关于无梁楼盖结构设计分析.
地下室底板无梁楼盖的结构设计
地下室底板无梁楼盖的设计地下室在民用建筑中应用越来越广泛(特别是高层建筑),一般用作地下商场、停车场以及人防设施。
在多雨的广东地区,地下室底板经常承受水浮力作用,防水抗渗要求地下室底板板厚比较厚,板厚不少于250mm, 无梁楼盖是由楼板、柱和柱帽组成的板柱结构体系,楼面荷载直接由板传给柱及柱下基础。
无梁楼盖的特点是板厚比较厚,楼盖比较重,有利于提高结构的抗浮能力,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,无梁楼盖在地下室底板的应用越来越广泛了,本文主要针对地下室底板无梁楼盖的设计,结合结构设计软件08版PKPM-SLABCAD,谈谈自己的一些设计心得。
一.由抗渗等级、设防水位、地下室侧壁壁厚初步定底板板厚1.由地下室的埋置深度确定防水混凝土的设计抗渗等级,根据《地下工程防水技术规程》第4.1.4条3.侧壁与底板(基础)连接,底板(基础)视为侧壁的固定支承时,底板(基础)的厚度必须大于池壁,可根据地基的土质情况取1.2~1.5倍侧壁厚度,并将底板(基础)外挑;当侧壁与底板板厚一样时,底板可视为侧壁的弹性支座,对于外墙为悬臂式挡土墙,一般都按底板为池壁的固定支承,故相应部份的底板板厚需为侧壁厚度的1.2~1.5倍。
工程实例:工程概况:某工程位于中山东区,一层地下室车库,室外地面标高-0.100m,地下室底板板面标高-3.300m,设防水位为-0.300m.楼梯间在首层±0.00m处无楼板,楼梯间外墙为悬臂构件。
暂定底板板厚300mm。
工程埋置深度H约为(-0.100)-(-3.3-0.300)=3.5m,根据表4.1.4,底板的防水抗渗等级为P6;水头高度H1=(-0.300)-(-3.3-0.300)=3.3m,根据表1,H1/t≤10,t≥330mm,暂取板厚t=350mm 楼梯间外墙的计算模型为一端固端一端由的悬臂构件,通过构件计算得楼梯间外墙的合理壁厚为350mm,故与楼梯间外墙相连的底板的板厚取1.2~1.5倍侧壁壁厚,由于该工程地基土质较好,故该部份底板板厚t取450mm.二.板面荷载计算1、底板强度挠度裂缝主要受两种荷载工况控制,向下力(自重、一般使用活荷载)控制和向上力(浮托力)控制两种主要工况。
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。
普通钢筋混凝土无梁楼盖结构设计
普通钢筋混凝土无梁楼盖结构设计导言本文主要介绍分析普通钢筋混凝土无梁楼盖的结构设计。
无梁楼盖结构体系的特点无梁楼盖结构体系也即板柱结构体系。
钢筋混凝土无梁楼盖是组成板柱结构体系重要的结构构件,它施工支模简单,绑扎钢筋方便,能提供较大的建筑净空,便于设备管道的布置与安装,减少建筑层高;在地下结构中采用,可以减少基础埋深,减少基坑土方开挖和基坑支护费用,当遇地下水位埋藏浅时,还可减少施工降水费用。
从结构传力途径方面来说,无梁楼盖结构竖向重力荷载直接由板传到竖向受力构件柱和墙,传力路径简捷。
与一般的梁板式楼盖相比,它的楼板厚度较大,楼盖的材料用量较多。
从结构受力特点方面看,无梁楼盖的抗弯刚度较小,柱上板带的内力要远大于跨中板带,柱子周边的应力高度集中,板与柱子连接部位的破坏形式为冲切破坏;板柱结构的抗侧刚度较普通框架结构要小,在水平风荷载或地震作用下,无梁楼盖结构的板柱节点部位会产生不平衡弯矩,这种不平衡弯矩的反复作用严重影响板柱节点的承载力。
在非抗震设防区采用无梁楼盖结构具有较好的经济和安全效益,在抗震设防区,当因城市规划需要房屋建筑高度受到限制时,采用板柱结构也会取得较好的经济效益,但应注意要采取针对性的抗震措施。
无梁楼盖结构设计的一般规定(1)无梁楼盖的柱网通常布置成正方形或矩形,以正方形更为经济。
(2)无梁楼盖每个方向不宜少于三跨,以保证有足够的侧向刚度。
当楼面活荷载在5kN/㎡以上时,跨度不宜大于6m。
(3)无梁楼盖的楼板通常采用等厚平板,板厚由受弯、受冲切计算确定,并不宜小于区格长边的1/35~1/32,也不小于150mm。
(4)为改善无梁楼盖的受力性能,节约材料,方便施工,可将沿周边的板伸出边柱外侧,伸出长度(从板边缘至外柱中心)不宜超过板缘伸出方向跨度的0.4倍。
(5)当无梁楼板不伸出外柱外侧时,在板的周边应设置圈梁,圈梁截面高度不应小于板厚的2.5倍。
(6)无梁楼盖柱帽的设置及尺寸一般由建筑美观要求和板的抗冲切承载力控制。
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
用PKPM进行无梁楼盖结构设计
用PKPM进行无梁楼盖结构设计PKPM(平面梁模型)是一种常用的工程结构分析和设计软件,可以用于无梁楼盖结构的设计。
本文将介绍无梁楼盖结构的设计过程,并使用PKPM进行结构分析和设计。
无梁楼盖结构是指楼板直接承受荷载,无需设置梁作为承载结构的一种楼盖结构。
这种结构的主要特点是构造简单、施工方便、节省工程成本,并且可以提供较大的使用空间。
下面是无梁楼盖结构的设计过程:1.确定加载条件:首先,需要确定加载条件,包括楼板自重、可变荷载和其他荷载(如风荷载、地震荷载等)。
根据建筑使用要求和设计规范,确定相应的加载标准。
2.制定楼板布局:基于建筑的功能需求和使用要求,制定楼板的布局方案。
在制定布局方案时,要考虑楼板结构的连续性和整体稳定性。
3.设计楼板厚度:根据加载条件和楼板跨度,确定楼板的厚度。
楼板的厚度应满足承载能力和挠度控制的要求,同时考虑材料成本和施工工艺。
4.确定楼板钢筋配筋:根据加载条件和楼板的厚度,确定楼板的钢筋配筋。
配筋要满足强度和刚度的要求,也要考虑施工过程中的操作性。
5.进行结构分析:使用PKPM进行结构分析,计算楼板的受力情况。
结构分析包括静力分析和动力分析,以确定结构的强度、刚度和稳定性。
6.进行结构设计:根据结构分析的结果,对结构进行设计,包括截面尺寸、配筋尺寸等。
设计要满足加载条件和强度要求,同时考虑构造的可行性和施工工艺。
7.完成施工图设计:基于结构设计结果,完成施工图设计,包括楼板平面布置图、构造图、钢筋图等。
施工图应符合相关规范和标准。
以上是无梁楼盖结构的设计过程。
接下来,我们将使用PKPM进行结构分析和设计。
首先,打开PKPM软件,选择“新建工程”,给工程命名,并选择材料和荷载。
然后,按照楼盖结构的布局方案,绘制楼板的几何形状,设置楼板厚度和边界条件。
接下来,进行静力分析。
选择“结构分析”功能,设置加载条件和边界条件,进行荷载组合和组合计算。
PKPM将根据加载条件和边界条件,计算楼板的受力情况,并输出相关结果。
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。
关于地下室无梁楼盖结构设计的思考
关于地下室无梁楼盖结构设计的思考摘要:本文简述了无梁楼盖的优缺点、设计方法、两种建模方式的特点差异及实际工程中产生的问题,分析影响地下室无梁楼盖安全性的相关因素,思考如何在设计工作中对无梁楼盖的质量安全进行把控。
关键词:无梁楼盖;设计方法;质量安全;板柱节点;不平衡弯矩引言近几年地下室顶板无梁楼盖结构事故多发,住建部于2018年2月下发《关于加强地下室无梁楼盖工程质量安全管理的通知》。
作为结构设计师,如何理解并掌握地下室无梁楼盖结构的设计方法,如何合理加强薄弱部位,如何对施工提出安全保障措施,对实现工程质量安全有重要意义。
一、无梁楼盖结构体系的优缺点无梁楼盖是一种不设梁,楼板直接支承在柱上的楼盖形式,一般采用板柱-剪力墙结构体系或板柱结构体系(常用于地下车库)。
无梁楼盖与传统的梁板结构相比,具有板底平整美观,结构高度小,可有效降低建筑层高;无梁楼盖的层高优势还可以在结构抗浮、土方开挖、基坑支护、降水等方面带来经济优势;在施工方面,无梁楼盖具有施工支模简单,楼面钢筋绑扎方便,从而大大提高施工速度的优点。
但是无梁楼盖也有其自身的缺点:由于取消了肋梁,使无梁楼盖结构体系的抗弯刚度减小、挠度增大,柱子周边的剪应力高度集中,可能会引起局部板的冲切破坏;无梁楼盖对不均匀荷载极为敏感,抗连续倒塌能力弱,施工时必须严格控制施工荷载;无梁楼盖结构一般设剪力墙(板柱-剪力墙结构)来增加侧向刚度,提高抗震性能,相比有梁的框架-剪力墙结构,板柱-剪力墙结构抗震性能较差。
设防烈度为8度(0.30g)时,不宜采用板柱-剪力墙结构。
设防烈度为9度时,不应采用板柱-剪力墙结构。
规范对板柱-剪力墙结构房屋适宜的最大高度有严格规定:设防烈度6度时为80m,设防烈度7度时为70m,设防烈度8度(0.20g)时为55m,设防烈度8度(0.30g)时为40m。
二、无梁楼盖的设计方法及建模计算根据《高层建筑混凝土结构技术规程》,无梁楼盖计算时应考虑板的面外刚度影响,其面外刚度可按有限元方法计算或近似将柱上板带等效为框架梁计算,即有限元法和等代框架法。
无梁楼盖计算分析与设计
无梁楼盖计算分析与设计当前,很多项目在地下空间的设计过程中,大量采用无梁楼盖结构体系,目前该结构体系的设计依据较少。
根据本人近几年在该体系的设计经验,对该结构体系设计过程中提出部分设计建议供参考。
标签:无梁楼盖;柱帽;托板;消防车荷载;冲切;不平衡弯矩无梁楼盖结构体系,在空间利用上有绝对的优势,近几年无梁楼盖结构体系大量用于地下室楼盖。
同时因设计不成熟、施工不重视,导致该体系在施工过程中事故频发。
本人结合近些年的设计经验及对规范的理解对无梁楼盖结构体系提出以下个人设计建议。
1、柱帽、托板类型无梁楼盖柱帽、托板类型有以下几种类型,见图1:类型一及类型三适合用于荷载相对较小的情况,如地下室中间层楼盖。
地下室顶板等作用荷载较大的情况通常采用类型二(柱帽+托板)的形式。
2、截面尺寸取值楼板板厚的取值,首先需要满足柱帽或者托板对它的冲切,建议控制冲切系数不大于0.75。
除了控制柱帽或托板对它的冲切外,还应该重视配筋的选取。
无梁楼盖配筋均为双层双向配筋后柱帽位置再附加短钢筋,建议附加短钢筋与拉通钢筋的级差不超过三级。
如计算出来的结果导致拉通钢筋与附加钢筋级差较大时应适当的加厚楼板。
柱帽及托板厚度取值取决于冲切、受弯计算,建议控制冲切计算时冲切系数不大于0.75,受弯计算时需反复调试托板厚度以达到同上a条控制附加短钢筋与拉通钢筋的级差。
托板宽度取值,主要也是根据配筋率及拉通筋与附加筋的级差控制。
建议取值可参考按照1\3~1\4柱跨度取值,当楼板厚度较厚大于400mm时托板宽度可取小值,当楼板厚度较薄小于300mm时托板宽度可取大值。
3、无梁楼盖的传力在普通的梁板结构体系中,梁刚度远大于楼板的平面外刚度,我们一般假定楼板平面内刚度无限大,平面外刚度为0,同时采用“梁刚度放大系数”来弥补楼板的面外刚度,这样楼板荷载传递到梁再传递给竖向构件,传力路径简单清晰。
但在无梁楼盖结构体系中,因没有明显梁的作用,所以楼板荷载是直接传递到竖向构件的,计算应考虑楼板的平面内和平面外刚度,软件计算中楼板按弹性楼板6考虑。
无梁楼盖结构设计要点探究
无梁楼盖结构设计要点探究无梁楼盖结构体系的传力路径清晰,同时具有增加楼层净空尺寸、确保楼面平整度,施工模板较为简单,能控制施工成本等特点,然而无梁楼自身的抗弯刚度较小、楼板产生的挠度较大,造成柱子局部区域板造成冲切破坏,极大影响了抗震性能。
本文阐述了无梁楼盖结构体系常见的计算方法,探究无梁楼盖结构体系的设计要点,分析结构体系的构造要求。
标签:无梁楼盖;结构体系;设计要点前言:无梁楼盖体系同时也被称为板柱体系,主要通过在楼盖中布置梁肋,将现浇混凝土板支承于柱,从受力角度来讲,无梁楼盖具有双向受力特点,同时楼面荷载将直接传递于柱,并传递于基础。
无梁楼盖从其结构形式可分为密肋板或平板。
而根据柱帽可分为无柱帽或有柱帽无梁楼盖体系,根据施工流程可分为现浇式或整体装配式。
根据笔者经验,当楼面的可变标准荷载值超过5KN/m2时,其跨度低于6m时,均适用无梁楼盖体系。
无梁楼盖结构体系目前适用于商场、多层工业厂房、库房、图书馆等建筑,其柱网都采用矩形或正方形,其中以正方形更具有经济,而板内钢筋根据纵、横向布置楼盖的四边支承墙上或边柱圈梁上,从而能够控制房屋的体积以及节省墙体结构,无梁楼盖天棚的平整度较高,而通风、采光以及卫生条件更为理想,由于施工模板较为简单,从而能够节省大量的模板用量与人员成本,因此推广无梁楼盖体系具有积极经济与社会效益。
1.无梁楼盖体系内力计算无梁楼盖结构体系设计可根据弹性理论来分析计算,也可根据塑性理论进行分析计算,目前常用的设计方法包括:经验系数计算法、等代框架计算法、精确计算法等。
1.1经验系数计算法该法常常适用于较为规则的等代框架建筑,采用经验系数法时,建筑物必须符合下列条件:第一,无梁楼盖结构纵、横方向均超过连续三跨;第二,任区格内的长跨与短跨之比不小于1.5;第三,相同方向的最大与最小跨度比值应当小于1.2 ,且两端跨度不应大于内跨;第四,活荷载不应大于3倍的恒荷载设计值;第五,为确保无梁楼盖低于水平荷载,在无梁楼盖结构体系中应确保有剪力与抗侧力支撑。
关于无梁楼盖的设计分析
关于无梁楼盖的设计分析作者:李分德来源:《中国房地产业》 2018年第11期文 / 李分德广西荣泰建筑设计有限责任公司广西柳州 545007【摘要】随着社会的不断发展,人们的个性化需求不断加强,对建筑物的设计也有了特殊的需求。
楼盖作为一座建筑不可或缺的重要部分,对整个建筑物的空间、美观的呈现有着很大的影响。
与传统的楼盖相对比,无梁楼盖具有很大的优势,从而受到了大众的青睐。
本文为了探讨无梁楼盖的设计问题,首先分析了无梁楼盖的优缺点,对无梁楼盖有一个基本的了解,然后进一步分析无梁楼盖的受力特点以及破坏特征,进而深入探讨无梁楼盖的设计,以期能够为无梁楼盖设计的实践实施提供指导依据。
【关键词】无梁楼盖;优缺点;设计1、引言社会经济水平在不断的提升,人们对楼宇建筑的需求越来越趋向于个性化以及多样化,对建筑物的设计要求也越来越高。
面对这些需求,越来越多的大型基础设施建筑出现在人们的视野中,包括楼房、商场、娱乐场所、地下停车场等。
近年来,人们的生活节奏不断的加快,随之而来的是越来越大的生活压力,这就使得人们对狭小的居住空间、毫无变化的生活环境产生了排斥心理。
面对这些社会发展的变化,传统的楼盖设计已然不能满足人们的生活个性化需求。
楼盖对于整个建筑物来说是极其重要的一部分,其在整个建筑结构中,承担着重要的连接功能以及分散压力的功能,为楼宇建筑的稳定性以及转移压力载荷做出了重要的贡献。
而且楼盖的设计直接关乎建筑的空间大小、楼顶的高低以及吊顶的面积等因素。
与传统的有梁楼盖设计相对比而言,无梁楼盖的出现无疑为建筑物空间设计、布局提供了很大的便利,也受到了大众的认可是广泛应用。
本文据此,结合无梁楼盖的优缺点特性,探讨无梁楼盖的受力特点以及破坏特性,进而详细分析无梁楼盖的设计方法以及板柱节点设计、柱帽设计、配筋及构造等方面的问题。
2、无梁楼盖的概述所谓的无梁楼盖就是一种板柱结构而且是双向受力不设梁的楼盖结构,对建筑空间的要求就有很大的限定。
浅谈无梁楼盖结构设计要点和构造要求
浅谈无梁楼盖结构设计要点和构造要求1、无梁楼盖的基本构造无梁楼盖结构主要是由板和柱构成,由于柱顶处平板直接将荷载传递给柱,因此会在柱顶形成集中受力区域,产生柱头对板的冲切破坏,为了防止这种破坏的发生,往往在柱顶设置柱帽,以增大柱头与楼板的接触面积,有利于荷载的合理分布。
无梁楼盖结构中的板可分为柱上板带和跨中板带。
为了提高结构的抗震性能,应在柱上板带设置暗梁,以提高结构的整体性。
无梁楼盖的构造要求可参考为:混凝土等级不宜低于C30;板最小厚度不应小于150mm;柱帽边长不宜小于板跨度的1/6,厚度不宜小于1/4板的厚度;柱截面边长不应小于400mm,剪跨比不应小于2,高宽比不宜大于3;暗梁宽度可取柱宽加上柱宽度以外各1.5倍板厚。
2、无梁楼盖的内力计算无梁楼盖既可按弹性理论计算,也可以按塑性理论计算。
通常在进行无梁楼盖设计时,可以采用三种方法:等代框架法、经验系数法、精确计算法。
2.1 等代框架法。
该法也是手工近似计算的方法之一,计算宽度取垂直于计算跨度方向两相邻区格的中心间距,计算中纵横两方向均应承担全部荷载。
在垂直荷载作用下,板柱结构的平板和密肋板可采用等代框架法。
计算其内力:①等代框架的计算宽度,取垂直于计算跨度方向的两个相邻平板中心线的间距;②有柱帽的等代框架梁、柱的线刚度,可按现行规范GBJ130-90《钢筋混凝土升板结构技术规程》的有关规定确定;③计算中纵向和横向的等代框架均应承担全部作用荷载;④计算中宜考虑活荷载的不利布置。
按等代框架计算垂直荷载作用下板的弯矩,当平板与密肋板的任一区格的长短边比≤2 时,可分配给柱上板带和跨中板带支座负弯矩分别为75%和24%,跨中正弯矩分别为55%和45%;有柱帽时,其支座负弯矩应取刚域边缘处的值,除边支座弯矩和边跨中弯矩外,分配到各板带上的弯矩均应乘以0.8的系数。
等代框架法与经验系数法的主要区别在于,等代框架法先分别算出等代框架的支座弯矩和跨中弯矩,再按上述系数分配到柱上板带和跨中板带。
结构设计中关于无梁楼板设计的浅析
结构设计中关于无梁楼板设计的浅析传统的地下车库一般采用梁板结构,十字梁或框架梁加大板的结构形式,这种做法对地下室层高要求高,施工相对复杂,且开挖量比较大,随着技术的不断发展,无梁楼盖结构体系越来越受到设计院和甲方的认可,无梁楼盖具有建筑空间大,车库内顶平整美观,可有效地增加层高,利于敷设管线,经济性好等优点,而且施工方便,综合造价相对较低,因此越来越多的地下结构都采用无梁楼盖这种结构形式。
二、无梁楼盖的几种计算方法1、等代梁经验系数法根据《钢筋混凝土升板结构技术规范》,等代梁弯矩设计值分配比例如表1:经验系数法需符合下列条件:(1)每个方向至少有三个连续跨。
(2)任一区格的长边与短边之比不大于1.5。
(3)同一方向上的相邻跨度的中至中跨长之变化不超过较长跨的1/3。
(4)所有荷载均为竖向均布荷载,活荷载与恒荷载之比≤3。
经验系数法可按下列公式计算:X方向总弯矩设计值:M0=qLy(Lx-2c/3)2/8;Y方向总弯矩设计值:M0=qLx(Ly-2c/3)2/8;柱上板带的弯矩设计值:Mc=β1 M0;跨中板带的弯矩设计值:Mm=β2 M0,Lx,Ly——x方向和y方向的柱距;q——板的竖向均布荷载设计值;c——柱帽在计算弯矩方向的有效宽度;β1,β2——柱上板带和跨中板带弯矩系数。
当满足上述条件时,采用经验系数法计算无梁楼盖内力,其计算简图和边界条件都比较符合工程的实际情况,是手算无梁楼盖非常实用的计算方法,可以满足工程设计要求。
2、等代框架法等代框架法是将结构考虑为横、竖两个方向的框架,将等代梁与支撑柱看做连续结构,构成平面等代框架。
等代框架法可不必满足等代梁的约束条件,适用于两跨和不等跨的等代梁内力计算分析。
根据《钢筋混凝土升板结构技术规范》,等代框架弯矩分配系数可按下表:3、有限元分析方法采用PKPM对无梁楼盖进行建模分析,在PMCAD中建模,按楼板输入,框架之间采用100x100的虚梁,楼板采用弹性楼板6进行计算,SATWE计算完成后采用SLABCAD软件进行进一步分析,此方法适用于不容易划分板带的复杂平面板柱结构,对柱网相对规则的地下车库无梁楼盖,不如经验系数法和等代框架近似分析方法实用。
地下室无梁楼盖设计
地下室无梁楼盖设计随着城市化进程加速,土地资源稀缺,为了加强土地使用效率,地下室的利用越来越广泛。
在地下室建设中,无梁楼盖设计是一个非常重要的问题。
因为地下室是建筑物的重要组成部分,它承载着地上建筑的重量,同时还要承受地下水压力等外部因素的作用,无梁楼盖设计是保证地下建筑安全的关键要素。
1、无梁楼盖设计的原理无梁楼盖设计是指在地下室的一些大跨度空间不穿设梁的情况下,利用植筋板完成地下室整体承重结构的设计。
它的基础理论是在水泥砼中添加纤维,能够增强水泥砼的韧性和抗穿切能力,从而达到不采用钢筋设梁,但仍然能够承受重载荷的目标。
2、无梁楼盖设计的优点无梁楼盖设计方案具有以下优点:(1) 建筑高度:无梁楼盖的使用可以减小地下空间的高度,增加使用空间的高度,而且能够保证地下室的建筑高度在限制范围之内。
(2) 加速施工:无梁楼盖的施工速度非常快,因为不用设梁,所以构造更为简单。
(3) 成本低:相对于在地下室内设置一些重型梁柱来说,无梁楼盖可以以更低的造价完成地下室的设计。
3、无梁楼盖设计的应用场景在工厂车间、超市、仓库等一些大型建筑中,建筑空间较大,采用无梁楼盖设计可以给人们在建筑中创造更大的自由空间。
在地下车库的设计中,通常需要预留更多的车道宽度和高度,而无梁楼盖的使用可以解决这类问题。
然而,无梁楼盖也有其应用的局限性。
在建筑物跨度较小、要求楼层平整度高、设备充足的建筑中,采用无梁楼盖的意义不如设梁的方案。
因此,对于是否采用无梁楼盖,应根据具体情况来决定。
4、无梁楼盖设计在实践中的应用无梁楼盖在工程实践中已经得到了广泛的应用,并赢得了良好的声誉。
在开展无梁楼盖设计时,一定要充分考虑到设计的风险性和可行性,一旦建设过程中出现问题,就会对工程造成很大的影响。
总的来说,无梁楼盖的设计是一个非常重要的问题,它是保证地下室在承受重载荷、地下水等外部因素的作用下能够稳定、安全运行的关键要素。
采用无梁楼盖的优点在于提高空间利用率、加速施工速度等,但对于是否采用无梁楼盖应根据具体情况做出判断。
无梁楼盖的结构设计要点分析
无梁楼盖的结构设计要点分析摘要:从近几年无梁楼盖坍塌事故频发中出发,引发对无梁楼盖结构设计的思考。
本文通过分析无梁楼盖在实际工程中的优缺点,利用模型计算(以YJK为例),规范设定无梁楼盖模型中的重要参数,重点阐述无梁楼盖与梁板结构相交处的处理方式和不平衡弯矩对节点设计的影响,对无梁楼盖设计过程中的一些问题进行分析,根据实际工程提出了几点注意事项,总结提出六大建议措施。
引言:无梁楼盖是由钢筋混凝土板、柱、柱帽构成的楼盖结构体系,无梁楼盖体系近几年被广泛应用,其优点是能增大了楼层净空,节约施工模板,外形美观,施工快捷,且管道铺设方便,可减少烟感数量。
但近年地下室顶板的无梁楼盖事故频发,一次次把无梁楼盖推到风口浪尖。
2017某无梁楼盖工程垮塌现场分析地下室顶板无梁楼盖的事故原因,其主要原因可以概括为以下几点:无梁楼盖的结构形式自身安全富裕度低。
2、板柱节点的板的下铁钢筋过小,板下层的钢筋对板的局部抗弯強度影响较大,下层不配钢筋的基础板柱的局部抗弯强度约比抗冲切強度低约10%,而国标图集中的板柱节点图中只要求板下部钢筋直径不小于10mm,间距不大于200mm,当节点板厚较大时,其配筋率远小于最小配筋率要求。
3、覆土阶段的不均衡荷载,往往没有考虑。
正常受力时,两侧弯矩平衡,冲切的弯矩项不起作用,但是一旦一侧弯矩超载形成塑形铰,就会产生巨大的不平衡弯矩,这样原本满足的冲切就成了倒塌的元凶。
4、顶板覆土肯定是要走泥土车的,挖掘机推土机都要上顶板,设计单位是否考虑到顶板覆土的施工荷载,即使不考虑,由施工单位进行顶板施工加强处理,那是否考虑了填土完成后,顶板上的园林种树也需要货车运输到栽种位置,也需要吊车起吊才能栽种,且有没有考虑到当顶板上栽种的树苗在十年二十年后长成大树时,对顶板的集中荷载变大情况。
5、软件就是一个程序,计算出来的结果需要设计人员复核,判断是否合理有效。
下面就模型计算(以YJK为例)对无梁楼盖设计过程中的一些问题进行分析总结。
浅谈人防地下室的无梁楼盖结构设计
浅谈人防地下室的无梁楼盖结构设计摘要】本文简要介绍人防地下室无梁楼盖体系的常用结构设计方法及其要点,并针对某工程应用示例分析,以期对无梁楼盖体系在地下车库工程中的应用提供参考。
【关键词】人防地下室混凝土无梁楼盖结构体系一、前言无梁楼盖是地下建筑常见结构形式,是近年发展较为迅速的一项建筑结构新技术。
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,结构质地更密,抗压性更高,抗振动冲击更强,结构更合理。
特别是这种“无梁楼盖”使楼层空间布置摆脱梁的制约,具有明显的经济效益和社会效益。
二、无梁楼盖结构类型优缺点无梁楼盖结构体系优势突出: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;在满足同等室内净高的情况下,有利于降低层高,从而减少土方量及底板设计水位,控制工程造价;除柱帽外,模板及钢筋制作工作量少,施工工艺简单,施工进度快。
无梁楼盖结构体系也有一定的劣势:结构板较厚,结构自重增大;从结构性能方面看,无梁板延性较差,板在柱帽或柱顶处易造成脆性冲切破坏;应用时对于平面规则性、连续跨数及板跨区格长短边的长度比例等有一定的限制要求。
三、无梁楼盖计算方法人防地下室无梁楼盖结构体系的内力分析按弹塑性工作阶段进行设计计算,工程设计常用的计算方法有经验系数法、等代框架法、有限元计算法三种。
(1)经验系数法是运用弯矩分配系数,算出板的总弯矩再乘以弯矩分配系数得出各控制截面的弯矩值。
经验系数法须符合下列条件:①每个方向至少应有三个连续跨;②每跨跨度相等或相差不超过20%,且端跨的跨度不大于邻跨的跨度;③各区格的长短跨度之比不大于1.5;④所有柱网宜采用正方形或矩形,以正方形布置比较经济。
经验系数法结构内力计算:(2)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。
等代框架法的适用范围为区格长短跨度比不大于1.5。
(第5部分)无梁楼盖、装配式梁板结构设计
整个无梁楼盖在纵横两个方向包括四种类型的板带:
柱上板带 跨中板带
计算单元
纵横两个方向计算跨度:
lx
l0x
2c 3
ly
l0 y
2c 3
控制截面:支座在柱帽c/3处,跨内在最大弯矩出
弯矩系数法步骤
• 按公式1.4.1~1.4.3计算每个区格两个方向的总弯矩。 • 每一方向的总弯矩分别分配柱上板带和跨中板带的支
§1.4 整体式无梁楼盖
一 、无梁楼盖的结构组成 二、 无梁楼盖的内力计算 三、 柱帽及板受冲切承载力计算 四、 了解截面设计与构造要求
1.4.1概述
1. 结构组成 无梁பைடு நூலகம்盖不设梁,属于板柱结构体系。 为了提高柱顶处平板的受冲切承载力以及减小板
的计算跨度,往往在柱顶设置柱帽。
无梁楼盖结构类型: ①有柱帽无梁楼盖;②有柱帽无梁楼盖;③板梁式无梁楼盖; ④密肋式无梁楼盖。
1.5.4 铺板式楼盖的连接 前述,对于装配式楼盖来说保证其整体性是很重要的,良好
的整体性对于水平荷载的有效传递,以及对竖向荷载的均匀传递
均有十分重要影响,连接主要指板与板、板与墙(梁)、梁与柱 等的连接构造措施。另外,抗震区的连接比非抗震区要求更高。
1.非抗震区的连接 (1)板与板的连接;
在板与板口形缝之间用>C15 用石砼灌浆。 (2)板与支承墙或支承梁的连接(靠支承处坐浆和一定支承长度 来实现);
• 等效框架梁:
宽:竖向荷载作用时取板跨中心线间的距离,水平荷载作 用时取板跨中心线间距离的一半;
高:板的厚度;
跨度:在两个方向分别取为
lx
l0x
2c 3
其中 c 为柱帽的宽度。
无梁楼盖结构设计要点探讨
精确计算法 即对无梁楼盖结构体系不再进行人 为地 简化和等代 . 而是根据无梁 楼盖的柱上板 带 、 跨 中板 带及柱帽平 面尺寸 . 用有 限元 法将无梁楼盖划分成若干细小单元 . 用板壳单元有 限元进行 求解的方 法 。在具体工 程中 . 可使用 P K P M、 S A P 2 0 0 0 、 M I D A S / G E N等有 限元 软 件进行分析计算 本文 以 P K P M软件 为例 , 简要介绍有限元计算方法 ( 1 ) 建模时需
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2 0 1 3 年第0 6 期
无梁楼盖结构设计要点探讨
金 洋 ( 南 宁 市城 市规 划设 计 院 广 西 【 摘 南宁 5 3 0 0 2 2 】 要】 无 梁楼具有传力体 系简单 , 楼层净 空高, 地面平整 , 模板 简单 , 便 于施工等优点。 但 同时也 有抗弯刚度 小、 挠度 大, 柱子周边局部板
会 冲切破 坏, 抗震性 能差等缺点 。本文介 绍了无 梁楼盖结构体 系的几种计算 方法, 探讨 了无 梁楼盖结构设计的要点及需要注意的构造要 求。
【 关键词 】 无 梁楼盖 ; 内力计算 ; 抗冲切计算 ; 构造要求
0 . 引 言 无梁楼盖结构体系又称为板柱结构体系 . 即是在楼盖 中不设 置梁 肋, 将板直接支承在柱上。无梁楼盖是一种双向受力楼盖。 楼 面荷载直 接通过柱子 , 再传给基础 无梁楼盖按楼面结构形式分 为平 板和密肋 板。 按有无柱 帽分 为无柱 帽轻 型无梁楼盖和有柱 帽无梁楼盖 按施工 工序分为现浇式无梁楼盖和装配整体式无梁楼盖 采用升板法施工的 无梁楼盖 即为装配整体式的一种 根据经验 . 当楼 面可变荷载标准值在 5 K N / m z 以上 、 跨度 在 6 m以 内时 ,无梁楼盖较肋梁楼 盖经济 .因此无梁 楼盖常用于多层厂房 、 商 场、 库房 、 书库等建筑。无梁楼盖的柱网都采用正方形或矩形 , 以正方 形最为经济 . 板内钢筋沿两个方向布置 楼盖的 四边可支承在墙上 或 支承在边柱的圈梁上, 或悬臂 伸出边 柱以外 悬挑板 挑出适 当的距 离 . 能减小边跨的跨 中弯矩 在 同样净空高度 的条件下 . 无梁楼盖 的建筑 高度较一般的交梁楼盖小. 因而可以减小房 屋的体积和节省墙体结构 : 无 梁楼盖具有平整 的天棚, 故采光 、 通风及卫 生条件较好 : 由于模板 简 单 可节省模板 用量和施工 简化I 因此 采用 无梁楼 盖结 构具有 明显 的 经济效益和社会 效益。 对 于无梁楼 盖结构 如何进行工程设计 的研究具
关于无梁楼盖结构设计分析
关于无梁楼盖结构设计分析【摘要】无梁楼盖结构体系是近年来发展迅速的一项建筑结构技术,结构板底平整、构造简单、整体性好、建筑空间大、可有效地增加层高、施工方便等优点。
但其同时也具有受力复杂, 抗震性能差等缺点。
本文系统介绍了无梁楼盖的设计方法, 在设计中需要重点验算的部位和一些构造要求,供参考。
【关键词】无梁楼盖;等代框架法;不平衡弯矩;剪切一、引言无梁楼盖即是在楼盖中不设置梁肋, 将板直接支承在柱上, 楼面荷载直接通过柱子传至基础。
无梁楼盖又分为板柱结构和板柱—剪力墙结构。
板柱结构由楼板、柱和柱帽组成; 板柱—剪力墙结构由楼板、柱、柱帽和剪力墙组成。
在我国, 无梁楼盖结构体系是近年来发展迅速的一项建筑结构技术, 常用于冷库、商场、仓库、书库等建筑。
较之传统的密肋梁结构体系它具有结构板底平整、构造简单、整体性好、建筑空间大、可有效地增加层高等优点。
并且, 采用无梁楼盖体系的建筑物的地震效应也要明显小于层高较大的梁板结构体系的建筑物。
在施工方面, 采用无梁楼盖结构体系的建筑物具有施工支模简单、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, 采用无梁楼盖结构具有明显的经济效益和社会效益。
但无梁楼盖结构体系也有其自身的缺点: 由于取消了肋梁, 使无梁楼盖结构体系的抗弯刚度减小、挠度增大, 柱子周边的剪应力高度集中, 可能会引起局部板的冲切破坏; 侧向刚度比较差, 层数较少时可以设置板柱结构来抵抗水平荷载, 当层数较多或要求抗震时,一般需要设剪力墙、筒体等来增加侧向刚度。
对无梁楼盖进行工程设计的研究具有一定的实际意义。
二、计算方法1、等代框架法,即将整个无梁楼盖结构分为沿纵、横柱列方向划分为纵、横两个方向的等代框架。
等代框架的梁的宽度为竖向荷载作用时,取板跨中心线之间的距离;为水平荷载作用时,则取板跨中心线之间距离的一半较为适宜。
等代框架梁的高度取板的厚度。
等代框架梁的跨度,取等于,或 ,c 为柱帽宽度。
关于无梁楼盖结构设计的思考
甘肃科 技
Ga ns u S c i e n c e a nd Te c h n o l o g y
I f . 2 9 Ⅳ0 . 9
Ma y . 2 0 1 3
关 于 无 梁 楼 盖 结 构 设 计 的 院有限公司 , 甘肃 兰州 7 3 0 0 0 0 ) 摘 要: 无梁楼盖是一种双向受力楼 盖 , 在楼盖中不设 梁 , 楼板与柱构成板 柱结构体系 , 具有整体性好 、 建筑空 间大 、
可有效地增加层高 、 施工方便等优点。但其 同时也具有受力复杂 , 抗震性能差 等缺点。就 此系统地介绍 了无 梁楼盖 的设计方法 , 在设计 中需要重点验算的部位和一些 构造要求 , 以供参考 。 关键词 : 无梁楼盖 ; 等代框架 法 ; 经验系数法
1 . 1 等 代框架 法
来的, 计 算 时 只 要 算 出总 弯 矩 , 再 乘 上 弯 矩 分 配 系 数, 即得各 截面 的弯矩 。如 果 合 用 经验 系数 法 的条 件, 用经验 系数 法很 简单 , 也 计算 的 比较 准确 。经 验 系数法 就 是 按 边 跨 条 件 定 义 边 跨 的 内力 , 内 跨 用
等代平面框架法 , 将整个结构分别按纵 、 横柱列 方 向划 分为 具有 “ 框架梁” 和“ 框架柱” 的纵 向与 横 向平面框架。等代框架梁 的宽度, 则根据不 同的荷 载情况分别取值 , 当采用空间分析程序进行垂直荷
载下 等代 框架计 算 时 , 为 避 免单 向加 全 载使 柱 轴 力 重复计 算 , 同一 工程 需 沿 两 个 主轴 方 向 分别 加 载计 算, 即在计 算 x 向 ( Y向) 等 代 框架 时 , Y向( x向)
的计算高度为 : 对于楼层 , 取层高减去柱帽的高度 ;
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。
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关于无梁楼盖结构设计的思考单位+作者名称【摘要】无梁楼盖是一种双向受力楼盖,在楼盖中不设梁,楼板与柱构成板柱结构体系,具有整体性好,建筑空间大的特点,可有效地增加层高、施工方便等优点。
但其同时也具有受力复杂, 抗震性能差等缺点。
本文系统介绍了无梁楼盖的设计方法, 在设计中需要重点验算的部位和一些构造要求,供参考。
【关键词】无梁楼盖;等代框架法;经验系数法;1 引言无梁楼盖结构体系又称板柱结构体系,这是相对梁板结构体系而言的。
在我国,无梁楼盖结构体系是近年来发展较为迅速的一项建筑结构新技术。
较之传统的密肋梁结构体系它具有整体性好、建筑空间大,可有效地增加层高等优点。
在施工方面,采用无梁楼盖结构体系的建筑物具有施工支模简单、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,采用无梁楼盖结构具有明显的经济效益和社会效益。
常用于冷库、商场、仓库、书库等建筑。
但无梁楼盖结构体系也有其自身的缺点: 由于取消了肋梁, 使无梁楼盖结构体系的抗弯刚度减小、挠度增大, 柱子周边的剪应力高度集中, 可能会引起局部板的冲切破坏; 侧向刚度比较差, 层数较少时可以设置板柱结构来抵抗水平荷载, 当层数较多或要求抗震时,一般需要设剪力墙、筒体等来增加侧向刚度。
对无梁楼盖进行工程设计的研究具有一定的实际意义。
2 计算方法2.1 等代框架法等代平面框架法,将整个结构分别按纵、横柱列方向划分为具有“框架梁”和“框架柱”的纵向与横向平面框架。
等代框架梁的宽度,则根据不同的荷载情况分别取值,当采用空间分析程序进行垂直荷载下等代框架计算时,为避免单向加全载使柱轴力重复计算,同一工程需沿两个主轴方向分别加载计算,即在计算X向(Y向等代框架时,Y向(X向梁上不加载;还应注意结构构件自重对梁柱内力的影响,一般情况下,结构自重不宜由程序自动计算,有关梁、柱荷重应直接输入。
等代框架的梁的宽度为竖向荷载作用时,取板跨中心线之间的距离;为水平荷载作用时,则取板跨中心线之间距离的一半较为适宜。
等代框架梁的高度取板的厚度。
等代框架的计算高度为:对于楼层,取层高减去柱帽的高度;对于底层,取基础顶面至该层楼板底面的高度减去柱帽的高度。
当仅有竖向荷载时,等代框架可近似的按分层法计算:所计算楼板均看作上层柱的固定远端.这就将一个等代的多层框架的计算变为简单的二层或一层(对顶层框架的计算.计算中应考虑活荷载的不利组合.最后得出的等代框架梁弯矩值,按所对应的系数分配给柱上板带和跨中板带。
等代框架法的适用范围为任一区格的长跨与短跨之比不大于2;可用于经验系数法受到限制处,如双跨结构、不等跨结构、活荷载过大的结构、不同的竖向荷载和水平荷载等。
2.2 经验系数法经验系数法是最方便的方法,因而被广泛采用。
经验系数法是在试验研究与实践经验的基础上提出来的,计算时只要算出总弯矩,再乘上弯矩分配系数,即得各截面的弯矩。
如果合用经验系数法的条件,用经验系数法很简单,也计算的比较准确。
经验系数法就是按边跨条件定义边跨的内力,内跨用0.65Mo与0.35Mo来分配内力。
所以首先必须计算在简支下的跨中弯矩Mo。
无梁楼盖要注意的就是计算跨度的问题,计算模型,计算荷载。
如果还有柱帽和托板,还要注意内力会往支座处倾斜,这个时候要注意截面设计的位置,和节点构造。
板厚的取值应该根据长跨的来确定。
计算模型就是简化为一个方向的单向板,X,Y向都要计算100%的荷载,相当于计算2次单向板,分别计算受力钢筋。
需要注意的是经验系数法的应用范围必须满足以下几个条件:(1每个方向至少应有三个连续跨:(2同一方向上的最大跨度与最小跨度之比不应大于1.2;(3任一区格板的长边和短边之比不大于1.5;(4可变荷载和永久荷载之比不大于3;(5不规则柱网,柱的偏离值不应大于跨度的10%。
3 截面设计对竖向荷载作用下有柱帽的板,考虑到板的穹顶作用,除边跨跨中及边支座外,其他截面的计算弯矩,均乘以0.8 的折减系数。
板的有效高度,同一区格在两个方向的同号弯矩作用下,应分别采用不同的有效高度。
当为正方形区格时,为了简化起见,可取两个方向有效高度的平均值。
4 无梁楼盖的冲切计算在局部荷载或集中反力作用下不配置箍筋或弯起钢筋的板,其受冲切承载力应满足《混凝土结构设计规范》GB50010-2002 第7.7.1 的要求;配置箍筋或弯起钢筋的板,应满足《混凝土结构设计规范》GB50010-2002 第7.7.3 的要求。
当无梁楼盖的跨度大于6m,或其相邻跨度不相等时,按等效静荷载和静荷载共同作用下求得的冲切荷载,应乘以系数1.1 作为冲切荷载设计值。
当无梁楼盖的相邻跨度不等,且长短跨之比超过4:3,或柱两侧节点不平衡弯矩与冲切荷载设计值之比超过0.05 (c+h0(c 为柱边或柱帽边长时,应设箍筋。
5 运用PKPM 软件进行无梁楼盖的设计5.1 无梁楼盖的整体三维计算无梁楼盖结构的整体计算可通过PKPM 软件中的SATWE 软件进行。
由于SATWE 软件具有考虑楼板弹性变形的功能,可以采用弹性楼板单元较为真实的模拟楼板的刚度和计算变形。
在建模时应进行一定的处理:在PMCAD 人机交互式输入时,在软件中需输入框架梁的位置上布置截面尺寸为100*100 的矩形截面虚梁。
(但在边界处及开洞处最好是布置实梁。
这里布置虚梁的目的有二:其一是为了SATWE 软件在接力PMCAD 的前处理过程中能够自动读取楼板的外边界信息;其二是为了辅助弹性楼板单元的划分。
当然,虚梁是不参与结构的整体分析的,实际上SATWE 的前处理程序会自动将所有的虚梁过滤掉。
此外,为了正确分析该结构,在SATWE 程序中还应将无梁楼盖的楼板定义为弹性楼板。
在TAT软件中,对于无梁楼盖结构来说,由于没有梁和柱子相连,一般我们必须按照规范中的规定将板简化为双向等代框架梁进行计算。
因此,在用PMCAD对无梁楼盖进行人机交互式建模时,首先应确定等代框架梁的宽、高,也即确定等代框架梁的刚度。
在采用SATWE软件分析无梁楼盖结构时,由于SATWE软件具有考虑楼板弹性变形的功能,可以采用弹性楼板单元较为真实的模拟楼板的刚度和计算变形。
尤其是在2001年4月以后的版本中增加了一种能真实计算楼板平面内和平面外的刚度的楼板假定:弹性板6。
因此我们就不用将楼板简化为双向等代框架梁体系了,而是直接对无梁楼盖体系进行三维分析计算。
当然,我们还必须在建模时进行一定的处理。
5.2 楼盖的设计计算无梁楼盖的整体分析计算完成后,我们可以利用SATWE 软件中的“复杂楼板有限元计算”SLABCAD 模块进行楼盖的分析计算。
首先点取“生成楼板有限元分析数据”菜单来生成有关的计算数据,并将相应的计算条件及计算参数进行定义。
如果是预应力楼板的话还应选取预应力参数。
当然,此时必须注意的是:由于有限元的计算原理所致,对于楼板的有限元划分长度不一样可能会对计算结果产生一定的影响。
同时我们还可补充输入无梁楼盖的其它数据,如楼板的洞口及柱帽等特殊构件。
并可对楼板不同部位的板厚进修改:同时,我们还可以在楼板上添加任意的荷载,包括在PMCAD 建模时无法输入的板上的任意线荷载及点荷载。
此外,我们还可以输入支座沉降及约束等补充数据。
SLABCAD 的补充数据输入完毕后我们就可以通过“有限元分析和计算”菜单对无梁楼盖进行设计计算了。
对无梁楼盖的计算内容主要包括楼板的内力、位移、配筋计算及板的冲切验算等。
计算完毕后再通过“分析结果图形显示”菜单查询其计算结果。
6 构造要求6.1 抗冲切箍筋配置按计算所需的箍筋及相应的架立钢筋截面面积应配置在与45 度冲切破坏锥体面相交的范围内,且从集中荷载集中面或柱截面边缘向外的分布长度不应小于 1.5h0;箍筋应做成封闭式,箍筋直径不应小于6mm,也不宜大于12mm,其间距不应大于2h0/3。
6.2 抗冲切弯起钢筋配置按计算所需的弯起钢筋其弯起角度可根据板的厚度在30~45 度之间选取;弯起钢筋的倾斜段与冲切破坏锥体斜截面相交,其交点应在集中荷载作用或柱截面边缘以外1/2~2/3 板厚的范围内。
弯起钢筋直径不宜小于12mm,且每一方向不宜小于三根。
6.3 楼板配筋形式楼板配筋一般采用双向配筋。
支座上承受负弯矩的钢筋,宜采用不小于直径为12mm 的钢筋。
考虑抗震的无梁楼板。
板顶面应配置抗震钢筋,其配筋率应大于0.25ρ(ρ为支座处负钢筋的配筋率。
6.4 设置抗震墙的板柱结构抗震设计要求房屋的周边和楼梯、电梯洞口周边应采用有梁框架;抗震烈度8 度时宜采用有托板或柱帽的板柱节点,托板或柱帽根部的厚度(包括板厚不宜小于柱纵筋直径的16 倍。
托板或柱帽根的边长不宜小于4 倍板厚及柱截面相应边长之和;房屋的屋盖和地下一层顶板,宜采用梁板结构等6.5 圈梁配筋形式当无梁楼板不伸出外柱外侧时,在板的周边应设置圈梁,圈梁截面高度不应小于板厚的2.5 倍。
圈梁按计算配筋,抗扭箍筋不应小于A6@200 或A6@150,且做成封闭式,搭接长度不小于锚固长度,抗扭纵筋不宜小于4B12,圈梁下部纵向钢筋的两端伸到柱外边,上部纵向钢筋须通长布置,且搭接点宜在跨中。
7 结束语无梁楼盖较之传统的梁柱结构体系具有建筑空间大,施工支模简单,钢筋绑扎方便,施工速度快等优点,但受力复杂、抗震性能差。
本文总结以往实际工作,以SATWE 软件为例,系统的介绍了此类工程的结构设计情况,可为同类工程实际设计参考。