2022年關(guān)于無梁樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析..

1、關(guān)于無梁樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的摸索單位+作者名稱【摘要】無梁樓蓋是一種雙向受力樓蓋 ,在樓蓋中不設(shè)梁 ,樓板與柱構(gòu)成板柱結(jié)構(gòu)體系,具有整體性好 ,建筑空間大的特點(diǎn) ,可有效地增加層高、施工便利等優(yōu)點(diǎn)；但其同時也具有受力復(fù)雜 , 抗震性能差等缺點(diǎn)；本文系統(tǒng)介紹了無梁樓蓋的設(shè)計(jì)方法, 在設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)驗(yàn)算的部位和一些構(gòu)造要求,供參考；【關(guān)鍵詞】無梁樓蓋 ;等代框架法 ;體會系數(shù)法 ; 1 引言無梁樓蓋結(jié)構(gòu)體系又稱板柱結(jié)構(gòu)體系 ,這是相對梁板結(jié)構(gòu)體系而言的；在我國 ,無梁樓蓋結(jié)構(gòu)體系是近年來進(jìn)展較為快速的一項(xiàng)建筑結(jié)構(gòu)新技術(shù)；較之傳統(tǒng)的密肋梁結(jié)構(gòu)體系它具有整體性好、建筑空間大,可有效地增加層高等優(yōu)點(diǎn)；在施工方

2、面 , 采納無梁樓蓋結(jié)構(gòu)體系的建筑物具有施工支模簡潔、樓面鋼筋綁扎便利,設(shè)備安裝便利等優(yōu)點(diǎn) ,從而大大提高了施工速度；因此 ,采納無梁樓蓋結(jié)構(gòu)具有明顯的經(jīng)濟(jì)效 益和社會效益；常用于冷庫、商場、倉庫、書庫等建筑；但無梁樓蓋結(jié)構(gòu)體系也有其自身的缺點(diǎn) : 由于取消了肋梁 , 使無梁樓蓋結(jié)構(gòu)體系的抗彎剛度減小、撓度增大,柱子周邊的剪應(yīng)力高度集中 , 可能會引起局部板的沖切破壞 ; 側(cè)向剛度比較差 , 層數(shù)較少時可以設(shè)置板柱結(jié)構(gòu)來抗擊水平荷載, 當(dāng)層數(shù)較多或要求抗震時 ,一般需要設(shè)剪力墻、筒體等來增加側(cè)向剛度；對無梁樓蓋進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的討論具有肯定的實(shí)際意 義；2 運(yùn)算方法2.1 等代框架法等代平面框架法

3、 ,將整個結(jié)構(gòu)分別按縱、橫柱列方向劃分為具有“框架梁 ”和“框架柱”的縱向與橫向平面框架；等代框架梁的寬度,就依據(jù)不同的荷載情形分別取值, 當(dāng)采納空間分析程序進(jìn)行垂直荷載下等代框架運(yùn)算時,為防止單向加全載使柱軸力重復(fù)運(yùn)算 ,同一工程需沿兩個主軸方向分別加載運(yùn)算,即在運(yùn)算 x 向y 向等代框架時,y 向x 向梁上不加載 ;仍應(yīng)留意結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重對梁柱內(nèi)力的影響,一般情形下 ,結(jié)構(gòu)自重不宜由程序自動運(yùn)算 ,有關(guān)梁、柱荷重應(yīng)直接輸入；等代框架的梁的寬度為豎向荷載作用時 ,取板跨中心線之間的距離 ;為水平荷載作用時 ,就取板跨中心線之間距離的一半較為相宜；等代框架梁的高度取板的厚度；等代框架的運(yùn)算高度為

4、:對于樓層,取層高減去柱帽的高度 ;對于底層 ,取基礎(chǔ)頂面至該層樓板底面的高度減去柱帽的高度；當(dāng)僅有豎向荷載時 ,等代框架可近似的按分層法運(yùn)算:所運(yùn)算樓板均看作上層柱的固定遠(yuǎn)端 .這就將一個等代的多層框架的運(yùn)算變?yōu)楹啙嵉亩踊蛞粚訉攲涌蚣艿倪\(yùn)算 .運(yùn)算中應(yīng)考慮活荷載的不利組合 .最終得出的等代框架梁彎矩值 ,按所對應(yīng)的系數(shù)安排給柱上板帶和跨中板帶；等代框架法的適用范疇為任一區(qū)格的長跨與短跨之比不大于2;可用于體會系數(shù)法受到限制處 ,如雙跨結(jié)構(gòu)、不等跨結(jié)構(gòu)、活荷載過大的結(jié)構(gòu)、不同的豎向荷載和水平荷載等；2.2 體會系數(shù)法體會系數(shù)法是最便利的方法 ,因而被廣泛采納；體會系數(shù)法是在試驗(yàn)討論與實(shí)踐體

5、會的基礎(chǔ)上提出來的 ,運(yùn)算時只要算出總彎矩 ,再乘上彎矩安排系數(shù) ,即得各截面的彎矩；假如合用體會系數(shù)法的條件 ,用體會系數(shù)法很簡潔 ,也運(yùn)算的比較精確；體會系數(shù)法就是按邊跨條件定義邊跨的內(nèi)力,內(nèi)跨用 0.65mo 與 0.35mo 來安排內(nèi)力；所以第一必需運(yùn)算在簡支下的跨中彎矩mo ；無梁樓蓋要留意的就是運(yùn)算跨度的問題,運(yùn)算模型 ,運(yùn)算荷載；假如仍有柱帽和托板,仍要留意內(nèi)力會往支座處傾斜 ,這個時候要留意截面設(shè)計(jì)的位置 ,和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造；板厚的取值應(yīng)當(dāng)依據(jù)長跨的來確定；運(yùn)算模型就是簡化為一個方向的單向板 ,x,y 向都要運(yùn)算 100%的荷載 ,相當(dāng)于運(yùn)算 2 次單向板,分別運(yùn)算受力鋼筋；需要留意

6、的是體會系數(shù)法的應(yīng)用范疇必需滿意以下幾個條件: 1 每個方向至少應(yīng)有三個連續(xù)跨 :2 同一方向上的最大跨度與最小跨度之比不應(yīng)大于1.2;3 任一區(qū)格板的長邊和短邊之比不大于1.5;4 可變荷載和永久荷載之比不大于3;5 不規(guī)章柱網(wǎng) ,柱的偏離值不應(yīng)大于跨度的 10%；3 截面設(shè)計(jì)對豎向荷載作用下有柱帽的板 ,考慮到板的穹頂作用 ,除邊跨跨中及邊支座外 ,其他截面的運(yùn)算彎矩 ,均乘以 0.8 的折減系數(shù)；板的有效高度 ,同一區(qū)格在兩個方向的同號彎矩作用下 ,應(yīng)分別采納不同的有效高度；當(dāng)為正方形區(qū)格時,為了簡化起見 ,可取兩個方向有效高度的平均值；4 無梁樓蓋的沖切運(yùn)算在局部荷載或集中反力作用下不

7、配置箍筋或彎起鋼筋的板 ,其受沖切承載力應(yīng)滿意混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 gb50010-2002 第 7.7.1 的要求;配置箍筋或彎起鋼筋的板,應(yīng)滿意混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 gb50010-2002 第 7.7.3 的要求；當(dāng)無梁樓蓋的跨度大于 6m,或其相鄰跨度不相等時 ,按等效靜荷載和靜荷載共同作用下求得的沖切荷載 ,應(yīng)乘以系數(shù) 1.1 作為沖切荷載設(shè)計(jì)值；當(dāng)無梁樓蓋的相鄰跨度不等 ,且長短跨之比超過 4:3,或柱兩側(cè)節(jié)點(diǎn)不平穩(wěn)彎矩與沖切荷載設(shè)計(jì)值之比超過 0.05 c+h0c 為柱邊或柱帽邊長時 ,應(yīng)設(shè)箍筋；5 運(yùn)用 pkpm 軟件進(jìn)行無梁樓蓋的設(shè)計(jì)5.1 無梁樓蓋的整體三維運(yùn)算無梁樓蓋結(jié)構(gòu)的整

8、體運(yùn)算可通過pkpm 軟件中的 satwe 軟件進(jìn)行；由于satwe 軟件具有考慮樓板彈性變形的功能 ,可以采納彈性樓板單元較為真實(shí)的模擬樓板的剛度和運(yùn)算變形；在建模時應(yīng)進(jìn)行肯定的處理:在 pmcad 人機(jī)交互式輸入時,在軟件中需輸入框架梁的位置上布置截面尺寸為100*100 的矩形截面虛梁； 但在邊界處及開洞處最好是布置實(shí)梁；這里布置虛梁的目的有二:其一是為了 satwe 軟件在接力 pmcad 的前處理過程中能夠自動讀取樓板的外邊界信息;其二是為了幫助彈性樓板單元的劃分；當(dāng)然 ,虛梁是不參加結(jié)構(gòu)的整體分析的,實(shí)際上 satwe 的前處理程序會自動將全部的虛梁過濾掉；此外,為了正確分析該結(jié)構(gòu)

9、 ,在 satwe 程序中仍應(yīng)將無梁樓蓋的樓板定義為彈性樓板；在tat 軟件中,對于無梁樓蓋結(jié)構(gòu)來說,由于沒有梁和柱子相連 ,一般我們必需依據(jù)規(guī)范中的規(guī)定將板簡化為雙向等代框架梁進(jìn)行運(yùn)算；因此 ,在用 pmcad 對無梁樓蓋進(jìn)行人機(jī)交互式建模時 ,第一應(yīng)確定等代框架梁的寬、高 ,也即確定等代框架梁的剛度；在采納 satwe 軟件分析無梁樓蓋結(jié)構(gòu)時 ,由于 satwe 軟件具有考慮樓板彈性變形的功能 ,可以采納彈性樓板單元較為真實(shí)的模擬樓板的剛度和運(yùn)算變形；特別是在 2001 年 4 月以后的版本中增加了一種能真實(shí)運(yùn)算樓板平面內(nèi)和平面外的剛度的樓板假定 :彈性板 6；因此我們就不用將樓板簡化為雙

10、向等代框架梁體系了,而是直接對無梁樓蓋體系進(jìn)行三維分析運(yùn)算；當(dāng)然,我們?nèi)员匦柙诮r進(jìn)行肯定的處理；5.2 樓蓋的設(shè)計(jì)運(yùn)算無梁樓蓋的整體分析運(yùn)算完成后,我們可以利用 satwe 軟件中的 “復(fù)雜樓板有限元運(yùn)算 ”slabcad模塊進(jìn)行樓蓋的分析運(yùn)算；第一點(diǎn)取 “生成樓板有限元分析數(shù)據(jù)”菜單來生成有關(guān)的運(yùn)算數(shù)據(jù) ,并將相應(yīng)的運(yùn)算條件及運(yùn)算參數(shù)進(jìn)行定義；假如是預(yù)應(yīng)力樓板的話仍應(yīng)選取預(yù)應(yīng)力參數(shù)；當(dāng)然,此時必需留意的是 :由于有限元的運(yùn)算原理所致 ,對于樓板的有限元劃分長度不一樣可能會對運(yùn)算結(jié)果產(chǎn)生肯定的影響；同時我們?nèi)钥裳a(bǔ)充輸入無梁樓蓋的其它數(shù)據(jù),如樓板的洞口及柱帽等特別構(gòu)件；并可對樓板不同部位的板

11、厚進(jìn)修改 :同時,我們?nèi)钥梢栽跇前迳咸砑尤我獾暮奢d ,包括在pmcad 建模時無法輸入的板上的任意線荷載及點(diǎn)荷載；此外,我們?nèi)钥梢暂斎胫ё两导凹s束等補(bǔ)充數(shù)據(jù)； slabcad 的補(bǔ)充數(shù)據(jù)輸入完畢后我們就可以通過“有限元分析和運(yùn)算 ”菜單對無梁樓蓋進(jìn)行設(shè)計(jì)運(yùn)算了；對無梁樓蓋的運(yùn)算內(nèi)容主要包括樓板的內(nèi)力、位移、配筋運(yùn)算及板的沖切驗(yàn)算等；運(yùn)算完畢后再通過“分析結(jié)果圖形顯示 ”菜單查詢其運(yùn)算結(jié)果；6 構(gòu)造要求6.1 抗沖切箍筋配置按運(yùn)算所需的箍筋及相應(yīng)的架立鋼筋截面面積應(yīng)配置在與45 度沖切破壞錐風(fēng)光相交的范疇內(nèi) ,且從集中荷載集中面或柱截面邊緣向外的分布長度不應(yīng)小于1.5h0; 箍筋應(yīng)做成封閉式

12、,箍筋直徑不應(yīng)小于 6mm,也不宜大于 12mm,其間距不應(yīng)大于 2h0/3；6.2 抗沖切彎起鋼筋配置按運(yùn)算所需的彎起鋼筋其彎起角度可依據(jù)板的厚度在3045 度之間選取 ;彎起鋼筋的傾斜段與沖切破壞錐體斜截面相交,其交點(diǎn)應(yīng)在集中荷載作用或柱截面邊緣 以外 1/22/3 板厚的范疇內(nèi)；彎起鋼筋直徑不宜小于12mm,且每一方向不宜小于三根；6.3 樓板配筋形式樓板配筋一般采納雙向配筋；支座上承擔(dān)負(fù)彎矩的鋼筋,宜采納不小于直徑為12mm 的鋼筋；考慮抗震的無梁樓板；板頂面應(yīng)配置抗震鋼筋,其配筋率應(yīng)大于0.25 為支座處負(fù)鋼筋的配筋率；6.4 設(shè)置抗震墻的板柱結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要求房屋的周邊和樓梯、電梯洞口周邊應(yīng)采納有梁框架;抗震烈度 8 度時宜采納有托板或柱帽的板柱節(jié)點(diǎn) ,托板或柱帽根部的厚度 包括板厚不宜小于柱縱筋直徑的16 倍；托板或柱帽根的邊長不宜小于4 倍板厚及柱截面相應(yīng)邊長之和 ;房屋的屋蓋和地下一層頂板 ,宜采納梁板結(jié)構(gòu)等6.5 圈梁配筋形式當(dāng)無梁樓板不伸出外柱外側(cè)時 ,在板的周邊應(yīng)設(shè)置圈梁 ,圈梁截面高度不應(yīng)小于板厚的 2.5 倍；圈梁按運(yùn)算配筋 ,抗扭箍筋不應(yīng)小于 a6200 或 a