李政辉
七台河市市政建筑勘察设计院 154600
摘要：近年来，我国目前的建筑建设数量逐渐增多，这就使得人们对于建筑结构的设计有了一定的关注。在对建筑结构进行设计时，要想能够使得建筑房屋的使用功能够得到极大的体现，使建筑房屋的整体美观性得到最大限度的体现，就需要采用大跨度楼板结构设计作为建筑主体结构的设计形式，这一结构的应用，可以提升建筑室内的空间，但是这一结构在设计上也存在一定的问题，其中最常见的问题就是裂缝问题。本文就关于大跨度楼板结构设计的几点思考进行了分析，希望能够对建筑施工者和设计者提供一定的参考。
关键词：大跨度楼板；结构设计；思考
在人们对建筑的功能要求不断提升的过程中，为了能够最大限度的满足人们的需求，大跨度楼板开始应用到建筑结构设计中，大跨度楼板的应用在一定程度上使得建筑的空间变得更加的宽广，而且有效的提高了建筑空间应用的便利性，同时也为人们对空间布置预留出足够的空间。但是大跨度楼板在结构设计的过程中，其也具有一定的问题，要想使得这些问题能够得到有效的控制，就需要在其进行结构设计的过程中，能够注意一些设计的要点，从而保障大跨度楼板可以充分的应用到建筑整体结构中，从而保障建筑的整体设计质量。
1、隔墙荷载的取值
如今在对建筑结构进行设计时，主要采用计算机进行计算，然而计算机设计中所采用的软件，无法对隔墙线的荷载进行有效的输入，计算机中的软件只能够将隔墙的自重荷载与楼面的荷载摊铺在一起。在对梁柱的配筋进行计算的过程中，不需要将隔墙的荷载进行放大处理，只需要将其配筋荷载与一个被放大的系数进行相乘。在楼板局部对线荷载进行作用时，可以得出内力系统，通过得出的内力系数，可以对隔墙荷载的下楼板进行有效的计算，并且能够总结出下楼板计算的规律。
1.1当隔墙荷载平行于短跨边且长短跨之比时，荷载离支座之内，取荷载放大系数；荷载作用在位置时，则荷载放大系数为。
1.2当荷载平行于长跨边对楼边结构内力影响较小，隔墙荷载作用位置距离支座时荷载放大系数为；距离支座时取荷载放大系数为；距离支座时荷载放大系数为。
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隔墙荷载平行于短跨边更为不利，以上荷载系数取值都为理论值，忽略了在实际受力过程中隔墙自身的抗剪强度，隔墙荷载作用在楼板上，使楼板产生向下的挠度，荷载向板边分布，对楼板受弯承载力计算是有利的，因此实际工程中隔墙荷载放大系数取值并没有那么大。但是这个有利因素到底能起到多大作用？通过结构计算软件PKPM中“SATWE复杂楼板有限元分析”程序对按实际荷载的输入的板进行分析与用《建筑结构计算实用手册》中楼板计算内力所得结果进行比较，结论如下：
取荷载放大系数计算：对于支座内力，手算结果折减10%仍然比按有限元计算分析结果大；对于跨中内力，若不考虑支座调幅则手算结果略小于有限元计算，若考虑支座调幅10%则略大于有限元计算结果。
取荷载放大系数计算：对于支座内力手算比电算结果大得多；跨中内力二者比较接近；若考虑支座弯矩15%的调幅，则手算结果在支座和跨中均比按有限元分析结果大10%。
则按上述结果分析，在一般的结构设计过程中，隔墙荷载放大系数对建筑结构计算是安全的。在大跨度板结构设计中要通过构造措施减小板的裂缝，宜设置的抗裂钢筋与原支座负筋搭接。
2、边梁弹性扭矩的计算
次梁、楼板及楼板预应力钢筋引起边梁发生扭转效应，在大跨度楼板中一般无需搭设次梁，下面主要分析计算因楼板板端弯矩及预应力引起的边梁扭矩。
2.1楼板边缘弯矩引起的边梁扭矩计算
单跨板带边梁为计算模型，设按有限元分析计算结果得到的边梁扭矩与四边固定楼板的边梁扭矩之比为；为四边固定楼板支座弯矩系数；为楼板计算跨度；为所对应的梁长，则边梁扭矩计算公式为，现在主要是确定值取多大。
按有限元理论分别对宽长比为0.5、0.75、1.0三类板进行计算，为了方便计算假设恒载为，经有限元分析得到板端的弯矩即为板对梁的扭矩，此值为梁上的分布扭矩，需要进行叠加的最终梁端扭矩，此计算方法繁琐工作量大，我们可以根据已有数据来对梁的扭矩进行简化计算，将四边固支的板的弯矩系数再乘以一个系数来求得梁的扭矩。
假设板的边梁是固定不发生任何位移的刚体，这样板的竖向位移在跨中位置最大，梁端位移为0，即得出板端部弯矩承抛物线分布，抛物线面积，因此梁端扭矩为。
经有限元计算结果分析得，式中的大小还与梁板截面的刚度比、荷载及板的跨度比有关。
上述所确定的值范围太大，给实际工程中应用带来很多不便，而且对于不等跨板的边梁扭矩需要计算两次。实际计算中发现，短跨梁的扭矩小于长跨梁，因此我们只需计算长跨梁的扭矩即可，又因为长跨梁，即，当越小则取值越大。
3、现浇预应力楼板引起的梁端扭矩计算
楼板预应力钢筋锚固在梁内，相当于在梁上施加了侧向力，会引起边梁产生扭矩和侧弯矩，边梁所受板传来的均匀分布的侧向力会使梁发生角度为的扭转，下面通过一个具体例子计算边梁扭矩的大小。
假设梁的支座不产生位移，边梁受到预应力板的影响长度为，则混凝土板在边梁处受到的压缩位移为，则根据几何关系的扭转角，梁的极惯性矩，则梁的扭矩为。
因此，由于预应力楼板引起的边梁扭矩是比较大的，这部分扭矩主要有梁支座处倒L截面承担且随着构件产生塑性变形而减小。预应力使梁的侧向产生的弯矩大小可根据长的梁端固定，其中一段支座产生的位移等于来计算，此时梁截面的惯性矩为，此侧向弯矩也会随着构件发生塑性变形后逐渐减小。
4、楼板开洞处理
大跨度楼板在实际的应用中，其主要被广泛的应用与房间的布置中，而在利用其对建筑室内空间进行布置的时候，由于各种因素的影响，而使得其会出现裂缝的问题，久而久之就会产生裂洞。针对洞口不足1m的大跨度楼板缝隙，可以直接采用钢筋附加的方式，对洞口周边的承载力进行有效的提升，从而使得空口不会扩大。然而，当洞口的直径达到了1m以上，就需要对洞口周边的应力进行有效的计算，对于可能影响到洞口应力的因素进行分析，从而可以保障洞口能够承受足够的重力。对楼板的配筋进行计算的过程中，可以忽略洞口的存在。而假设洞口的边长为L时，洞口的集中应力值就需要按照1.5L宽的板带来表示。当洞口和支座桥之间的距离较远的时候，就需要对距离支座边较远的洞口的配筋进行拉长处理，要想保障楼板可以更为安全的使用，就需要在直径较大的洞口上架设上反小梁，这样就可以有效的使得洞口周边的荷载力得到提升，并且也可以洞口中的钢筋可以满足相关锚固长度的具体需求，这样就能够使得楼板可以安全的应用到结构设计中。
5、结语
总而言之，应用大跨度楼板可以有效的免除主次梁之间进行搭接，这样就可以提升建筑的整体空间，使得人们可以对室内空间进行自由的布置，在目前的建筑结构中，大跨度楼板也逐渐开始被应用，然而，对大跨度楼板进行计算以及对其进行构建的时候，所提出的要求也相对较高。只有采用合理的方式，对大跨度楼板结构进行合理的设计，才能够保障大跨度楼板应用的合理性，从而使得建筑的整体质量得到有效的提升。
参考文献：
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[4] 郭起钧.上海地区楼板结构的现状及发展建议[J].混凝土与水泥制品.2013（02）
论文作者:李政辉
论文发表刊物:《基层建设》2015年14期供稿
论文发表时间:2016/1/12
标签：楼板论文; 荷载论文; 支座论文; 扭矩论文; 弯矩论文; 隔墙论文; 洞口论文; 《基层建设》2015年14期供稿论文;