关于无梁楼盖的一些见解
关于无梁楼盖的一些见解

无梁楼盖的设计方法分为以下三种:(一)经验系数法经验系数法的大致思路:首先求得楼板在计算方向上的总弯矩,再将此总弯矩按照比例分配柱上板带和跨中板带的控制截面(支座和跨中)。
此方法含以下几个要点:1. 柱上板带和跨中板带的划分,此问题在后面另有讨论。
2. 总弯矩的计算。
这里的总弯矩是指以一品框架柱的负荷宽度为计算宽度,以考虑柱帽而修正的柱间距为跨度,按简支梁算得跨中总弯矩。
例举X 方向总弯矩公式见下:2)32()(81c lx ly q g Mox -+= ly: Y 方向柱距lx : X 方向柱距c : 柱帽在计算方向的有效宽度3. 分配系数将计算方向上所算得的总弯矩(例如Mox )分配给柱上板带和跨中板带各自的支座截面与跨中截面,仅需要将总弯矩乘以以下表格中的系数即可。
(选自《北京统一技术措施》,《全国统一技术措施》与《混凝土升板结构技术规范》中与此类表格略有不同)∑ -0.530.4 -0.67 -0.67 0.33 ① ② ③ ④⑤ 分析以上系数的求和值:-( ① + ③ )/2 + ② = 1.0- ④ + ⑤ = 1.0由此可以看出,板带跨中和支座截面弯矩的分配,遵照了梁支座及跨中弯矩间的一般规律,及两端支座负弯矩的平均值与跨中弯矩求和等于按简支梁计算的跨中弯矩。
由于无梁楼盖的塑性调整能力很强,为了减少柱上板带支座钢筋,在总弯矩不变的条件下,允许将柱上板带负弯矩的10%分配给跨中板带负弯矩。
4. 适用条件经验系数法适用条件,如下:a. 每方向至少应有三个连续跨b. 同方向相邻跨度的差值不超过较长跨度的30%c. 矩形柱网两方向柱距的比值不大于2d. 可变荷载和永久荷载的比值不大于3经验系数法简单易行,但只能用于楼盖体系在竖向荷载下的计算,由于没有考虑竖向构件与楼盖间的相互影响,不能分析整体结构,更无法考虑地震作用,加之适用条件较为苛刻,实际工作中的应用面较小。
(二) 等代框架法等代框架法的大致思路:以楼板厚度为梁高度,以一定的规则选定梁宽度(后详),以某种方法考虑柱帽对框架计算跨度及层高的影响,建立等代框架,进而进行竖向荷载及水平地震作用下的单品框架的计算,得到内力结果后,将竖向荷载下等代框梁的内力按照下表分配给柱上板带和跨中板带,跨中板带便可直接进行截面设计,而柱上板带和框柱尚需进行地震工况和竖向荷载工况的内力组合,以及规范对框架结构要求的内力调整后才能进行截面设计。
地下室无梁楼盖的设计方法探讨

地下室无梁楼盖的设计方法探讨地下室无梁楼盖的设计方法探讨在现代建筑中,地下室的应用越来越广泛。
地下室不仅可以作为仓储、车库等空间的利用,还可以作为商业、公共等建筑的重要部分。
而对于地下室的设计,无梁楼盖正成为一种趋势。
本文将从设计方法的角度来探讨地下室无梁楼盖。
一、无梁楼盖的优点无梁楼盖是指楼盖中没有横向的梁,而是采用了预应力钢筋混凝土板作为承载结构,能够达到更好的承载能力、抗震性以及美观度。
相比有梁楼盖,无梁楼盖的优点主要体现在以下几个方面。
1. 提高空间利用率无梁楼盖的设计将梁和板合二为一,从而达到了更小的截面、更高的跨度和更好的空间利用率。
2. 增强抗震性能无梁楼盖的整体性更强,可以有效地提高结构抗震性能,保证使用安全。
3. 美观度更高无梁楼盖可以减少结构的繁琐性,从而增加了建筑的美观度和艺术性。
二、无梁楼盖的设计方法1. 结构构型的设计无梁楼盖的设计是以结构构型为基础的,需要灵活运用混凝土板、预应力钢筋等材料,形成适合结构体系的构型,使得整个建筑物有更好的稳定性和承载力。
2. 构件的材料和设计混凝土楼盖板虽然是无梁的,但需要在设计时尽可能牢固,避免出现墙面开裂、板面掉块等情况。
同时,需要适当加强预应力钢筋的力度,保证整个楼盖能有足够的承载能力。
3. 设计结构节点结构节点是无梁楼盖设计中的重要环节,需要根据不同情况制定相应的节点设计方案。
在节点设计中,需要注意梁板之间的连接方式,以及板面和墙体之间的连接方式,避免出现因节点设计失误而引起的结构破坏。
三、无梁楼盖的应用案例目前,无梁楼盖的应用已经在许多建筑项目中得到了广泛的应用,如地铁站、商场、展馆等地下室空间。
其中,比较典型的是桥南地铁站,在设计中采用了无梁楼盖的结构,大大减少建筑材料的使用、缩短工期,同时保障了建筑的安全性和美观性。
四、总结无梁楼盖作为一种新型的地下室设计模式,优点显著,其在提高空间利用率、增强抗震性、提高美观度等方面都有着优异的表现。
分析无横梁楼盖

分析无横梁楼盖简介无横梁楼盖是一种采用特殊结构设计的建筑楼层,不使用传统的横梁来支撑楼板,在近年来逐渐得到广泛应用。
本文将对无横梁楼盖的优缺点、适用范围以及施工工艺进行详细分析。
优点1. 空间利用率高:无横梁楼盖的设计更加灵活,能够更好地利用楼层的空间,增加收益。
2. 视觉效果好:无横梁楼盖采用无横梁结构,使整个楼面显得整洁、通透,给人一种宽敞明亮的感觉。
3. 施工周期短:无横梁楼盖采用的是模块化施工方式,加工制作成型后直接进行安装,比传统的横梁楼盖施工周期更短。
缺点1. 成本较高:无横梁楼盖的设计较为复杂,所需材料成本较高,施工技术要求也较高,相对而言成本会有所增加。
2. 空间限制:无横梁楼盖相对传统横梁楼盖而言,对大跨度的楼层的支撑能力有限,对于某些跨度较大的项目可能不太适用。
适用范围1. 办公楼:无横梁楼盖能够提供更大的空间,给员工提供更舒适的办公环境,适用于中小型办公楼。
2. 商务中心:无横梁楼盖的独特设计能够打造出别具一格的商业空间,吸引更多商家入驻。
3. 酒店:无横梁楼盖的高空间利用率和视觉效果能够为酒店提供更好的客户体验,提高市场竞争力。
施工工艺1. 设计阶段:在设计阶段,需要根据具体项目要求,结合建筑设计原则进行设计,确定无横梁楼盖的布置和结构形式。
2. 材料准备:无横梁楼盖所需要的材料主要有钢筋、混凝土等,需根据设计方案进行材料的选购和准备。
3. 模块制作:根据设计图纸,进行无横梁楼盖模块的制作,包括加工、预制等工序。
4. 安装施工:将预制好的无横梁楼盖模块进行现场组装和安装,确保结构的稳定性和安全性。
5. 验收与维护:完成安装后,进行楼盖的验收工作,并进行日常维护,确保楼盖的正常使用。
结论无横梁楼盖是一种有着很多优点的建筑楼层形式,它能够提高空间利用率,提供良好的视觉效果。
然而,由于成本较高和空间限制,它的适用范围相对有限。
在具体项目中,应综合考虑各种因素,权衡优缺点,选择最适合的楼盖形式。
无梁楼盖相关知识总结

无梁楼盖设计无梁楼盖设计在YJK现有的建模、上部计算、楼板施工图三个模块中就可完成,而且无梁楼盖的设计可以和其它结构整体建模和分析协同工作,是融入其它结构设计之中的。
大致流程是:在建模中布置无梁楼盖的虚梁(或暗梁)和柱帽;在上部结构计算中采用弹性板3或弹性板6模型,弹性板荷载计算方式应选择有限元方式;计算结果中补充了柱的冲切计算;在楼板设计中采用楼板有限元计算,并按照柱上板带、跨中板带给出计算结果和楼板施工图设计。
一、在建模中布置虚梁和柱帽无梁楼盖没有梁,柱之间需布置虚梁或者暗梁。
1、布置暗梁无梁楼盖的板设计时,需要按照柱上板带、跨中板带方式配筋,软件将按照虚梁或暗梁的位置确定柱上板带,因此用户需在建模中布置虚梁或暗梁,暗梁按照普通梁方式输入即可。
《高规》8.2.4:“板柱-剪力墙结构中,板的构造应符合下列规定:1 抗震设计时,应在柱上板带中设置构造暗梁,暗梁宽度取柱宽及两侧各1.5倍板厚之和,暗梁支座上部钢筋截面积不宜小于柱上板带钢筋面积的50%,并应全跨拉通,按梁下部钢筋应不小于上部钢筋的1/2。
”因此,暗梁的尺寸可按高规的要求输入。
在上部结构计算时,对无梁楼盖板应选择按照弹性板3或者弹性板6计算,这种计算模式将使楼板和梁变形协调,共同承担荷载,我们输入的暗梁尺寸适当,其暗梁的配筋结果就基本可用。
也有用户按照等代框架梁宽高尺寸的输入暗梁,等代框架的宽度取垂直于等代框架方向两侧柱距各1/4,梁高取板厚度。
这样的输入方式和如上按照《高规》的要求设置暗梁尺寸方式差不多,其暗梁配筋结果基本可用。
2、布置柱帽无梁楼盖中设置柱帽时,可在建模的楼板布置菜单下布置柱帽:软件可布置的柱帽形式有3种:柱帽、柱帽+托板、托板。
《高规》8.1.9条:“板柱-剪力墙结构的布置应符合下列规定:。
4 无梁板可根据承载力和变形要求采用无柱帽(柱托)板或有柱帽(柱托)板形式。
柱托板的长度和厚度应按计算确定,且每方向长度不宜小于板跨度的1/6,其厚度不宜小于板厚度的1/4。
无梁楼盖简介及设计方法

一.构造要求
4.抗震设计时, 沿两个主轴方向 通过柱截面的板 底连续钢筋的总 截面面积
As NG / f y
5.柱帽或托板内 应布置构造钢筋。
一.构造要求
6.无梁楼盖板的开洞 a.柱帽范围、暗梁范围内不开 洞; b.柱上板带相交区域、柱上板 带、跨中板带相交区域、跨 中板带相交区域开单个洞的 大小要符合下图要求。同一 部位开多个洞时,各个洞宽 之和不应大于单个洞的允许 宽度。洞边均应设置等量补 强钢筋。
5.一般规定 无梁楼盖,柱网尺寸宜接近方形,两个方向的跨度比不宜大于 1.5,否则经济性较差; 平板时跨度不宜大于7m,有柱帽时不宜大于9m。不宜采用不规 则程度较大(非矩形)柱网; 板厚不应小于150mm,荷载较大时板厚适当加厚。
一 无梁楼盖简介
6.柱帽形式
一 无梁楼盖简介
7.计算方法 经验系数法:只能计算竖向荷载作用情况,是等代框架法在较规则情 况下的特例,见《技术措施》9.2.3~9.2.6 等代框架法:可以计算水平、竖向荷载作用情况,各种教科书。
一 无梁楼盖简介
1.无梁楼盖是指由板直接把力传给竖向构件的一种楼盖结构。由 于刚度要求这种楼盖板厚较大,可承受较大荷载。在荷载较大 时柱顶往往设柱帽,荷载较小时也可以不设柱帽。 2.无梁楼盖适用于楼面荷载较大的多层民用或工业建筑,如书库、 仓库、冷藏库、没有嵌固要求的地下室顶板等。
一 无梁楼盖简介
二.无梁楼盖平法施工图及构造详图
1.无梁楼盖平法施工图示例
二.无梁楼盖平法施工图及构造详图
2.柱帽平法施工图示例
二.无梁楼盖平法施工图及构造详图
3.柱上板带ZSB纵向钢筋构造
二.无梁楼盖平法施工图及构造详图
4. 跨中板带KZB纵向钢筋构造
建筑小知识-无梁楼盖

建筑小知识
无梁楼盖
1、何谓无梁楼盖
无梁楼盖把原来集中受力的梁变成无数分散空间受力的工字结构体系,使同高的楼层扩大净空,节省建材,提高施工进度,而且质地更密,抗压性更高,抗振动冲击更强,结构更合理。
2、无梁楼盖优缺点
无梁板结构因不设置梁,板面负载直接由板传至柱,具有结构简单、传力路径简捷,净空利用率高,造型美观,有利于通风、便于布置管线和施工。
但需要较厚的板,混凝土和钢筋。
另外,从结构性能方面看,无梁板的延性较差,板在柱帽或柱顶处的破坏属于脆性冲切破坏。
3、常见现浇空心无梁楼盖
A、现浇空心混凝土GBF薄壁管空心楼盖。
由暗
梁和非抽芯空心楼板组成的楼盖;暗梁与楼层等厚,
从而增大空间的使用高度,减少结构自重,在不采用
预应力的情况下,使结构满足大开间、大跨度的要求,
降低成本的目的。
B、蜂巢芯钢筋混凝土空心楼盖。
是一种适用于大跨度,大空间的新型楼盖体系,具有自重轻、搞震性能好、隔音保温隔热效果好的特点,并且能缩短工期,节约材料,具有较高的经济价值。
设计管理中心201
20133年1月16日。
揭秘无梁楼盖最坑爹的设计规定!被骗了这么多年!

揭秘无梁楼盖最坑爹的设计规定!被骗了这么多年!无梁楼板,英文名(flatslab)一般指带有柱帽或托板的平板结构(见图1);无梁平板,英文名(fiatplate)一般指不带柱帽或托板的平板结构(见图2)。
另外一个名词,近年用的比较多,即板柱结构,加抗震墙的称为板柱一抗震墙结构。
这个名词在国外用的较少,一般用在节点上,如slab—colomnjoint。
无梁楼板结构,或称板柱结构,是一种比较好的楼板结构,因为这种结构具有施工简便、施工速度快、楼层净高较高(因而在同样净高的条件下,可以降低层高)、管道穿行方便等优点,所以在国外,尤其在北美洲应用很广,包括地震区和非地震区,应用都很普遍。
这种结构广泛应用于住宅、办公楼、停车楼以及其他工业与民用建筑。
这些国家最常用的楼板形式是“无梁平板”,也即无柱帽也无托板的平板,整个楼板厚度是同一的。
这种结构模板最简单,施工速度可以更快。
无梁楼板结构1906年第一次在美围芝加哥建成。
当时并没有很科学的设计方法,是作为专利产品出售。
由业主将需要的柱网尺寸(当时一般是2Oft×20ft,约相当于6m×6m)、层高、层数、荷载大小(当时允许的活荷载一般为l001b/ft,约相当于5kN/㎡)等等数据,提交承包商,由他们按合约时问建造完成,然后按合约规定,在4个左右区格(即柱网)内,进行堆载试验,一般加载时间为1~3d,到时候板无明显下垂、开裂等现象,即作为完成合约,交付使用。
以后,随着技术发展,有了计算方法,即现在还常用的“经验系数法”:美国规范规定,计算跨度lx按净跨ln计算,如两边支承柱中-中跨度为l0。
,假定ln=0.9l0,则按净跨计算的M 0,大约是按中-中跨度计算的80%。
上世纪50年代,我们在北京设计建造了一批冷藏库,都是无梁楼板建筑,有肉库、水果库、蛋库等。
当时都是按苏联规范和资料进行设计,有一本从俄文翻译过来的书名为《无梁楼盖》,里面介绍苏联曾建造了9个区格的无梁楼板足尺模型进行荷载试验。
地下室底板无梁楼盖的设计探析

地下室底板无梁楼盖的设计探析引言:在建筑工程中无梁楼盖结构又称为板柱结构,这是因为楼面荷载的设计是直接由板传递给柱再传递给柱下的。
无梁楼盖结构实现了缩短传递应力的路径,在很大程度上增大了楼层的净空。
这就意味着此种结构与传统的有梁式结构相比,它的整体结构性更好、建筑空间更大甚至还有可能增加层高的优势。
1. 方案比较在建筑工程中,地下室的底板的设计一般采用的是梁板结构。
然而,在对其的施工过程中梁板需要做砖模,梁板结构的施工工序复杂,工期长,且不利于地下室底板的防水。
无梁楼盖是当前对地下室底板设计中常用一种结构形式,它的结构特点是没有梁系设置,而是由板面载荷将应力传递给柱。
这样的板柱结构不仅可以有效的降低地下室整体结构的高度,还可以减少地下室梁土方开挖、砖模砌筑、底板的土层夯实等施工工序,这就意味着垫层以及防水的设置将更加便捷。
此外,无梁板结构的自身设置也较为便捷,像是钢筋的绑扎就很简便。
双向板与无梁楼盖的应用方式存在着很多联系,像是跨度、荷载、施工进度、施工工序、经济性、美观性以及抗震能力等。
据相关学者分析,在建筑工程中当活荷载大于5.0kN/m2时,地下室底板的无梁式楼盖就比有梁式楼盖更具经济性。
这是因为建筑工程中地下室的底板设计通常要考虑到地下水浮力的影响,如果活荷载较大那么有梁式的楼盖的建设经济效益就相对高一些。
2. 相关计算分析无梁楼盖的内力分析方法有按弹性理论和按塑性理论两种,按弹性理论计算有薄板法、经验系数法、等代框架法、有限元计算法等,其中等代框架法和有限元计算法是工程设计中常用的计算方法。
2.1等代框架法等代框架法是将结构分别沿纵横柱列方向划分为具有"框架柱"和"框架梁"的纵横向框架。
将无梁楼盖板视为梁,其宽度为:当竖向荷载作用时为板跨中心线间的距离;当水平荷载作用时为板跨中心线距离的一半。
等代框架梁的高度即板的厚度。
当不满足经验系数法的条件时,可采用等代框架法。
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无梁楼盖的设计方法分为以下三种:(一)经验系数法经验系数法的大致思路:首先求得楼板在计算方向上的总弯矩,再将此总弯矩按照比例分配柱上板带和跨中板带的控制截面(支座和跨中)。
此方法含以下几个要点:1. 柱上板带和跨中板带的划分,此问题在后面另有讨论。
2. 总弯矩的计算。
这里的总弯矩是指以一品框架柱的负荷宽度为计算宽度,以考虑柱帽而修正的柱间距为跨度,按简支梁算得跨中总弯矩。
例举X 方向总弯矩公式见下:2)32()(81c lx ly q g Mox -+= ly: Y 方向柱距lx : X 方向柱距c : 柱帽在计算方向的有效宽度3. 分配系数将计算方向上所算得的总弯矩(例如Mox )分配给柱上板带和跨中板带各自的支座截面与跨中截面,仅需要将总弯矩乘以以下表格中的系数即可。
(选自《北京统一技术措施》,《全国统一技术措施》与《混凝土升板结构技术规范》中与此类表格略有不同)∑ -0.530.4 -0.67 -0.67 0.33 ① ② ③ ④⑤ 分析以上系数的求和值:-( ① + ③ )/2 + ② = 1.0- ④ + ⑤ = 1.0由此可以看出,板带跨中和支座截面弯矩的分配,遵照了梁支座及跨中弯矩间的一般规律,及两端支座负弯矩的平均值与跨中弯矩求和等于按简支梁计算的跨中弯矩。
由于无梁楼盖的塑性调整能力很强,为了减少柱上板带支座钢筋,在总弯矩不变的条件下,允许将柱上板带负弯矩的10%分配给跨中板带负弯矩。
4. 适用条件经验系数法适用条件,如下:a. 每方向至少应有三个连续跨b. 同方向相邻跨度的差值不超过较长跨度的30%c. 矩形柱网两方向柱距的比值不大于2d. 可变荷载和永久荷载的比值不大于3经验系数法简单易行,但只能用于楼盖体系在竖向荷载下的计算,由于没有考虑竖向构件与楼盖间的相互影响,不能分析整体结构,更无法考虑地震作用,加之适用条件较为苛刻,实际工作中的应用面较小。
(二) 等代框架法等代框架法的大致思路:以楼板厚度为梁高度,以一定的规则选定梁宽度(后详),以某种方法考虑柱帽对框架计算跨度及层高的影响,建立等代框架,进而进行竖向荷载及水平地震作用下的单品框架的计算,得到内力结果后,将竖向荷载下等代框梁的内力按照下表分配给柱上板带和跨中板带,跨中板带便可直接进行截面设计,而柱上板带和框柱尚需进行地震工况和竖向荷载工况的内力组合,以及规范对框架结构要求的内力调整后才能进行截面设计。
正方形板格柱上板带和跨中板带弯矩分配比例矩形板格柱上板带和跨中板带弯矩分配比例可惨见《北京技术措施》P141表5.7.4-3为保证水平作用下板柱结点的延性和竖向荷载下板柱结点冲切破坏后的安全缀余度,《抗规》第6.6.7条要求:无柱帽平板宜在柱上板带中设置构造暗梁,暗梁宽度可取柱宽两侧各不大于1.5倍板厚。
暗梁支座上部钢筋面积应不小于柱上板带钢筋面积的50%,暗梁下部钢筋不宜少于上部钢筋的1/2。
《北京技术措施》中甚至没有提出“无柱帽平板“的限制,且建议暗梁纵向钢筋全部拉通设置。
这项措施也从侧面印证了无梁楼盖极强的塑性调整能力。
可以看出,以上描述的计算方法的计算对象是楼板和柱组成的等代框架体系,但由于平板无法有效的约束柱端的转动,体系抗侧能力太弱,体系中必须增设抗震墙,组成板柱-抗震墙结构才能有效的抵抗水平作用。
为了形成多道抗震防线,《抗规》第6.6.5条要求抗震墙应能承担全部的地震作用,板柱部分应能承担各层地震作用的20%。
等代框架计算模型的建立方法,目前各种资料在细节操作上还没有统一的标准,例如等代梁宽的选取,计算柱距及层高的简化1.等代框架梁宽的选取,在竖向荷载计算和水平作用计算时有所不同。
竖向荷载计算时大致可取垂直于计算跨度方向的两个相邻区格板中心线间的间距,《北京统一技术措施》中对长短边之比>2的中间区格板的情况还给出了更为详细的选取方法(p140页2.7.4-2)。
水平作用计算时,目前尚无公认的等代梁宽度的确切的计算方法。
《抗规》以外的多种资料推荐等代梁宽度bx取以下两式的小值:bx+=(5.0cly).0=bx75lx上式可见,除考虑了计算方向两相邻区格板中心线间的间距的因素外,还考虑了计算方向上柱距的因素。
《抗规》中的规定则相对简单,第6.6.6条规定:板柱结构在地震作用下按等代平面框架分析时,其等代梁的宽度宜取垂直于等代平面框架方向柱距的50%。
即:.0=bx50lx2.等代框架计算跨度的确定:《北京统一技术措施》中,同梁计算宽度的选取一样,计算跨度的确定也没有考虑有柱帽的情况,直接取用计算方向上柱距。
在有柱帽时,这样计算似乎不合适。
《全国统一技术措施》中建议按照《混凝土升板技术规范》规定方法,即:跨度直接取用计算方向上柱距,但引入结点刚域的概念,将刚域长度与柱帽斜面倾角、楼板厚度、等代梁宽度等联系(见《升规》P34页第6.2.6.二、p78页附录十)。
这种方法比较合理,但操作复杂。
查阅早期书籍《钢筋混凝土建筑结构与特种结构手册》,之中对计算跨度的确定方法为计算方向上柱距减去2/3柱帽有效宽度,即:c lx lx 32'-= lx 为计算跨度。
这种方法构建的等代框架,抗侧刚度理论上偏小,但易于操作,但对于可以忽略侧移的竖向荷载下的计算还是比较适的。
3. 等代框架计算层高的确定:《北京统一技术措施》中,计算层高的确定没有考虑有柱帽的情况。
《全国统一技术措施》中建议按照《混凝土升板技术规范》规定方法,即:计算层高直接取用楼板中心距离,也引入结点刚域的概念,将刚域长度与柱帽斜面倾角、柱截面高度、柱帽高度等联系(见《升规》P34页第6.2.7.二、p78页附录十)。
这种方法比较合理,但操作复杂。
查阅早期书籍《钢筋混凝土建筑结构与特种结构手册》,之中对计算高度的确定方法为层高减去柱帽高度。
这种方法简单易行。
4. 适用条件限制等代框架法超越了经验系数法的四个适用条件限制,并且考虑了柱和楼盖间的相互影响,平面内可以以整体结构的方式计算水平地震作用,较经验系数法而言,适用面宽松许多。
但是,等代框架法毕竟是建立在经验之上的简化计算方法,也存在一些不足之处。
第一,在计算模型的建立过程上较为繁琐,尤其若使用《升规》中建立结点刚域的方法,每确定一个刚域尺寸,都需要查表,因此适用于比较规则的、可以选出有限榀有代表性等代框架的的结构;第二,板的截面设计不宜操作,尤其对于有托板的楼盖。
按照等代框架法的计算方法,截面的配筋计算是在弯矩分配给跨中及柱上板带之后进行,而多数计算软件是内力与配筋一体式计算的,这就意味着要把内力和配筋分为两步计算,降低了工作效率。
如为无托板的楼盖,改用配筋分配,即参考板带间弯矩分配系数来分配板带间的配筋,便能弥补这一点上的不足,虽然理论上略偏于保守。
对于有托板的楼板,由于柱上板带支座位置控制截面多为托板位置,截面高度为托板厚度加楼板厚度,而柱上板带却单为楼板厚度,两者厚度不一致,无法统一进行截面钢筋的计算,故配筋分配的方法不能使用。
(目前在我公司的设计中,无梁楼盖多用于地下车库结构,为满足上部管线的埋深要求,一般至少需有1.5m 覆土,而车库柱网又多见8m 的柱距,这种情况下处于经济合理的考虑,一般多用带托板的楼盖。
)第三,对于地上的抗震板柱剪力墙结构,由于竖向荷载与水平作用下,所选取的等代梁计算宽度不一致,无法用一般的平面框架软件完成内力计算和截面设计的一体化操作,需要人工介入内力组合,工作量大,不适用于当前的实际工程环境。
第四,对于带有人防功能的无梁楼盖不好操作,常用的PK 平面框架计算程序,没有涉及人防计算功能,由于无法取消PK 的不利活荷载布置计算,即使使用活荷载代替人防等效静力荷载和改变相关计算参数的方法也无法正确计算结构的人防工况。
总之,在我公司目前的实际工程环境下,等代框架法只使用于计算没有人防功能的、因柱网较小或上部荷载很小而不设置托板的、很规则的地下车库结构。
使用等代框架法(或是经验系数法)计算板柱结构时可能还存在一个疑问,即在x或y 方向计算都都使用了全部荷载,是否重复了。
产生这个疑问的根源是错误地把双向板中两个方向分配荷载的概念带到板柱结构中了。
双向板中,板四周支座边梁没有竖向位移,荷载向支撑边传递,于是就有荷载分配的概念。
而无梁楼盖只有柱支点位置没有竖向位移,跨中板带有竖向位移,是跨中板带的弹性支点,因此荷载直接向四个支点传递,不存在荷载分配问题。
所以无梁楼盖的计算,两个方向都要考虑全部荷载。
(三) 有限元法同以上的两种计算方法不同,有限元法计算无梁楼盖没有柱上和跨中板带的划分,在一定程度上是一种精确计算楼盖平面各点内力和配筋的方法。
现仅以教材上介绍的杆件矩阵位移法下,已知荷载求解内力为例,大致描述有限元法的基本思路:第一步:将整体结构离散为单个的构件,逐一建立各各构件边界结点的本构方程,即确立各各构件的单元刚度矩阵e k 。
第二步:将各各构件的单元刚度矩阵e k 转换进整体坐标系下,按照结点编码集成为结构的整体刚度矩阵K 。
第三步:将各构件的边界结点固固定,求出各构件在其上荷载作用下的等效边界单元固端约束力向量p e F。
第四步:将各各构件的固端约束力向量p e F 转换进整体坐标系下,按照结点编码集成为结构的结点约束力向量p F 。
第五步:利用基本方程0=+∆p F K 求解结构结点位移向量∆。
第六步:将结点位移向量∆按节点码分给各各构件的结点,并转换回各构件的局部坐标下,形成各杆件的单元结点位移向量e ∆。
第七步:将构件单元刚度矩阵e k 与结点位移向量e∆相乘,并与将各构件的边界结点固定并作用实际荷载所求得的单元内力叠加,即为各构件的实际内力。
至此已知结构荷载求解内力完成。
可见有限元的基本求解思路为:整体拆分为单元确定结点刚度特性,单元集合为整体求解结构位移,整体再拆分为单元求解单元内力。
由于有限元法比较复杂,没有能力系统论述,只能就近期地下车库设计中,运用的PKPM 系列SLABCAD 程序有限元法计算无梁楼盖中遇到的具体问题个别说明。
1. 网格划分。
PM 模块建模中,需要用截面100x100的虚梁划分楼板。
在SLABCAD 中,只使用虚梁自动判断楼板边界信息,并辅助楼板单元的划分,真正的有限元网格划分是程序自动完成的,控制尺寸由SLABCAD 中参数输入选项控制,如图1.0所示。
从理论上看,有限元网格划分越细小,分析精度越高,但过高的精度对钢筋混凝土这种材料,尤其是塑性调整能力很强的无梁楼盖意义不大,甚至偏离真实的塑性受力状态更远,并且降低了计算速度。
SLABCAD 建议:单元最大边长的适宜取值因工程规模而异,规模较大的可取大些,反之可取小些,对于一般工程而言,可在600mm~1500mm 之间取值,程序隐含取值1000mm 。