摘要：在当今建筑工程设计中，建筑专业对施工功能方面的要求有了较大程度的提高，而且对结构进行实际设计的过程中常常会有异形楼板的出现。异形板在设计的过程中具有一定的复杂性特点，这也属于结构设计中的一个难点。笔者在本文中以某工程实例作为参考，对工程中的异形楼板做出有限元分析，并且在此基础上总结出了异形楼板结构的受力特点，同时提出一些结构之中钢筋配置方面的建议，希望由此能够为阅读本文的异形楼板设计人员提供一些参考。
关键词：建筑施工图设计；异形楼板；结构设计；有限元分析
在异形楼板结构中的受力情况较为复杂，并且在异形楼板转角位置的应力比较集中，而且楼板容易有开裂的问题，这属于结构设计过程中的一个难点。下面笔者结构某工程实例的楼板情况进行有限元分析，对于结构的受力特点做出总结，并且在此基础上对异形楼板结构钢筋配置方面提出建议。
一、模型简介
某高层中采用的是现浇剪力墙的结构，如下图1所表示的是高层一个弧形的客厅与餐厅的布置。
图1：楼板平面布置图
结合建筑专业对于高层使用功能方面的要求不可在客厅和餐厅间设梁，由此便使这个结构成为一个具有较大跨度的异形楼板。因为该结构所采用的是现浇结构，因此在异形楼板的周边所采用的是固定支座的支承形式。我们对板上装修、楼板自重以及抹灰等荷载进行充分的考虑后，假设楼板每平方米的恒载为5.5kN，并且每平方米的可变荷载为2kN。下面笔者在本文通过PKPM程序之中的slabcad模块来对该异形楼板的应力予以分析，为能够更加准确的将楼板的实际应力情况反映出来，就需要在对单元进行划分的过程中把单元网络格取350毫米×350毫米的标准。
二、有限元分析
考虑到餐厅和客厅的旁边都设有楼板，基于这种情况该异形楼板和相邻的楼板间就共同形成了连续板。在对工程进行实际设计的过程中，虽然不润需在建筑结构之中设梁，然而结构专业为了对传力进行明确，便经常对异形楼板中的凸角位置对暗梁进行设置。基于这种情况在进行slabcad进行分析时，需要依照有暗梁和无暗梁两种情况来予以具体的分析，我们可以参照上文之中的图1与下文之中的图2。假如所设置的楼板厚度为15厘米的话，常常会对暗梁的厚度选择400×150毫米的标准。
图2：带暗梁楼板平面图
通过对上文图形进行观察可以发现，在异形楼板的凸角位置上的应力比较集中，而且相比于普通楼板的受力特点而言在其他位置楼板的应力分布上也较为一致。结合相关的数值可以发现凸角位置的应力在峰值时能够达到其旁边位置平均应力数值的4倍左右。基于这种情况在具体设置的过程中就需要对阳角未知的钢筋布置予以足够的重视，通过这样来对较大的应力进行抵抗，进而来更好的对该位置楼板开裂问题进行有效的避免。
三、配筋建议
楼板在弯矩的作用下主要通过钢筋来对相应的拉应力进行承担。基于这种情况可以结合弯矩的分布来对楼板中的钢筋布置方法进行确定。结合上文所进行的有限元分析结果可发现不必对楼板底部的钢筋特别予以放大，而是通过楼板的厚度和跨度便能够得到一个较为合理的数值。由于在阳角位置上的应力比较集中，如果依照这个位置的应力数值来对整块楼板的适用性和安全性进行计算的话便会取得一个非常保守的楼板厚度与钢筋数量等数值。基于这种情况，对钢筋进行配置就可以依照梁边大部分区域中的顶部弯矩来对楼板上的钢筋进行配置，并且针对应力比较集中的阳角部分可放射钢筋予以配置。放射钢筋在配置的过程中需要以阳角的角点作为中心，依照放射状来进行布置。结合上述板应力图可发现在距离凸角四分之一板跨位置上已经不存在负弯矩，由此只将放射钢筋的强度取四分之一的板跨。
结合配置暗梁楼板的应力分析情况来总结，可以发现暗梁的布置并没有对楼板的应力起到理想的改善效果，特别是在楼板阳角位置只有对刚度较大的明梁进行布置才可以将楼板成功的划分成两跨，进而来使阳角位置所承受的楼板应力能够得到有效的降低。结合上述案例所提及的板楼，可发现楼板中的厚度达到150厚后绝大部分的配筋所采用的都是构造配筋，这种方法所具有的经济性效果并不理想。而如果针对150厚的板楼做带箍筋安粮的话，将保护层厚度扣除后还需要对双层双向钢筋所占的厚度进行扣除，并且在这之后还需要对暗梁箍筋的厚度予以扣除，这种情况下暗梁钢筋间的距离也就相对比较小，依照受弯构件来进行计算，力臂便比较小，由此便会影响到梁的截面高度优势的发挥。然而如果以剪力墙结构作为切入点分析的话，两个阳角都布置了剪力墙，为了更好的将传递水平力发挥出来和使整个结构所具有的整体性得以保证，需要从概念设计的角度出发，在两个阳角间对加强钢筋进行布置。综上，在两个阳角剪力墙间需要对纵向加强钢筋进行布置，并且将钢筋的布置位置选择楼板的上下层钢筋中间。按照上文中我们参考的实例布置加强钢筋的数量可是3根，并且所选加强钢筋的直径为16。
在对楼板的底部布置钢筋的过程中，需要选择双向通长布置的方法，然而针对于楼板钢筋的顶部钢筋来看，如果跨中并没有板面负弯矩存在的话，可对分离式配筋的方法进行应用。大部分人员在实际设计的过程中，为了更好的对异形楼板进行加强，便会在楼面钢筋应用双向通长布置的方法，然而就上述参考的实例来看，因为阳角下方板比较狭长，基于这种情况便可应用部分分配式的配筋方式来进行处理，通过这样来使所应用的钢筋数量得以节省。
结束语
结合上文中，参考某实际工程中的异形楼板做出有限元分析和配筋便可得出下面几个结论。①在异形楼板的阳角位置应力相对比较集中，并且在其它位置上应力并不会发生突变，实际设计过程中可以在阳角的位置使用放射钢筋，对集中应力予以抵抗，进而来避免有裂缝的问题发生；②对暗梁进行设置的过程中并不能使异形楼板的受力方式得到改善，如果对暗梁设置的钢筋比较密集的话也会影响到施工的顺利进行，因此对于暗梁布置的意义并不大。然而针对两阳角都有剪力墙的结构而言，为了更好的对其整体性进行保证，就可以适当的在上下层的钢筋中间设置一些纵向的加强钢筋；③对于那些较为狭长的异形楼板而言，在楼面之中负弯矩为零的位置可对局部分离式配筋的方法进行应用，通过这样可以使钢筋使用的数量得到有效的节约。
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论文作者:黄健1,刘静2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/24
标签：楼板论文; 钢筋论文; 应力论文; 异形论文; 位置论文; 结构论文; 弯矩论文; 《基层建设》2019年第5期论文;