无梁楼盖在地下车库中设计方法的研究及其设计优化 伊爽
空心无梁楼盖地下车库结构构造设计探讨
空心无梁楼盖地下车库结构构造设计探讨摘要:目前,空心无梁楼盖结构在地下车库的结构设计中应用越来越广泛。
本文从地下室的空心无梁楼盖结构的优点入手,具体探讨了空心无梁楼盖地下车库结构的主要设计方法,希与同行共同切磋。
关键词:空心无梁楼盖;地下车库;构造设计引言目前,空心无粱楼盖结构在地下车库的结构设计中应用越来越广泛,现浇空心板继承了密肋楼盖和预制多孔板的长处,又较好地克服了二者的缺点,现浇空心大板结构的出现和应用构成了混凝土楼盖形式发展的不可忽略的一章,并且由于它所具备的特点,使其具有很好的应用前景。
以下笔者具体介绍其优点和构造设计特点。
一、现浇空心无粱楼盖结构用在地下车库中优点概述现浇空心无粱楼盖结构用在地下车库中具有以下优点:(1)降低了层高,减少了土方开挖和回填的工作量;(2)降低了层高,减少了基坑支护的费用;(3)减少了井点降水的工作量;(4)减少园地下水浮力而设置的抗拔桩的数量,有时甚至可以取消抗拔桩;(5)减少进地下车库的汽车坡道的长度,节约用地。
二、空心无梁楼盖地下车库结构的构造设计探讨以下从我国关于现浇混凝土空心楼盖的设计计算方法入手,探讨空心无梁楼盖地下车库结构的构造设计方法。
1、现浇混凝土空心楼盖的设计计算方法概述中国工程建设标准化协会推荐的设计方法有:拟梁法。
把楼盖折算成纵横两方向的井字梁,此法适用于承受竖向荷载的结构,可用现有设计程序进行计算;直接设计法。
这是一种细化的经验系数法,适合手算,此法适用于承受竖向荷载的结构:(3)等代框架法.此法适用于承受竖向(不规则楼盖)和水平荷载的结构,可以电算。
拟梁法因其设计过程类似于有梁楼盖且可用现有设计程序进行计算,成为目前现浇硷空心无梁楼盖地下车库结构设计鼓常用的设计方法。
2、无梁楼盖地下车库的结构设计空心无梁楼盖地下车库结构设计流程是:首先根据建筑施工图确定结构方案和结构平面布置;其次,根据规范和相关资料确定结构计算的信息参数。
笔者主要就无梁楼盖地下车库结构设计中的楼盖设计计算及其配筋设计计算进行具体探讨。
无梁楼盖车库设计探讨
无梁楼盖地下车库设计探讨摘要:目前无梁楼盖结构在地下车库建造领域获得了广泛的应用,这种结构具有施工进度快、造价成本低、空间布置灵活等优势。
本文结合工作经验介绍了无梁楼盖设计的三种计算方法,同时分析在高层建筑建造时车库采用无梁楼盖结构时与主楼的嵌固问题。
关键词:无梁楼盖;地下车库;计算方法;嵌固1前言以前进行车库设计时一般都会采用梁板结构,梁板结构对地下室的层高要求比较大。
为了简化车库的施工工序,减少基坑开挖深度和支护费用,大量的车库采用无梁楼盖结构体系。
无梁楼盖的建造空间较大,车库内部建设完成后比较平整和美观,与梁板结构相比地下室能提供较大的建筑净空,敷设管线更加方便,并且节省了造价成本。
采用无梁楼盖建造地下室,施工支模相对简单、绑扎钢筋方便,被越来越多的设计单位和建设单位所认可,正在成为地下车库的主要结构形式。
2无梁楼盖的设计计算方法无梁楼盖也称为板柱结构,将板直接支撑在柱子上,板面荷载通过柱子传给基础,车库设计中板柱结构由楼板、柱帽、柱子组成。
虽然没有梁,但是柱上板带代替了梁板结构中梁的功能。
进行地下室设计时,计算的主要对象是无梁楼盖的受力分析,通常采用的计算方法有以下几种:2.1直接设计法直接设计法又称为弯矩系数法,采用直接设计法是在弹性薄板理论分析的基础上,计算出跨中板带和柱上板带在支座、跨中截面上的弯矩系数,设计中采用相对应的弯矩系数乘以总弯矩就可以得到每个控制截面的弯矩。
根据各个板带的控制弯矩来计算配筋量。
直接设计法的适用条件为:活荷载是均布的,且活荷载与恒荷载设计值之比应小于3;每一区格的长跨不应大于短跨的1.5倍;两个方向均至少有三个连续跨数;最大跨度不大于最小跨度的1.2倍。
2.2等代框架法等代框架法是以框架为计算对象的设计方法,是将板和柱假设为一个框架,在这种假设下板称为“框架梁”,柱被为“框架柱”。
在等代框架法下板厚即是“框架梁”高度,竖向荷载下与板跨中心线之间的距离是“框架梁”的宽度,如果是水平荷载,与跨中心线之间距离的1/2即为其宽度。
无梁楼盖在地下车库中的应用
无梁楼盖在地下车库中的应用[摘要]随着城市交通迅猛发展,地下停车建筑大量兴建,采用无梁楼盖作为地下车库顶板被广泛采用,本文就采用无梁楼盖作为地下车库顶板从结构形式、计算方法及经济性等多个方面进行分析、比较,为以后进行类似设计工作提供帮助。
[关键词]地下车库;无梁楼盖;有限元分析;SLABCAD[Abstract] With rapid development of urban traffic, as to underground parking building a large building, the flat slab floor underground garage as roof to be used extensively, this paper USES flat slab floor underground garage as a form of structure, the roof from calculation method and economy, and many other aspects of analysis, comparison, to carry on the design work to help provide similar.[Key Words] underground garage; flat slab floor; finite element analysis; SLABCAD0引言随着国家经济快速发展,人民生活水平的提高,城市汽车保有量在迅速提高,停车难成为大多数城市发展的桎梏,地面停车已经远远不能满足要求,根据园林绿化要求使得很多住宅小区已经取消地面停车,所以建造地下停车库成为目前城市建筑设计的首要选择。
目前地下车库设计过程中一般选用两种楼盖形式:梁板楼盖和无梁楼盖。
梁板结构楼盖体系简单,计算软件模拟度高,一般的建筑结构楼面均采用梁板结构;地下车库一般顶板荷载较大,抗侧力要求较低,设备管道较多,无梁楼盖较之传统的梁板结构体系它具有建筑效果好,可有效地降低地下室层高、方便设备安装等优点,非常适合采用无梁楼盖作为地下车库顶板。
无梁楼盖结构在地下车库工程中应用的经济性分析
无梁楼盖结构在地下车库工程中应用的经济性分析王萌潘映兵郑春艳(中联西北工程设计研究院 2.陕西同济土木建筑设计有限公司西安710002)1. 前言无梁楼盖结构又称为板柱结构,其优点是结构体系简单,可以有效增加楼层净高,从而减少土方开挖量,并且施工时钢筋绑扎方便,节约模板等。
但是无梁楼盖体系需要较厚的楼板来抵抗竖向构件冲切,混凝土及局部钢筋用量较大。
目前,无梁楼盖常用于地下车库、仓库、商店、图书馆、冷库等对楼层净高要求较高的建筑类型。
一般框架结构可以认为框架柱、框架梁间可以直接传递弯矩、剪力和轴力。
而无梁楼盖则假定是由柱上板带和柱形成“等代框架”,受力状态较为复杂。
2. 计算方法及其要点2.1经验系数法运用经验系数法进行无梁楼盖分析时,首先按照下式进行总弯矩计算:然后按照《钢筋混凝土升板结构技术规范》(GBJ130-90)表3.3.4进行弯矩分配,并进行配筋计算。
此方法较简单,适于手算,但仅适用于竖向荷载作用下的近似计算。
2.2等代框架法对于无梁楼盖结构体系的“等代框架”计算,可通过程序PKPM实现。
通常有2种计算方法:(1)首先根据柱矩计算出等代框架梁的截面尺寸,即:取1/2柱距为等代框架梁截面宽;取楼板厚作为梁截面高。
通过PMCAD建模厚,接力SATWE或者TAT进行内力、配筋计算。
(2)利用SATWE中的“弹性板6”的定义直接进行有限元分析。
即在PMCAD中建立板柱模型后,在等代框架梁的位置上输入100X100的虚梁。
布置虚梁的目的有二:其一是SATWE软件在接力PMCAD的过程中可以自动读取楼板的边界信息;其二是为了辅助弹性楼板单元的划分。
虚梁不参与结构的整体分析的。
此外还需注意计算方法应选择“总刚分析方法”。
最后利用SlabCad模块进行楼盖的设计计算。
1. 工程实例分析临汾某公司开发的地下车库,柱网为7800X7800,顶部上做1000mm厚覆土,若采用普通框架结构,则难以满足净空要求,故采用无梁楼盖结构体系,板厚取为400mm,柱帽尺寸为2400X2400。
浅谈某小区地下车库无梁楼盖设计
浅谈某小区地下车库无梁楼盖设计殷欣李广义(陕西省建筑设计研究院有限责任公司陕西·西安710018)摘要结合某高层住宅小区的地下车库项目,阐述了无梁楼盖结构体系的特点、常用设计方法以及设计中一些需要注意的事项,希望对地下车库无梁楼盖设计提供一些参考。
关键词地下车库无梁楼盖中图分类号:TQ53文献标识码:A1项目概况该项目位于西安市航天城航天大道与航天东路十字西南角。
建筑抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度8度,设计基本地震加速度为0.20g,设计地震分组为第一组。
由5栋26~30层的高层和1个共用的地下车库组成。
地下车库顶板覆土1.3~1.5m,局部考虑消防车和消防铺装,柱网分布较均匀,多为8m*8m和8m*5.9m柱距。
经甲方综合考虑,决定地下车库顶板采用无梁楼盖结构体系。
板厚取350mm(消防车道及消防铺装区域370mm),柱帽采用带托板的锥形柱帽,柱帽大小以3100mm*3100mm为主,混凝土强度等级C30,钢筋HRB400。
2无梁楼盖结构体系的特点无梁楼盖是一种楼板直接支承在框架柱上的楼盖形式,楼面荷载直接通过柱子传至基础,一般用于地下车库。
无梁楼盖结构传力途径简化,现浇有梁楼盖导荷方式是楼板→次梁→框架梁→框架柱,现浇无梁楼盖导荷方式是楼板→柱帽→框架柱,结构材料能够直接放置在最直接的部位提升传力效率,但同时也使得楼板与柱的连接部位(柱帽)成为冗余度最少、直接影响安全的关键部位。
无梁楼盖在技术经济性方面的优势在于:无梁楼盖的直接材料综合费用以及模板费用少于梁板式楼盖;综合室内管线后的无梁楼盖层高小于梁板式楼盖,可降低竖向构件的直接材料费用和模板费用。
其层高优势还可以在土方开挖、基坑支护、外墙防水用材等方面带来经济性优势。
因此体量较大、柱网规则的全埋式地下车库可优先采用无梁楼盖。
3无梁楼盖的常用设计方法3.1经验系数法经验系数法是给出两个方向的截面总弯矩,再将截面弯矩分配给同一方向的柱上板带和跨中板带。
地下车库无梁楼盖设计初探
地下车库无梁楼盖设计初探一、引言随着社会经济发展,我国各方面的建设都取得了巨大的进步,建筑业的发展也尤为迅猛。
板柱结构体系以其节省净高、提高施工进度、空间简洁美观等优势现广泛应用于商场、办公住宅等建筑物的地下车库。
板柱结构包括现浇无梁楼盖结构,密肋梁结构,预应力楼盖结构,本文将对现浇无梁楼盖结构的设计进行剖析,以供广大学者和实际工作者参考。
二、适用条件与选型布置1.适用条件作为板柱体系,无梁楼盖结构仅适用于非抗震设计的多层建筑,此结构体系不应采用严重不规则的设计方案,采用平板时,跨度不宜大于7m,有柱帽时不宜大于9m,房屋最大适用高度以及高宽比2.选型布置1)现浇无梁楼盖结构布置宜均匀、对称、刚度中心与质量中心宜重合2)每方向单列柱不得少于3根3)不應有错层,不应出现短柱,对楼梯间的局部短柱,应采取切实可靠的加强措施4)抗震设计时,房屋的周边应采用有梁框架,有楼梯、电梯间等较大开洞时,洞口周围宜设置框架梁或边梁。
房屋的顶层及地下一层顶板宜采用梁板结构。
三、计算分析1.整体分析计算现浇无梁楼盖体系的计算主要分为整体分析计算和基于无梁楼盖自身的分析计算。
目前能计算板柱结构的软件有很多,例如pkpm系列软件的tat或satwe 可以对板柱体系空间结构进行分析计算。
两者对结构建模和处理是不一样的,tat 软件对无梁楼盖进行首次建模时要现确定等代框架梁的高宽,即梁的刚度,通常取柱距的1/2作为等待框架梁的宽度,确定之后把等代框架梁作为普通主梁输入,也就是通常我们所说的等代框架梁的计算方法。
Satwe软件计算有个显著特点,考虑楼板弹性功能,较为真实的反应模拟楼板的刚度和变形计算。
尤其在建模中需要在pmcad输入时,在等代框架梁的位置上布置100X100的矩形截面虚梁,但在边界和楼板开洞处布置实梁。
这样做的效果是satwe软件在接力pmcad前处理过程中能够自动读取楼板的外边界信息,协助弹性楼板单元的划分。
虚梁在整个分析中不参与结构的整体分析的计算。
地下室无梁楼盖设计分析
地下室无梁楼盖设计分析发表时间:2019-01-02T15:56:16.113Z 来源:《建筑细部》2018年第11期作者:景毅[导读] 本文对无梁楼盖在地下室应用中的特点从设计、施工等角度进行论述,以笔者设计的实际工程为案例,从设计步骤、计算方法及在某无梁楼盖局部坍塌事故中应吸取的教训等几个方面对无梁楼盖的设计及应用进行分析研究。
银川市城市规划设计研究院有限公司宁夏银川 750001摘要:本文对无梁楼盖在地下室应用中的特点从设计、施工等角度进行论述,以笔者设计的实际工程为案例,从设计步骤、计算方法及在某无梁楼盖局部坍塌事故中应吸取的教训等几个方面对无梁楼盖的设计及应用进行分析研究。
关键词:地下车库;无梁楼盖;设计分析在传统的地下室楼盖选型中,较多采用梁板结构,作为主要受力构件的框架梁,截面高度较大,为满足建筑及设备专业对车库净高的使用要求,一般建筑层高较大,基坑开挖深度较深,需采取基坑支护及降水措施,施工具有一定难度且施工周期较长。
当采用无梁楼盖时以上问题会得到缓解,从人工、材料、基坑支护、降水等方面比较,其综合成本较低且外形美观。
较多成熟的结构设计师将无梁楼盖作为地下室楼盖形式的首选方案提供给建设单位。
一、无梁楼盖的特点无梁楼盖柱间不设框架梁只有板柱的支撑,依靠板柱双向受力来承载。
无梁楼盖设计时根据板带位置划分为柱上板带和跨中板带,通过设置柱帽来保证板柱节点处抗冲切承载力,柱帽常见单倾角、变倾角、托板三种形式。
采用无梁楼盖,在满足地下室使用净高的前提下,可以减少基槽开挖深度,减少土方开挖量,缩短施工周期,降低基坑支护、降水、抗浮的费用,从而有效地降低工程综合造价。
二、无梁楼盖地下室抗震等级的确定地下室可划分为单建式和附建式。
对于单建式地下室抗震等级依据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(2016年版)第14.1.4条来确定。
对于附建式,依据抗规第6.1.3条和《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第3.9.5条来确定。
地下车库无梁楼盖设计若干问题的探讨
地下车库无梁楼盖设计若干问题的探讨摘要:近些年来,在地下车库的工程设计中,无梁楼盖结构体系的运用越来越广泛。
本文总结了无梁楼盖的常用设计方法,介绍了PKPM分析模型的建立并探讨了分析过程中的若干问题,最后提出了的几点构造要求,希望能给设计人员提供参考。
关键词:无梁楼盖;设计方法;构造要求引言近些年来,在地下车库的工程设计中,无梁楼盖结构体系的运用越来越广泛。
无梁楼盖结构体系用于地下车库顶板,具有在保证使用净高要求的前提下,能有效增加房屋净高的优点;而且减小地下车库层高,可以减少基坑开挖深度,自然可降低深基坑围护造价和减少土方开挖量,因而可大大降低综合造价,具有较好的经济性。
地下室层高减小后,侧壁配筋量可减小,而且底板水浮力减小,底板配筋量也可减小。
无梁楼盖结构体系用于地下车库底板,具有板厚比较厚,楼盖比较重,有利于提高结构抗浮能力的优点。
在施工方面,采用无梁楼盖结构形式有省砖模、楼面钢筋绑扎方便,设备安装方便等优点,从而大大提高了施工速度。
因此,目前有较多的工程设计单位采用无梁楼盖结构体系来设计地下车库。
本文针对地下车库无梁楼盖设计过程中遇到的一些问题进行分析和探讨,希望能给设计人员提供参考。
1.无梁楼盖设计方法计算无梁楼盖的方法主要包括经验系数法、等代框架法和有限元法。
1.1经验系数法经验系数法是按特定比例将截面弯矩进行分配的一种计算规则。
用这一方法计算时,必须符合下列限制条件:1)每个方向至少有三个连续跨。
对于少于三个连续跨的结构,会引起负弯矩在支座处过大,与本方法违背;2)每个板格的长边与短边之比不大于1.5;3)每个方向上,跨中线到跨中线的距离之差要小于长跨的1/3;4)对于偏置柱,在偏置方向上的偏置距离,不能大于相邻柱中线之间距离的1/10;5)外部恒荷载为在整个楼板上均匀布置的重力荷载,活荷载要小于恒荷载的3倍。
这是因为,经验系数法的推导,就是基于静力荷载的试验和静力学的理论。
另外,不考虑框架的侧移,不考虑水平荷载。
无梁楼盖在大型地下车库中的应用与研究
为 8度,抗震等级为 3级,设计基本地震加速度为 0.2g,场地类别二 低 。
类,特征周期 0.4s。本文取无梁楼盖的—个标准跨进行研究。 3地下室顶 板无梁楼 盖的研究分析
由表 1的计算结果可 以看 出,通过用 PKPM计算 中采用不 同的 网格划分大小得到的配筋值进 行分析对 比,得 出 0.3网格划分大小
PKPM进行建模计算,求出不同柱帽结构形式下的配筋值,并且进行了经济性分析对比,得 出更加经济合理的柱帽结构形式,同时对
PKPM 的计 算配筋原 理进行 了研 究 ,通过 采 用 ANSYS分析 软件 ,对无 梁楼盖进 行 了分析 ,研 究 PKPM 计算 配筋的合 理性 。
关 键词 :地 下车库 ;无 粱楼盖 ;配筋研 究
0 92/0 84/0
0 83/0 78/0
果 - 柱根 /柱 帽/托 板 的
冲 切 验 算 结
(0/360/660)
f0/270/51 0、
(0/660/0)
(0/5Io/o)
果
括 号 内 为 需 要 配 置 抗 冲
切 结 楼 板 冲 切 与 柱 帽 相 同 , 多 了桂 帽对 托板 楼 板 冲切 与 柱 帽 +托 板相 同 ,无 柱 帽对 托
本文的地下车库柱跨采用 7.8mx6.3m的一个标准跨 ,将地下室 时柱的配筋值和 0.5网格划分大 小时柱的配筋值相差 不大 ,而且计
顶板 的板厚 取 300mm,恒载取为 27KN/m2,活载取为 20KN/m ;并且 算时间也相差不大 ,o.3网格在有限元计算 中更加精细 ,更加接 近实
中图分 类 号 -TU318
文献 标识 码 :A
文 章编 号 :2096-4390f2018)09—0093—02
无梁楼盖地下车库结构设计中存在的问题及对策
无梁楼盖地下车库结构设计中存在的问题及对策摘要:现阶段的工程建设、发展中,无梁楼盖地下车库结构设计,是比较特殊的组成部分,该类型的结构,能够在很大程度上,提高结构的可靠性、可行性。
但是,部分项目对此未能够高度关注,在无梁楼盖地下车库结构设计的体系上不够健全,相关的设计参数也没有按照精确化的标准来操作,这种现象的发生,直接影响到了无梁楼盖地下车库结构设计的综合效用巩固,产生的负面影响非常突出。
文章针对无梁楼盖地下车库结构设计中存在的问题及对策展开讨论,并提出合理化建议。
关键词:无梁楼盖;地下车库;设计体系现如今的无梁楼盖地下车库结构设计,正在不同的项目中开展广泛的普及,可是仅有少部分的项目成果值得肯定,有很大一部分原因在于,无梁楼盖地下车库结构设计的具体措施和要求是非常严格的,而且必须在国家的相关规范、标准上进行妥善的融合,继续按照极端的模式来开展,不仅无法得到预期效果,还会在无梁楼盖地下车库结构设计的内容上,造成较为严重的缺失和疏漏,产生的恶劣影响较为突出。
一、无梁楼盖地下车库结构设计的意义现阶段的工程建设中,无梁楼盖地下车库结构设计是比较特殊的组成部分,而且在设计的层面上,能够按照正确的思路和方法来完成,各方面的工作安排,并没有造成严重的缺失和漏洞现象。
结合以往的工作经验和当下的工作标准,认为无梁楼盖地下车库结构设计的意义,主要是表现在以下几个方面:第一,无梁楼盖地下车库结构设计,能够促使结构本身得到良好的优化,在各项体系的运作和遵从过程中,可以对系列问题、不足等,开展妥善的解决,很多工作的安排,都不会造成严重的隐患,并且在空间的利用效率上,能够大幅度的提升,对于很多地方的工程行业发展,都能够由此来创造出较高的价值。
第二,无梁楼盖地下车库结构设计,能够在很多方面,促使车库的综合运转,要比原有的设计方案,具有更高的可靠性、可行性,这对于我国的交通发展,以及地方的工程功能增加,都可以取得更好的效果。
浅谈地下车库中应用无梁楼盖结构的设计方法
44《生命与灾害》2010年增刊一、引言随着上海地区经济发展,建造了大量兼顾人防设施和停车需要的人防地下车库,其结构较多采用了钢筋混凝土无梁楼盖体系。
无梁楼盖结构体系简单,传力途径短捷,较之传统的梁板结构体系它具有整体性好、建筑效果好,充分利用地下车库空间,可有效地降低地下层高等优点。
在施工时具有节约模板、支模简单、板面钢筋绑扎方便、设备安装方便等特点,从而缩短施工工期。
二、无梁楼盖的受力机理无梁楼盖结构体系又称板柱结构体系,是一种不设梁,楼板直接支撑于柱上的双向受力体系。
该体系可以看成为一种超宽梁,当柱作为等代框架的情况下,其宽度大大超过柱宽。
其受力原理为:有一部分楼面荷载(大体相应于柱宽的那部分荷载)产生的弯矩可以通过板直接传给柱,而其余部分都可通过扭矩进行传递:这时可以假设柱两侧与柱等宽的板为扭臂。
柱宽以外的那部分荷载使扭臂受扭。
扭臂又将这些扭矩传递给柱,使柱受弯矩,最终全部的荷载由柱传给基础。
三、无梁楼盖的设计计算方法无梁楼盖设计时的受力分析常采用以下三种方法计算。
1.直接设计法(弯矩系数法或经验系数法)直接设计法是一种经验系数法,经验系数法的思想是先按简支梁的计算模型分别计算每一板区格中的XY方向由垂直荷载产生的总弯,再将截面总弯矩分配给柱上板带和跨中板带,并按分配的弯矩计算各自的配筋。
采用此法时应特别注意这种计算方法的适用条件:(1)活荷载为均布荷载,且不大于恒荷载的3倍;(2)每个方向至少应有3个连续跨;(3)任一区格的长跨与短跨之比不应大于1.5;(4)同一方向上的最大与最小跨度比不应大于1.2;(5)不规则柱网,柱的偏离值不应大于跨度的10%。
2.等代框架法等代框架法就是一种框架的分析方法。
将整个板柱体系沿纵、横柱列方向简化为具有“框架梁”和“框架柱”的纵、横向框架。
其中“框架梁”的高度取板厚,宽度在竖向荷载作用下取板跨中心线间的距离,在水平荷载作用下取板跨中心线间距离的一半。
探究无梁楼盖设计在地下车库顶板的应用
探究无梁楼盖设计在地下车库顶板的应用摘要:近些年来,随着城市基础设施项目的不断增多,促使地下车库数量也在不断增多,而地下车库顶板采用无梁楼盖是一种综合技术经济指标较好的结构形式。
无梁楼盖是将没有框架梁和次梁的等厚度平板直接支撑在柱上,是一种双向受力的板柱结构,是在对于建筑物净空与层高限制较严格的建筑物经常使用的楼盖形式,地下车库顶板由于负载较大,柱顶处须设置柱帽。
地下车库无梁楼盖可以有效地减小结构顶板高度,减小车库埋深,车库内顶棚平整美观,利于铺设风管、喷淋水管及电气管线,施工模板简单,但是无梁板的延性较差,板在柱帽或柱顶处的破坏属于脆性冲切破坏。
本文结合某车库实例,对地下车库无梁楼盖在竖向荷载作用下的冲切验算和内力进行分析、计算。
其中冲切验算采用软件计算及标准跨手算复核;内力计算分别采用经验系数法、等代框架法(理正软件计算)、盈建科软件有限元整体计算,并对三种方法的计算结果进行比较。
经验系数法是一种物理力学概念明确,简明使用的手算设计计算方法,但是其有几条限制条件,而且只能计算竖向荷载作用情况;等代框架法是将杆件刚域的长度剪除掉,可以计算水平、竖向荷载作用情况;有限元整体计算则应用较广。
关键词:无梁楼盖设计;冲切验算;经验系数法;等代框架法;有限元整体计算绪论:现阶段,与梁板施工结构相比较,地下车库顶板采用无梁楼盖设计具备很大的优势特征,既能够大大降低地下车库的高度,对土方数量的挖掘也能大大减少,还有造型美观,有利于通风,便于布置管线和施工等优点。
但是无梁楼盖设计的结构延性较差,板在柱帽或柱顶处的破坏属于脆性冲切破坏。
所以无梁楼盖的计算非常重要,本文针对传统算法(经验系数法和等代框架法)和有限元整体计算进行比较总结。
一、工程简介及自然条件本工程为某地下车库,层高3.6m,车库顶板覆土厚度不大于1.0米。
车库结构形式为现浇混凝土无梁楼盖板柱结构,基础采用筏板基础。
该工程结构设计使用年限为50年,其地基基础的设计等级为丙级。
浅谈地下车库无梁楼盖设计
浅谈地下车库无梁楼盖设计【摘要】无梁楼盖目前应用非常广泛。
由于它的诸多优点,在我国的很多地下车库中被广泛应用。
本文大概介绍了无梁楼盖设计的计算方法,构造措施,并结合某地下车库做介绍,希望对无梁楼盖的设计有借鉴作用。
【关键词】有限元;无梁楼盖;地下车库;结构设计1 引言无梁楼盖设计,与普通的梁板结构体系相比较而言,优点很多,它降低了地下车库的层高,减少了土方的开挖;传力路径简捷,布置管线方便,施工速度快,对地下室通风也很有利,净空利用率高。
但是也有其缺点,从结构延性方面看,在柱顶或柱帽处的破坏是冲切破坏,脆性的,延性不好,因此,这种结构体系一般用于地下室的结构的比较多。
2 工程实例2.1 工程概况某二层地下车库,采用无梁楼盖,一层板覆土1.1米厚,混凝土板厚300mm,地下一层板,人防部分板厚300mm,非人防部分板厚250mm,柱的长度、宽度取值600mm×600mm,板的跨度8000mm ×8000mm。
混凝土C30,纵向受力钢筋和箍筋都用HRB400。
2.2 计算方法作为无梁楼盖设计的受力分析的方法有如下几种:(1)有限元法;(2)等代框架法;(3)弯矩系数法。
其中,有限元法是常用的一种计算方法,它是用有限元分析程序进行求解,将楼板的实际受力过程能够真实的反映出来,计算得到的结果也是真实可靠的,所以能够为工程的建设提供相关的可靠的依据。
有限元法的使用原理主要是:先把楼板分割成比较细小的单元,对应这些单元设置相应的剖面,所用的程序具有板壳的一元的特点;再用有限元法积分计算后的结果,得到这些相应剖面的应力,这些计算出来的应力,就可以作为相应截面上的设计内力;最后,就可以根据板带所受的不同应力,进行相应的配筋设计。
无梁楼盖建模用YJK盈建科软件来完成,使用YJK软件,能够把无梁楼盖和其它结构一起建模计算和出图。
大概的计算过程是:在建模中布置暗梁和柱帽;无梁楼盖的板属性定义为弹性板3或弹性板6,采用有限元计算;楼板设计分别给出柱上板带、跨中板带的计算结果,最后根据计算结果进行楼板施工图设计,柱的冲切计算结果也可以查看。
无梁楼盖结构在地下车库设计的应用及措施
【 关键宇】地下车库 无梁楼盖 结构 应用 措施
而等代框架粱 的高度为取板 的厚度 。 3 .有限元计 算方法 有 限元法的使用机理为 ,首先将楼板划分成细 小 的单 元,设置与此对应 的剖面 ,全部的程序具备
板 壳 一 元 的 显 著 特 征 ,通 过 采 用 有 限 元 法 积 分 计 算
跨的等代梁 内力 分析,也可用于满 足经验 系数法 限 制条件 的等代梁 内力分析 。在实 际设计过程 中,等 代框架 的梁 宽度 取值要加 以特别 的注意,在竖 向荷
载 作 用 下 ,取 柱 两 侧 区 格 板 半跨 之 和 ; 在 水 平 荷 载
定最终柱帽 的实际厚度 。本工程采用 托板型式 ,在 满足柱对柱 帽及柱帽对板 的冲切 前提 下 ,通过加大
托板宽度和高度 ( 做到 2 5 0 0 X 2 5 0 0 ×5 0 0m m ) ,使 托 板 形 成楼 板 的 刚 性 支 座 ,可 有 效减 少 板 跨 ( 净 跨 减少到 5 . 5 m ),从 而 使 楼 板 的 跨 中和 支 座 弯 矩 大 大 降低 ,可 大 幅 度 减 少 顶 板 的钢 筋 含 量 。
三 、 计 算 方 法
1 . 经验 系 数法
件来做 出实际性 的分析 与计 算,其 中,P K P M软件中 的复杂楼板分析 与设计 软件 ( S L A B C A D )和盈建科 软
件 ( Y J K ) 是 较为 常 用 的 。
四 、 工程 实 例 l , 工 程 概况
③ 计算控制信 息的 “ 弹性 板荷载计算方 式”勾
二 、 受 力机 理
带受到 的应力情况来进行相关 的配筋设计 。这种 计
算 方 式 是 目前 首 选 的 用 得 最 多 的 方 式 ,而 且 受 到 地
无梁楼盖地下车库结构设计中存在的问题及对策
无梁楼盖地下车库结构设计中存在的问题及对策摘要:随着国家经济的高速发展,城市的发展进程也在逐步加快,随之便涌现出大批的高档小区,并且,随着我们的生活水平的提高,我国所拥有的汽车的数量可以说是直线增加,所以,地下车库便成为了住宅区的必备品,但是,地下车库的建设往往会影响到房屋工程建设的费用和工期。
因此,许多的基础性建设问题便在地下车库的建设中逐渐地凸显出来。
本文首先剖析无梁楼盖地下车库的设计中凸显出来的一些问题,针对这些设计问题提出更好的解决方案。
关键词:无梁楼盖;地下车库;设计问题;改善措施引言目前来看,汽车的普及已经非常广泛,国内所拥有的汽车数量还在持续增加,这便意味着停车将成为一大难题。
并且,城市的建设用地一直都处于紧张的状态,所以建设地下车库是非常有必要的。
要想提高楼房总体的设计质量和房屋建设的工程效率,就必须清楚地知道、了解地下车库无梁楼盖设计中出现了问题,并加一解决。
这样设计师才能设计出更好的方案,提高设计的总体质量,促进我国地下车库设计的整体发展水平。
1.无梁楼盖地下车库设计中经常出现的问题1.1地下车库的适用条件与选型布置就目前我们所了解到的无梁楼盖地下车库的设计,因为无梁楼盖属于板柱体系,作为一个板柱体系,无梁楼盖的结构一般仅适用于非抗震设计的多层建筑上,因为这种结构体系不能采用不精确、不严谨的设计方案,所以在选择平板的时候,它的跨度最好不要超过7m,当有柱帽的时候最好不要超过9m,让房屋采用最大的适用高度以及高宽比。
在选型布置这一方面,一般我们要遵循四条原则:①无梁楼盖的设计结构要均匀、对称,楼盖的质量中心和刚度中心一定要重合;②在无梁楼盖的设计中每个方向上的单列柱应该在三根及其以上;③错层、短柱这些不能够出现在无梁楼盖地下车库的设计中,这些会存在很大的安全隐患,但是一般情况下,在设计中会出现一些短柱,比如在楼梯间,这种情况我们一般会采取加强措施;④楼板的抗震设计,在房屋的周边有梁框架,楼梯,电梯间这些比较大的开洞的时候,我们会在旁边做加强措施,比如在周围设置框架或者是边梁等。
地下车库运用无梁楼盖结构设计方法的探究
地下车库运用无梁楼盖结构设计方法的探究发布时间:2021-10-30T05:08:49.091Z 来源:《城市建设》2021年10月上28期作者:张嘉[导读] 伴随着经济的发展,人们的住房条件越来越好。
很多房地产项目开发,都有地下室,解决了停车难题。
无梁楼盖已广泛应用于地下室结构设计和建设。
然而,因为地下室底板与通常的楼底板存在很大的区别,比方受力和结构分布等。
因为地下室面积增加了房子建设的费用,使设计师在房子建设成本的影响分析中,较难精确计算这个费用。
所以,找到一个合理的经济和建筑结构是非常重要的。
因为地下室房顶对抗震功能有较高要求。
地下室底板坐落地下,通常不需求考虑抗震问题,分析地下室底板无梁楼盖设计问题,为设计者提供参考。
广州方华国际设计集团有限公司张嘉广东广州 510000【摘要】伴随着经济的发展,人们的住房条件越来越好。
很多房地产项目开发,都有地下室,解决了停车难题。
无梁楼盖已广泛应用于地下室结构设计和建设。
然而,因为地下室底板与通常的楼底板存在很大的区别,比方受力和结构分布等。
因为地下室面积增加了房子建设的费用,使设计师在房子建设成本的影响分析中,较难精确计算这个费用。
所以,找到一个合理的经济和建筑结构是非常重要的。
因为地下室房顶对抗震功能有较高要求。
地下室底板坐落地下,通常不需求考虑抗震问题,分析地下室底板无梁楼盖设计问题,为设计者提供参考。
【关键词】地下室;无梁楼盖;设计办法导言:无梁楼盖是一种直接支持钢筋混凝土双向受力的结构柱,但因为梁横向的刚度,因而只适用于抗震设计防烈度较低的建筑物。
无梁结构是由地板与立柱共同构成的房顶柱结构系统,楼面荷载直接经过房顶到立柱和立柱底座,大大缩短了动力传递途径,增加了建筑面积,节约了建筑模板,但简单导致板材冲切损坏景象。
在地下室的施工中,通常只需求对抗震结构的要求进行归纳考虑,无梁底盖能够更好地适用于地下室结构,特别是地下室的屋盖结构。
1 地下室无梁楼盖结构的优势1.1大幅增加了平等高度下楼层的运用空间1.2无缝应用大大拓宽了分析的应用,地下室的非束层能够有用地下降地下室的高度,然后下降地下室的深度。
地下车库的无梁楼盖设计
地下车库的无梁楼盖设计地下车库作为城市建设中的重要配套设施,承担着停放车辆的功能。
其结构设计对于保证车库的安全、稳定和高效利用空间具有重要意义。
其中无梁楼盖作为地下车库的常见设计方案之一,具有可操作性强、空间利用率高、施工周期短等优点,下面将对地下车库无梁楼盖设计进行详细探讨。
一、无梁楼盖概述无梁楼盖,顾名思义就是指在地下车库中取消横梁的设计方案。
传统的横梁结构会占用一定空间,并对车库停车位的布置造成限制,而无梁楼盖则有效降低了占有空间,提高了整个车库的空间利用率。
无梁楼盖可以采用钢筋混凝土或预制板等材料进行施工,具体取决于车库的具体结构要求和使用功能。
二、无梁楼盖设计原则1.承载能力:无梁楼盖作为车库的一部分,在设计时需考虑到其承载能力,以确保车库在正常使用时不会发生结构破坏或塌陷。
2.空间利用率:无梁楼盖的设计应最大化利用空间,尽可能减少结构对于车库停车位布置的限制。
在设计上可以合理的设置柱网结构,减少结构的跨度,提高整个车库的停车位数量。
3.施工周期:无梁楼盖相对于传统的横梁结构来说,可以采用预制板等方式进行施工,这样可以大大缩短施工周期,提高施工效率。
4.造价控制:无梁楼盖的材料选取、结构设计等都应符合经济性原则,既满足结构的稳定和安全性要求,又能够在可接受的成本范围内完成整个车库的建设。
三、无梁楼盖设计具体实施1.理论分析:根据车库的使用要求和结构类型,进行无梁楼盖的理论分析。
通过对车库地下室空间结构的计算和分析,确定无梁楼盖的具体设计参数。
2.结构选择:在理论分析的基础上,根据车库的特点和使用要求,确定无梁楼盖的结构形式。
可以选择钢筋混凝土、预制板、钢结构等材料进行设计,具体取决于实际情况。
3.材料选取:根据无梁楼盖的结构形式和承载要求,选择适当的材料进行施工。
钢筋混凝土材料需符合相关国家标准,预制板需要满足强度和耐久性要求。
4.施工技术:无梁楼盖的施工过程需要严格按照设计要求进行,保证施工质量和安全性。
无梁楼盖在地下车库中设计方法的研究及其设计优化
无梁楼盖在地下车库中设计方法的研究及其设计优化摘要:结合实际工程,简要介绍了地下车库无梁楼盖结构形式的设计过程,指出设计时需要注意的几点问题。
通过对无梁楼盖设计方法的数据对比分析,得出YJK和SLABCAD以及经验系数法计算结果情况,给出优化设计方法。
关键词:无梁楼盖,有限元,计算跨度一、引言地下车库建设规模约占项目总规模的20~25%,约占建安成本的20%,在车库本身的价值贡献有限的情况下,如何合理降低地下车库建设成本,如何提高地下空间的使用效率,已是提升项目利润贡献的重要手段。
本文将结合实际工程,探讨地下车库顶板结构形式选择以及结构优化问题。
二、设计实例(一)项目简介某建设项目,位于新疆哈密,东至五一路,西至经三路,北至新民四路,南至新民五路。
拟建高层住宅楼14栋,1个地下车库。
场地抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g,设计地震分组为第一组。
项目总建筑面积174744.17m2,其中地下车库面积为43953.00m2,主楼面积为130791.20 m2。
单层地下车库层高为3.8m,柱网尺寸主要为8.1mx8.1m平时为汽车库,部分战时为常6级人员掩蔽他所及物资库,车库顶板覆土厚度为1.8m。
该项目地下车库顶板结构形式采用无梁楼盖体系,顶板板厚450mm,柱截面采用600x600mm,基础采用独立基础加防水板,根据《地下工程防水技术规范》,防水板厚度采用250mm,混凝土强度等级均为C35。
根据地勘报告,本工程采用天然地基,持力层主要为粉质粘土,承载力特征值fak=210kpa。
(二)无梁楼盖设计方法该项目地下车库顶板结构形式采用无梁楼盖体系。
为解决板的冲切,楼板设置托板或托板加柱帽。
根据荷载情况及建筑功能情况,独立柱柱顶均设置托板加柱帽,个别人防门两侧扶壁柱柱顶设置托板,无梁楼盖托板下配筋C10@100(人防)、C10@150(非人防),柱帽配筋C8@100。
无梁楼盖柱帽截面平面尺寸2700mmx2700mm,托板厚度400mm,柱帽高度400mm。
无梁楼盖地下室设计优化探究
无梁楼盖地下室设计优化探究陈飞(广东省重工建筑设计院有限公司,广东广州510000)【摘要】地下室采用无梁楼盖结构体系,柱帽之间能满足设备走管需求,最大限度的降低地下车库的层高,施工支模方便,施工方便快捷,节省工期,带来较大的经济效益。
因此,无梁楼盖地下室体系得到了广大开发商的厚爱。
然而,由于无梁楼盖结构体系传力直接,结构体系富余度较小,在保证无梁楼盖结构体系安全性的同时,突出其较于梁板式结构的经济性,成为各大设计院结构设计师们思考探究的重点。
本文从标准跨柱网布置,非标准跨处理方式以及特殊边界处处理方式等各方面,分析了无梁楼盖地下室设计上的一些优化建议点,为提高无梁楼盖体系安全性的同时,突出其经济性带来一些新的思路。
【关键词】无梁楼盖;柱网布置;非标准跨处理;特殊边界处理【中图分类号】TU93【文献标识码】A【文章编号】2095-2066(2019)03-0205-021无梁楼盖体系的标准跨柱网布置无梁楼盖地下车库的地下室柱网布置方式,应尽可能的多考虑建筑车位的尺寸及摆放要求,提高建筑停车效率,实现较高的经济性指标。
单个停车位宽度一般为2.2~2.5m,长度一般为5.3m。
为满足停车舒适性,对于一般住宅小区等,建筑设计师们通常建议单个停车位尺寸为2.4m×5.3m,而对于一些高端楼盘或大型商业综合体,建议单个停车位尺寸为2.5m×5.3m。
地下室结构柱网的布置,应符合建筑车位的模数要求,同时预留出结构柱所占位置。
考虑到无梁楼盖体系的本身结构受力特点,过大的柱距容易导致板厚增加过多,而较小的柱矩又影响地下车库的停车效率。
因此,一般最常用的地下车库的轴网8100mm×7800mm及8100mm×8100mm。
车位沿短跨方向并排放置,每跨排放3个车位,结构柱子沿短跨方向的最大截面尺寸为600mm,沿长跨方向的截面尺寸平行于车位。
对于常用的地下室覆土厚度1.2~1.5m来说,600mm的柱截面宽度已足够。
无梁楼盖在地下车库中的配筋研究与设计优化
无梁楼盖在地下车库中的配筋研究与设计优化
吴乐宁
【期刊名称】《建筑施工》
【年(卷),期】2016(038)001
【摘要】以上海浦江02-01及07-04地块的保障性安居工程项目为例,通过经验
系数法、等效框架法及整体有限元法分别计算了其地下室顶板(无梁楼盖)的配筋及分布.根据受力情况,将板面钢筋分为板面通长钢筋、柱上板带加筋和柱帽加筋分别
进行配筋优化设计,并建立分离式有限元模型分析受力机理,证明优化设计是合理的、经济的.最后通过裂缝开展情况及钢筋应力的分析证明斜交布筋优于正交布筋.取得
的研究成果可为相关工程设计提供参考.
【总页数】3页(P20-22)
【作者】吴乐宁
【作者单位】上海市建工设计研究院有限公司上海200235
【正文语种】中文
【中图分类】TU755.3
【相关文献】
1.沿对角线配筋无梁楼盖的极限承载力试验研究 [J], 钟春玲;尹新生;刘明
2.预应力混凝土无梁楼盖配筋形式新探讨 [J],
3.无梁楼盖计算及配筋方法探讨 [J], 王亚
4.沿对角线配筋无梁楼盖受力性能试验研究 [J], 钟春玲;邹超英;尹新生;董世贵
5.斜交柱网无梁楼盖楼板配筋方式的探讨 [J], 王怡蓓
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无梁楼盖在地下车库中设计方法的研究及其设计优化伊爽
发表时间:2017-07-03T09:46:00.340Z 来源:《建筑学研究前沿》2017年3月上作者:伊爽
[导读] 提出一般丙类建筑地下车库抗震等级可按三级或四级以及计算轴压比时轴力设计值取重力荷载代表值更为合理。
中国电子工程设计院 100142
摘要:结合实际工程,简要介绍了地下车库无梁楼盖结构形式的设计过程,指出设计时需要注意的几点问题。
通过对无梁楼盖设计方
法的数据对比分析,得出YJK和SLABCAD以及经验系数法计算结果情况,给出优化设计方法。
关键词:无梁楼盖,有限元,计算跨度
一、引言
地下车库建设规模约占项目总规模的20~25%,约占建安成本的20%,在车库本身的价值贡献有限的情况下,如何合理降低地下车库
建设成本,如何提高地下空间的使用效率,已是提升项目利润贡献的重要手段。
本文将结合实际工程,探讨地下车库顶板结构形式选择以及结构优化问题。
二、设计实例
(一)项目简介
某建设项目,位于新疆哈密,东至五一路,西至经三路,北至新民四路,南至新民五路。
拟建高层住宅楼14栋,1个地下车库。
场地抗
震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g,设计地震分组为第一组。
项目总建筑面积174744.17m2,其中地下车库面积为
43953.00m2,主楼面积为130791.20 m2。
单层地下车库层高为3.8m,柱网尺寸主要为8.1mx8.1m平时为汽车库,部分战时为常6级人员掩
蔽他所及物资库,车库顶板覆土厚度为1.8m。
该项目地下车库顶板结构形式采用无梁楼盖体系,顶板板厚450mm,柱截面采用600x600mm,基础采用独立基础加防水板,根据
《地下工程防水技术规范》,防水板厚度采用250mm,混凝土强度等级均为C35。
根据地勘报告,本工程采用天然地基,持力层主要为粉质粘土,承载力特征值fak=210kpa。
(二)无梁楼盖设计方法
该项目地下车库顶板结构形式采用无梁楼盖体系。
为解决板的冲切,楼板设置托板或托板加柱帽。
根据荷载情况及建筑功能情况,独
立柱柱顶均设置托板加柱帽,个别人防门两侧扶壁柱柱顶设置托板,无梁楼盖托板下配筋C10@100(人防)、C10@150(非人防),柱帽配筋C8@100。
无梁楼盖柱帽截面平面尺寸2700mmx2700mm,托板厚度400mm,柱帽高度400mm。
1、无梁楼盖设计方法的对比分析
传统计算无梁楼盖的内力计算方法为经验系数法,目前工程中常用的无梁楼盖有限元计算软件有:SLABCAD复杂楼板分析与设计软件
和盈建科建筑结构设计软件。
下面分别用以上三种方法计算单方向板的弯矩设计值,计算结果见表3。
表3 无梁楼盖弯矩计算值对比表
由上表可知,YJK和SLABCAD计算结果基本一致,经验系数法得出的单方向板的总弯矩设计值比其他两款软件小8%~11%;弯矩分配
方面,有限元法能够比较真实的反映板的实际受力情况,设计师根据柱帽处应力状态,合理布置钢筋,既优化了设计,又能有效的控制楼板裂缝情况。
建议无梁楼盖计算时采用有限元方法。
根据《全国民用建筑工程设计技术措施结构(混凝土结构)》9.2.1条,板柱结构在垂直荷载和水平荷载作用下的内力和位移计算,宜优先采用有限元空间模型的计算方法。
本项目工程结构计算采用盈建科建筑结构设计软件
1.7版本,下面将结合YJK软件介绍无梁楼盖设计过程及注意事项。
2、模型输入方法及注意事项
1)在模型中输入柱、墙、无梁楼盖的暗梁(一般以100mmx100mm虚梁输入)和柱帽。
2)为考虑板的平面外刚度,应将无梁楼盖板设置成弹性板3或弹性板6;为发挥出板和梁共同工作的能力,保证弹性板与梁变形协调,
应使“梁与弹性板变形协调”;为使恒活面荷载直接作用在弹性楼板上,不被导算到周边的梁墙上,板上的荷载通过板的有限元计算导算到周边杆件,弹性板荷载计算方式应为有限元计算方式。
3、荷载输入方法及注意事项
根据车库顶板的覆土厚度及使用功能情况输入恒、活荷载,消防车荷载应按照自定义荷载输入。
根据《建筑结构荷载规范》5.1.3条及
朱炳寅在《高层建筑混凝土结构技术规程应用与分析》第143页“结构设计中一般可不考虑消防车荷载效应与地震作用效应的组合”。
故消防车荷载的重力荷载代表值系数可填为0,墙柱构件活荷载折减系数和楼面梁活荷载折减系数按照规范要求填写。
三、设计优化
1、柱帽及板厚的优化分析
在传统的无梁楼盖设计中,由于计算软件的制约,设计师长期以来习惯采用经验系数法。
关于弯矩分配值中,柱上板带与跨中板带弯
矩分配系数的取值基本一致,但计算跨度的选取不尽相同。
不同之处在于计算跨度Ln的选取。
根据文献[3]13.6.2.5规定Ln不小于0.65L1;而文献[1]和[2]第9.2.4条规定Ln=(L1-2C/3),即换算成本例中数据Ln=6.3m。
而按照文献[3]规定,Ln=5.265m,其单方向板的总弯矩设计值为前者的70%。
据此思考若将柱帽尺寸放大一些,则可适当减小单方向板的总弯矩,从而降低结构造价。
根据以上分析,柱帽尺寸大小可以影响单方向板的总弯矩设计值,考虑设备穿行所需宽度等因素,试将柱帽尺寸由2700x2700放大至4000x4000。
因柱帽尺寸放大,冲切周长增大,板厚减小至350mm能够满足无梁楼盖柱、柱帽及托板抗冲切验算要求。
根据经验系数法计算得净跨Ln=5.433m,单方向板的总弯矩设计值约为原来的74.4%,较文献[3]仍有一定的安全储备。
优化后柱帽平面尺寸
4000mmx4000mm,托板厚度400mm,柱帽高度400mm。
通过优化后有限元计算钢筋面积可以得出,柱帽加大后柱上板带和跨中板带下部钢筋均大幅度减小,比较接近构造配筋量,此时可将无梁楼盖通长顶筋、底筋设置好后,仅在柱帽处附加钢筋。
2、抗震等级的合理确定
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称“高规”)第3.9.5条,当地下室顶板作为上部结构的嵌固端时,地下一层相关范围的抗震等级应按上部结构采用。
笔者认为,一般高层建筑(住宅结构中多为剪力墙结构)竖向构件刚度相较地下车库内柱的竖向刚度要大的多,其地震作用对地下车库基本没有影响,其抗震等级应该可以参考《建筑抗震设计规范》(以下简称“抗规”)第14.4.4条选取,即一般丙类建筑可按三级或四级。
另,根据《抗规》第6.3.6条注1,不进行地震作用计算的结构,可取无地震作用组合的轴力设计值计算轴压比;本文实例中,YJK计算轴压比时,柱轴力设计组合为1.2D+1.4L,计算出轴压比为0.90;SATWE计算轴压比时,柱轴力设计组合为重力荷载代表值1.2(D+0.5L),计算出轴压比为0.65。
笔者认为轴压比主要是对抗震构件的延性要求,在地下建筑中,计算柱轴压比的轴力设计值取重力荷载代表值更为合理。
四、总结
1、结合工程实例介绍了无梁楼盖设计方法,详细给出了无梁楼盖模型及荷载输入方法及注意事项,给出传统设计方法下楼板厚度、柱帽尺寸及其相应配筋。
2、以工程实例为基础,通过对无梁楼盖设计方法的数据对比分析,得出YJK和SLABCAD计算结果基本一致,单方向板的总弯矩设计值比经验系数法得出的大,且有限元法能够比较真实的反映板的实际受力情况建议采用有限元法设计无梁楼盖;提出在满足设计要求的情况下,适当放大柱帽尺寸、减小板厚,从而减小了钢筋及混凝土含量;提出一般丙类建筑地下车库抗震等级可按三级或四级以及计算轴压比时轴力设计值取重力荷载代表值更为合理。
参考文献
[1]《钢筋混凝土升板结构技术规范GBJ130-90》,北京:中国建筑工业出版社,1990年
[2]《全国民用建筑工程设计技术措施-结构(混凝土结构)》,北京:中国计划出版社,2012年
[3]ACI 318M-11 Building code requirements for structural concrete and commentary,Detroit:American Concrete Institute,2011.。