凌俊峰
哈尔滨市永大建筑设计有限责任公司 150090
摘要：异形板楼结构是建筑设计中普遍采用的一种建筑构筑物结构，这种结构成本低廉，而且利用建筑卧室以及客厅接收到更多的光照，因为深受建筑设计人员以及用户的喜爱。但是这种异形板楼的设计需要注意多方面的问题，比如配筋的问题。本文主要介绍了一个工程实例，然后对异形板楼结构进行介绍，最后通过有限元分析以及配筋方式的阐释，从而得出了相应的结论，希望能够为异性楼板结构的应用提供帮助。
关键词：建筑施工图；异形板楼结构；分析
异形板楼结构具有十分突出的优势，但是其应用的户型比较少，而且一旦应用之后，该户型难以在进行改造，由此设计人员在使用之前，首先应该征求建筑用户的意见，征得同意之后，对其进行合理的配筋，必要时可以利用有限元分析方法进行分析，以此明确设计中需要的数据参数。本文笔者通过有限元的分析，得出正确的结论，这些结论可以直接被应用在现实建筑施工图设计中异形板楼结构的设计。
一、工程概况
某高层现浇剪力墙结构，其中一个户型的客厅、餐厅布置。根据建筑专业对使用功能的要求，不能在餐厅、客厅中间设梁，从而形成了一个跨度较大的异形楼板。由于是现浇结构，异形楼板周边的支承形式可视为固定支座。假设考虑楼板自重、板上装修及抹灰等荷载以后，楼板的恒载为 5.5kN/m2，可变荷载为 2 kN/m2。下面将对此异形楼板进行应力分析，为了能准确的反应楼板的实际应力情况，在划分单元时，单元网格取为 350x350mm。
二、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，这种板楼虽然能够应用在高层建筑中，但是对高层建筑的层数有着严格的限制，一般而言，其建筑层数不能大于12层，否则容易出现安全事故，因此异形板楼的使用往往比较慎重。异性板楼具备十分明显的优势，正是如此，其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比较长，通过对面宽以及进深之间的控制，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，利用使得卧室以及客厅得到更多的光照，因为异形板楼设计人员在对建筑房间进行设计时，十分注重房间的设计，不需要错杂分面，这是异形板楼的另一个主要的优势。设计人员一般都会将与门接近的位置设计为厅或者玄关，之后将厨房等设计在背阳的地方，而卧室以及客厅则设计在朝阳的位置，这种设计方式能够建筑内部得到充足的阳光，而且利于通风。
最后，成本相对比较低，异性板楼的成本普遍比较高，尤其与塔楼相比，这一优势更加明显，因为如果是多层住宅，利用异性板楼不需要设置电梯，同时也不需要对变频供水系统进行设计，而且也不需要对外墙进行过度的粉刷，因此其成本比较低。
但是异形板楼也有一定的缺陷，即应用这种建筑结构构筑物之后，建筑户型格局难以再对其进行改造，因此居民一旦应用这种板楼，就需要做好不改造的准备。
三、结构设计分析
由于在客厅、餐厅旁边均有楼板，因此此异形楼板与相邻的楼板形成了连续板。在实际工程中，虽然建筑不允许结构设梁，但是为了传力明确，结构专业常常在异形楼板凸角位置设置暗梁。因此，在分析的时候，可以按无暗梁和有暗梁两种情况进行分析，假设楼板厚 150mm，暗梁的厚度取 400x150mm。
通过分析可以得出，异形楼板在凸角位置应力集中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在其他位置楼板的应力分布与普通楼板的受力特点基本一致。从数值上看，在以上算例中，凸角位置的应力峰值是其旁边位置平均应力的 4 倍左右。因此，在设计时，应特别注意阳角位置的钢筋布置，以抵抗较大的应力，防止此位置的楼板开裂。对比可以发现，在楼板中间设置暗梁对楼板的应力影响不大，有暗梁和无暗梁两种情况下的楼板应力分布基本相同，设置暗梁以后在凸角位置的应力集中现象并没有得到比较好的改善。因此，在设计中，如果为了改善楼板应力分布而设置暗梁是不合适的。
四、配筋对策
因为受到弯矩作用的影响，所有板楼的应用主要都是由钢筋来承担，所以，设计人员可以按照弯矩分布的结果，判断出板楼钢筋的位置，由此来对钢筋进行布置。根据有限元分析可知，异性板楼底部不需要过度的放大，设计人员依照板楼的自身的跨度以及厚度，选择一个相对合理的数值即可。但是因为建筑阳角的位置应力过度集中，设计人员如果依据该位置的应力数值来计算整个异形楼板的使用性以及安全性，所得到了数值很可能达不到相应的要求，数值过于保守。所以，设计人员在进行配筋时，可以按照梁边普遍的区域弯矩来进行计算，而在建筑阳角的位置可以选择使用放射钢筋。
放射钢筋以阳角角点为中心，按放射状布置。从前述板应力图中可以发现，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的时候，才能把楼板分为两跨，减小原来阳角位置的楼板应力。对于上面案例中的楼板，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，在扣除保护层厚度以后，再扣除双层双向钢筋所占的厚度，再扣除暗梁箍筋的厚度以后，暗梁钢筋之间的距离已经相当的小，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是对于剪力墙结构来说，如果在两个阳角都有剪力墙布置，为了有效的传递水平力，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。
楼板的底部钢筋应双向通长布置，但是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，但是，对于以上实例中的楼板而言，由于阳角以下的板比较狭长，因此，可以采用局部分离式配筋的方式来处理，以节约钢筋。
五、结论
笔者通过上述实际工程案例的分析，并且使用有限元分析方法以及对配筋所提出的建议，可以概括出下面几点内容：
首先，设计人员应该注意建筑阳角的部位，因为将异性板楼置于其中时，因为该部位的应力集中，而除该位置之外，其他位置并没有出现是十分明显的应力突变，为了防止这一情况，设计人员可以在该部位上设计放射钢筋，这能够提高阳角部位对应力的抵抗，避免其出现比较严重裂缝。
其次，因为异性楼板的受力比较特殊，设计人员选择使用设置暗梁的方式，但是这种方式并没有明显的改善这一问题，另外，如果暗梁设计过于密集，只会影响施工人员施工，因此不需要通过设计暗梁来实现目的，其消极意义要大于积极意义。但是如果建筑两个阳角的部位都需要设置剪力墙结构，这时设计人员应该以建筑整体性为重点，在楼板上下层之间防止钢筋，以此确保整体平衡。
最后，如果异性板楼比较狭长，其楼面负弯矩可以忽略不计，这是设计人员可以选择使用局部分离的方式来进行配筋，这能够达到节约的钢筋的使用。
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论文作者:凌俊峰
论文发表刊物:《基层建设》2015年28期供稿
论文发表时间:2016/3/31
标签：楼板论文; 应力论文; 异形论文; 钢筋论文; 板楼论文; 建筑论文; 位置论文; 《基层建设》2015年28期供稿论文;