【摘要】無梁樓蓋結構體系是近年來發展較為迅速的一項建筑結構新技術,具有結構高度小、板底平整、構造簡單、整體性好、建筑空間大、可有效地增加層高、施工方便等優點。但其同時也具有受力復雜,抗震性能差等缺點。本文系統介紹了無梁樓蓋的設計方法,在設計中需要重點驗算的部位和一些構造要求
　　【關鍵詞】無梁樓蓋；設計；不平衡彎矩；計算方法；剪切
　　1概述
　　無梁樓蓋即是在樓蓋中不設置梁肋,將板直接支承在柱上,樓面荷載直接通過柱子傳至基礎。無梁樓蓋又分為板柱結構和板柱—剪力墻結構。板柱結構由樓板、柱和柱帽組成;板柱—剪力墻結構由樓板、柱、柱帽和剪力墻組成。在我國,無梁樓蓋結構體系是近年來發展較為迅速的一項建筑結構新技術,常用于冷庫、商場、倉庫、書庫等建筑。較之傳統的密肋梁結構體系它具有結構高度小、板底平整、構造簡單、整體性好、建筑空間大、可有效地增加層高等優點。并且,采用無梁樓蓋體系的建筑物的地震效應也要明顯小于層高較大的梁板結構體系的建筑物。在施工方面,采用無梁樓蓋結構體系的建筑物具有施工支模簡單、樓面鋼筋綁扎方便,設備安裝方便等優點,從而大大提高了施工速度。因此,采用無梁樓蓋結構具有明顯的經濟效益和社會效益。但無梁樓蓋結構體系也有其自身的缺點:由于取消了肋梁,使無梁樓蓋結構體系的抗彎剛度減小、撓度增大,柱子周邊的剪應力高度集中,可能會引起局部板的沖切破壞;側向剛度比較差,層數較少時可以設置板柱結構來抵抗水平荷載,當層數較多或要求抗震時,一般需要設剪力墻、筒體等來增加側向剛度。對無梁樓蓋進行工程設計的研究具有一定的實際意義。
　　2計算方法
　　通常在進行無梁樓蓋設計時,可以采用三種方法:彎矩系數法、等效框架法、精確計算法。
　　2．1彎矩系數法
　　彎矩系數法是在彈性薄板理論的分析基礎上,給出柱上板帶和跨中板帶在跨中截面、支座截面上的彎矩計算系數;計算時,先算出總彎矩,再乘以相應的彎矩計算系數即可得到截面的彎矩。采用彎矩系數法時,必須符合下列條件:①每個方向至少有三個連續跨;②任一區格板的長跨與短跨之比值不大于115;③同方向相鄰跨度的差值不超過較長跨度的1/3;④可變荷載和永久荷載設計值之比q/g≤3。
　　在一個區格板中,兩個方向的總彎矩設計值分別為:
　�。�2-1）
　�。�2-2）
　　式中:g,q—板面永久荷載和可變荷載設計值(kN/m2);
　　lx,ly—沿縱、橫兩個方向的柱網軸線尺寸;
　　c—柱帽計算寬度。
　　表1無梁樓蓋板的彎矩計算系數

　　2.2等效框架法
　　等效框架法,即將整個無梁板結構分別沿縱橫柱列方向劃分為具有“等代柱”和“等代梁”的縱向和橫向框架。等代柱的截面即原柱的截面。等代柱的計算高度為:對底層,取為基礎頂面至樓板底面的高度減去柱帽的高度;對于其他各層,取為層高減去柱帽的高度。等代梁的高度取為板的厚度。等代框架梁的跨度,在兩個方向分別取為lx-2/3c和ly-2/3c。
　　對豎向荷載作用下的無梁板結構用等效框架法確定其內力時,等代梁的寬度取為板跨中心線間的距離(lx或ly)。
　　對于水平荷載下無梁板結構的內力值也可用等效框架法確定。在無梁板結構中,板的剛度實際上要比取板跨中心線間的全寬計算所得的剛度小得多。對于水平荷載作用的情況,等代梁的剛度取值對計算結果影響很大。國內外規范大都取等代梁的寬度小于板跨中心線間的全寬,如我國《鋼筋混凝土升板結構技術規范》GBJ130-90對無柱帽板,取為板跨中心線距離的3/4;英國《混凝土的結構應用(第一部分):設計和施工實用規范BS8110》則取為板跨中心線距離的1/2。
　　2．3精確計算法
　　精確計算法就是不再對無梁樓蓋進行人為的簡化和等代。利用MIDAS、SAP84、PKPM等軟件按照真實的三維模型進行建模分析。利用PKPM進行無梁樓蓋分析按如下方法:①在PMCAD人機交互式輸入時,在柱與柱之間布置截面尺寸為100×100的矩形截面虛梁。(但在邊界處及開洞處最好是布置實梁);②為了正確分析該結構,在SATWE程序中還應將無梁樓蓋的樓板定義為彈性樓板;③用SATWE軟件對結構進行整體三維計算分析后,還需用SLABCAD對無梁樓蓋進行進一步的分析。
　　3不同計算方法的比較
　　本文以下將對彎矩系數法、等效框架法和精確計算法三種計算方法的計算結果進行比較。
　　(1)計算模型:一層縱橫方向四跨連續板,柱距11m×11m,板厚300mm,柱尺寸1000mm×1000mm。只有豎向荷載作用,活載為3kN/m2,恒載為
　　1．5kN/m2。
　　(2)按照彎矩系數法對該模型進行計算,結果見表2。
　　表2彎矩系數法的彎矩計算結果(單位:kN•m)

　　(3)利用SAP84軟件對該計算模型進行計算,結果見表3。
　　表3精確計算法的彎矩計算結果(單位:kN•m)

　　從上述兩種方法的計算結果表格可以看出:利用彎矩系數法算出的結果較精確計算法算出的結果偏保守,總的差距不算太大。
　　4無梁樓蓋沖切、剪切驗算
　　無梁樓蓋由于是板直接支承于柱上,柱周邊剪應力高度集中,故除了滿足彎矩配筋要求外,還應對其進行沖切和剪切驗算。
　　4.1無梁樓蓋剪切驗算
　　剪力承載力應該按照《混凝土結構設計規范》7.6.8條規定:
　�。�4-1）
　　（4-2）
　　式中:ASV—受剪承載力所需的箍筋截面面積
　　;βt—一般剪扭構件混凝土受扭承載力降低系數:當βt<015時,取βt=015;當βt>1時,取βt=1;
　　b—截面的寬度;
　　h0—截面的有效高度;
　　ft—混凝土軸心抗拉強度設計值;

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