制，异性板楼具备十分明显的优势，被广泛的应用在高层建筑中。
首先，应用异形板楼结构能够控制建筑面宽，同时对建筑进深也有一定的控制作用，因此使得建筑面宽与进深之间的相协调。异性楼板的使用时间较长，通过对面宽及进深之间的控制，使得整个建筑形成开放的空间，因此其舒适度更佳，利于建筑居民生活与学习。
其次，利用使得卧室及客厅得到更多光照，因为异形板楼设计人员在对建筑房间进行设计时，十分注重房间设计，不需要错杂分面，这是异形板楼的另一个主要优势。设计人员一般都会将与门接近的位置设计为厅或玄关，之后将厨房等设计在背阳的地方，而卧室及客厅则设计在朝阳位置，这种设计方式能够建筑内部得到充足阳光，利于通风。
二、模型介绍
有一高层结构是现浇剪力墙，在客厅结构和餐厅结构布置时有较高要求，从专业的建筑使用功能来看，餐厅和客厅之间不能设梁，就要设计一个较大跨度的异形楼板，才能满足这两个户型结构的使用要求。因为是现浇建筑结构，所有靠在异形楼板边上的支撑形式都可以当做一个固定支座。但在实际施工中还要对楼板的自重问题有所考虑，还有板上的装修情况，此外还要考虑到抹灰后的荷载力，将这些因素都考虑在内，其楼板受承受的恒载力达到5.5kN/㎡，而可变荷载达到了2kN/㎡。对于异性楼板应力的分析，下面将使用PKPN程序来准确分析出异性楼板实际承受的应力，在分析前，要先对其进行单元划分，单元网格取值在350×350mm为最佳。
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三、有限元分析
在建筑结构中，客厅和餐厅的边上都有楼板，而这个楼板也就和异形楼板形成一个连续板，在建筑的实际施工中不可以在这种结构上设梁，但考虑到实际的结构类型，并为了传力效果足够明确，专业的结构设计通常都会是在异形楼板的凸角位置处设置一个暗梁。所以在设计分析过程中，就要对有暗梁的楼板和没有暗梁的楼板分别进行分析，如果假定楼板的实际厚度为150mm，暗梁厚度就要取值为400×150mm，这样分析会得出更准确的结果。异形楼板应力最集中的部位就是凹角位置，而其他位置的楼板应力分布情况都没有较大差别。要是从分析数值上来看，凹角位置的实际应力峰值很高，和其他位置的应力相比要高出4倍，在对钢筋进行布置时要特别注意阳角那个位置，要让其能对较大应力有抵抗作用，才能将楼板开裂的几率降到最低。从有暗梁梁的楼板和没有暗梁的楼板对比情况来看，设置暗梁的异形楼板并不会有较大的应力影响，即便是设置了暗梁，凸角位置所承受的应力情况也没有预想效果要好。也就得出一个结论，就是设置暗梁后，并不会改善楼板的实际应力分布情况。
四、配筋建议
在异形楼板结构中是受到弯矩作用影响的，楼板的所有应力都是要由钢筋去承担，在布置楼板部位钢筋时要依据实际的弯矩分布情况来定。楼板底部是不用特别放大钢筋的，主要因为能依据楼板的实际跨度情况，及其厚度，取到的值很合理。在楼板的阳角部分，其应力较鸡枞，在对楼板的使用性和安全性计算时，要参考这个部位的应力值，要是这两者取值是相等情况，就有取得一个相对保守的应力值。所以在配筋时要依据楼板顶部的弯矩作用，及楼板的面筋情况来定，放置钢筋最合适的地方就是阳角部位，因为这里的应力较集中。放射钢筋以阳角角点为中心，按放射状布置。距离凸角四分之一板跨的位置已没有负弯矩，因此，放射钢筋的长度取四分之一。
五、板跨能满足受力要求
从配置暗梁的楼板的应力分析来看，布置暗梁对楼板应力的改善并不大，尤其是对楼板阳角位置。只有布置成刚度较大的明梁时，才能把楼板分为两跨，减小原来阳角位置的楼板应力。当楼板的厚度超过150厚以后，大部分配筋均为构造配筋，并不经济。而在150厚的楼板厚度的情况下，如果做带箍筋的暗梁，在扣除保护层厚度后，再扣除双层双向钢筋所占的厚度，再扣除暗梁箍筋的厚度后，暗梁钢筋之间的距离已相当小，按受弯构件来计算，其力臂很小，无法发挥梁的截面高度的优势，但对于剪力墙结构来说，如果在两个阳角都有剪力墙布置，为了有效传递水平力，保证整个结构的整体性，从概念设计的角度出发，应在两个阳角之间布置加强钢筋。因此，建议在两个阳角剪力墙之间布置纵向加强钢筋，钢筋布置在楼板上下层钢筋之间。以上述楼板为例，可以布置3根直径16的加强钢筋。
楼板的底部钢筋应双向通长布置，但对于楼板顶部钢筋来说，在跨中没有板面负弯矩的情况下，可以采用分离式配筋。实际设计中，很多设计人员为了对异形楼板进行加强，对板面钢筋也采用双向通长布置，但对于以上实例中的楼板而言，由于阳角以下的板较狭长，因此，可以采用局部分离式配筋的方式来处理，以节约钢筋。对于异性楼板结构的钢筋配置来说，一定要考虑到楼板的实际应力情况来定，让楼板的安全性有所保证。
结束语：异形楼板结构中，应力普遍集中于阳角位置，其余位置的应力保持均匀分布，无突变情况发生，为保证异形楼板结构的稳定性，降低裂缝发生几率，可以通过放射钢筋的方式对阳角位置进行合理设置。由于暗梁设置并未取得理想的应力效果，异形楼板的受力方式并未得到有效改善，因此在建筑施工图设计中，对异形板楼结构分析时，应当掌握好钢筋布置间距，在异形楼板上下层钢筋之间布置纵向加强钢筋，促进异形楼板施工的顺利进行，切实保证异形板楼结构的整体性，提高异形板楼结构设计的合理性，为建筑工程质量控制奠定坚实的基础。
参考文献
[1]吴成富，杨雪玲，李炳林，陈绍伟.当前民用建筑施工图设计中的常见问题与思考[J].广东建材，2011（5）.
[2]王慧来.浅谈如何加强工业与民用建筑工程的管理[J].民营科技，2011（3）.
论文作者:郑金彬
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第23期
论文发表时间:2018/1/16
标签：楼板论文; 应力论文; 异形论文; 钢筋论文; 结构论文; 建筑论文; 位置论文; 《建筑学研究前沿》2017年第23期论文;