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。

2.2.1 在YJK计算模型中布置暗梁和柱帽

（1）柱帽的布置

柱帽的布置，柱帽尺寸可以参考《高规》8.1.9条，柱帽的长度不小于板跨度的1/6的2倍，柱帽厚度根据冲切计算确定。

YJK软件能在和柱帽连接的暗梁的两端生成加腋，在模型存盘退出时，提供有选项“柱帽处自动生成梁加腋”，如果删除了柱帽，退出建模时，会自动的把梁加腋删除的。

加腋的长度尺寸取值柱帽加托板的长方向和梁交界的部分，或者是梁和柱帽的长方向的交界部分，加腋的高度取值板厚+柱帽+托板-梁高。计算和配筋均考虑了柱帽，计算结果比较经济合理。

（2）暗梁的布置

暗梁的建模，采用普通梁方式。

暗梁的尺寸可按高规8.2.4输入，暗梁宽度等于柱的宽度加上柱的两侧各1.5倍板厚之和，本工程暗梁尺寸有两种，分别是1500*300和1500*250。

只要我们输入的暗梁尺寸满足规范要求，暗梁的配筋结果就能够用于施工图设计。

2.2.2 建模后的无梁楼板计算

（1）柱对板的冲切计算

柱的冲切计算按照上部结构计算中的所有荷载组合来考虑，以往在人防荷载组合下，托板或柱帽计算由于不通过而必须采用过大尺寸，YJK软件中的柱帽冲切计算不会出现上述问题，因为冲切计算中的人防荷载组合是按照人防规范计算的。

无柱帽时，冲切就只有柱对板的冲切；有柱帽时，冲切计算包含：柱帽对板的冲切计算、柱对柱帽的冲切计算。如果冲切计算不够，YJK软件自动给出抗冲切钢筋。

（2）把无梁楼盖板定义为弹性板3或弹性板6

在特殊构件的“板属性”中，设定为弹性板3或6，在“计算控制信息”中，把“板元细分最大控制长度”从默认的2米改为1米，“弹性板荷载计算方式”勾选“有限元计算”，并勾选参数“梁与弹性板变形协调”，这样弹性板与梁的协调变形就能保证，可以真实的考虑无梁楼盖的受力状态。假设，不勾选“梁与弹性板变形协调”，板仅仅在梁和梁端节点相接，梁板共同工作的性能就没有有效的利用。

经济性就比较差了。

弹性楼板3的特点是：把楼板平面内的刚度定义为无限刚，板的面内变形不考虑，程序仅计算楼板平面外的刚度，仅考虑楼板平面外的变形。本工程的板属性采用弹性楼板3。

（3）计算控制信息的“弹性板荷载计算方式”勾选有限元方式

勾选“有限元方式”。这样就可以把恒活面荷载直接作用在弹性楼板上来进行上部结构计算，荷载就不是直接导算到周边的的梁墙上，而是通过板的有限元计算来导算到周边的梁墙上。这种计算方法有两个特点：一是弹性板都能参与恒活竖向荷载和风、地震等水平荷载的计算。二是在有限元计算过程中，板上荷载不但能传到周边的梁墙上，还传到柱上，也就是说，增加了柱的受力，相应地减少了梁承受的荷载，比较符合实际受力情况；另外，有限元计算传给梁墙的除了有竖向荷载以外，还有墙的面外弯矩和梁的扭矩，这些弯矩和扭矩，对于边梁或边墙来说，是必须考虑的。

2.2.3 无梁楼盖的楼板配筋设计

计算楼板要把柱帽计算在内，计算柱帽处的板配筋，厚度取值楼板和柱帽厚度之和，因为有梁高与板厚相等，计算就不把梁的截面刚度考虑在内了。

（1）定义板带

在板施工图模块中，选择“柱上板带”菜单，菜单的第一项是定义板带。我们先框出无梁楼盖区域，YJK能在这些区域划分板带，根据有限元计算，分别按照跨中板带和柱上板带方式得到内力和配筋。

软件能生成柱上板带的位置：1）在梁高比板厚大的情况下，梁两端布置了柱帽的梁；2）沿着梁高小于或者等于楼板厚度的梁。

梁高比板厚大的板的地方，或者以墙为支座的板，YJK软件不自动生成板带，没有生成板带的，计算和配筋采用普通楼板的模式。因此，能够同时设计和绘图无梁楼盖配筋和普通楼板的配筋。

YJK软件自动生成板带宽度数值的方法：①与柱帽宽度相等，②板带之间的宽度的0.25倍，③取前两种方式①和②的结果最大值。由用户根据各自情况选择合适的取值方法；

（2）弯矩配筋按分区域给出

分别按跨中、柱上的分区输出结果，之所以不使用普通楼板结果的输出方式，目的就是为了能按照平法标准图的跨中板带、柱上板带方式出施工图：