浅谈地下车库无梁楼盖设计
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。
地下车库无梁楼盖设计方法
地下车库无梁楼盖设计方法摘要:本文结合工程实例,先介绍了地下车库无梁楼盖结构体系设计注意事项,然后对常用的3种计算方法进行了对比分析,并根据计算结果给出了在具体工程设计中运用各种方法应该注意的问题。
关键词:无梁楼盖;经验系数法;等代框架法;有限元法1 地下车库无梁楼盖简介地下车库无梁楼盖是将等厚度平板直接支承在几行中间柱上形成板柱体系,边柱、边梁、地下室外墙均可作为平板的支座。
中间柱顶设置托板和斜柱帽形成刚域,作为平板的支座,边柱和外墙可设置半柱帽,特殊部位可设置纵横大梁,形成局部梁板体系。
地下车库板柱无梁楼盖合理的柱网为7.8~8.4m,在边跨可适当减小为5.4~8.1m。
该结构体系的优点为:可减小地下室层高;车库顶板平整美观,利于敷设各种设备管线;施工模板简单,可加快地下室的施工进度;综合的经济技术指标好。
该结构体系适用于非人防区和六级人防区,且车库顶板覆土厚度宜在2m以下。
若顶板设计荷载太大时,楼板较厚,楼盖材料用量较多;楼盖的抗弯刚度较小,柱子周边的剪应力集中,可能会引起板的冲切破坏。
2 柱网布置地下车库采用无梁楼盖时,一般按如下规定布置柱网: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;无梁楼盖每个方向不宜少于3跨,以保证有足够的侧向刚度;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;无梁楼盖在柱头处设置柱帽,尺寸由板的冲切承载能力控制。
柱帽扩大了板在柱上的支撑面积,减少了板的计算跨度,也增加了房屋的刚度。
3 无梁楼盖结构内力的分析现浇无梁楼盖结构内力的分析计算有如下三种方法[1]:3.1 经验系数法它是实验研究和实践经验基础上给出的两个方向截面总弯矩的分配系数,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。
该方法物理概念清楚,有极限平衡寓意。
它符合一定条件得板系理论分析为依据,作了设计方法上的简化,为了使各截面的计算弯矩值能适应各种活荷载的不利布置,使用该方法时,应满足下列条件:楼盖每方向至少应有3个连续跨;同一方向上的最大与最小跨度比不应大于1.2;区格应为矩形,任一区格的长跨与短跨之比不应大于1.5;活荷载为均布荷载,且不大于恒载的3倍。
地下车库的无梁楼盖设计
地下车库无梁楼盖设计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;一般认为:无梁楼盖较之传统的密肋梁楼盖具有整体性好、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,从而大大提高施工速度;但是,历次地震中无梁楼盖结构均出现了高于梁板楼盖结构的破坏实例;因此,无梁楼盖体系板柱结构体系的抗震性能较差已形成共识,现行规范对此有专门的严格的规定;本着安全、合理、经济的原则,笔者认为我集团华东地区地上建筑一般情况不宜采用板柱结构体系;但地下建筑由于地震作用小,采用无梁楼盖结构是否可行呢本文就针对此问题进行探讨;一、经济性分析在华东地区,一般地下车库柱距米,柱截面较大或项目档次较高时柱距采用米;考虑有效净高米,设备所需高度米,排水所需高度米,故采用无梁楼盖时,层高可控制在米左右;采用梁板楼盖时,层高米左右,两者相差米;地下建筑对层高较敏感,尤其是地下水位埋深较浅的地区;基坑支护和开挖量随深度增加而增加,而且抗浮承载力要求也变高;一方面无梁楼盖自重大于梁板楼盖对抗浮有利;另一方面层高的减小可以减小水浮力,节省抗拔桩;综上,就常用柱距的单建式地下车库而言:采用无梁楼盖,楼盖本身的结构成本有所提高,但建筑层高可减少米左右,且可以减少土方量、减少降水费用、降低桩基成本、支护成本、墙柱工程量、外防水工程量、模板工程量,另外因便于施工还可能缩短工期;因此,此时无梁楼盖一般情况下综合成本最优,许多工程实例也证明了这一点;目前许多人仍以无梁楼盖体系直接增加了楼盖本身的结构成本为由拒绝采用,这是一个误区;二、技术性分析1、柱网无梁楼盖的柱网宜采用正方形或矩形,矩形柱网长短边之比不宜大于,最大跨和最小跨的柱距不宜大于,以避免柱承受楼板的不平衡弯矩;根据舒适停车的要求,一般合理柱距为~米,高端项目可增加米;2、板厚无梁楼盖的板厚宜在满足冲切受力和防水构造的要求下尽量做薄,一般或米柱网,覆土厚度~米,板厚根据荷载大小覆土厚度、消防车荷载等采用250~400mm;无梁楼板板边应搁置在墙或梁上,不宜设置自由边;3、柱帽无梁楼盖受力最重要的是柱头对板的冲切,在通常情况下应设置柱帽,即在柱子的周围加大板厚,采用托板来提高冲切承载力;柱帽的形式有多种,如下图;根据我集团一般情况,考虑施工因素,建议统一采用下图c的柱帽形式;以米柱距,柱截面600x600,平板厚300为例,按照上图c的做法,托板厚h1=150mm,扩大椎体高h2=600mm,柱帽总高不含平板厚H=750mm;柱帽有效宽度bce=1800mm,托板宽度ac=2800mm;若层高为,则柱帽根部净高,平板底净高,托板底净高,可以满足一般停车库的使用要求;4、计算对无梁楼盖的设计计算主要分为两块:结构整体的分析和无梁楼盖本身的分析计算;目前,PKPM系列结构设计软件对这两方面的设计都已经有比较成熟的分析方法;无梁楼盖结构的整体计算可通过PKPM软件中SATWE软件进行; 在PMCAD人机交互式输入时,在假想框架梁的位置上布置截面尺寸为100100的虚梁,所有楼板定义成弹性楼板6;然后就可使用SATWE软件对无梁楼盖结构进行三维整体分析计算了;无梁楼盖的整体分析计算完成后,再利用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;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;一般的单建式地下车库,垂直荷载起控制作用,且柱网较规则均匀、荷载较均匀;电算完成后一般需采用经验系数法进行手算复核;将无梁楼盖以纵横两个方向划分为柱上板带和跨中板带,板带的宽度取垂直于计算方向柱距的一半;先计算出垂直荷载作用下单向板的总弯矩,然后根据一定的分配系数分配到柱上板带和跨中板带进行配筋;有些时候电算结果与手算结果会相差较大,此时应进行更细致的分析;三、今后设计建议华东地区多为软土地基,且地下水位高;如上海地区一般埋深2米以下有一层淤泥质土,地下水位一般埋深为~米;在类似这种地质条件下,单建式非人防地下车库采用无梁楼盖形式,虽楼盖本身结构造价有所提高,但综合成本要低于普通梁板式楼盖;且施工简单,施工质量易于保证;同时,无梁楼盖的建筑空间效果好:通透、平整、美观;因此建议我集团华东地区今后设计的单建式非人防地下车库采用无梁楼盖的顶板做法;此举可以在保证结构安全的前提下,大幅提升建筑的空间效果,同时还能节省成本,一举三得;。
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。
刍议地下车库无梁楼盖结构设计
刍议地下车库无梁楼盖结构设计摘要:在我国经济不断发展壮大的时代,城镇化建设在不断的加快着脚步,随着人们生活水平的提高,车流量也在不断的增加,车辆的安放就成了一个重要的问题所在。
在现代建筑设计中,地下车库的设计是非常必要的,它是迎合现代经济和社会不断发展的需要,对于地下库无梁楼盖结构设计也就有了相应的规范和要求,本文就对地下库无梁楼盖结构设计进行了简要的分析和说明,希望同行予以参考和交流。
关键词:建筑结构设计;地下车库;无梁楼盖结构无梁楼盖结构与梁板结构相比,其具有构造高度相对较小,有效空间相对增加,施工方便等优点,且有利于采光、通风等特点,有效减少层高,对减小地库埋深、减少土方开挖量等做出了巨大的贡献,故无梁楼盖结构得到越来越多的应用。
随着新技术、新工艺日新月异的变化,在传统的平板无梁楼盖和带柱帽的无梁楼盖基础之上,现在又出现了诸如密肋板无梁楼盖、预应力无梁楼盖、预应力空心板无梁楼盖等各种新型的无梁楼盖结构形式。
文中以传统的带柱帽的无梁楼盖为研究对象,通过查阅大量文献,对无梁楼盖设计的相关问题进行了分析和研究。
与梁板结构相比,无梁楼盖结构直接将板支撑于柱子上,只在边缘设置梁或墙,其设置参数的选择有其自身的要求;其荷载直接由板传递给柱,受力形式较为复杂;目前关于无梁楼盖结构的设计方法和理论相对较少,还不够成熟。
以上三点问题正是目前无梁楼盖结构设计中的关键问题。
一、无梁楼盖的结构组成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。
浅谈地下室无梁楼盖设计
浅谈地下室无梁楼盖设计摘要:随着我国居民生活水平的不断提升,人们对于生活质量的要求越来越高,所以许多家庭都购置了车辆,这就造成了我国社区内出现了停车难问题。
现代化的小区中,特别是高层建筑,都配有地下停车场。
而地下室结构采用经济合理的设计形式和计算方法是非常关键的,这对于平衡开发商的开发费用以及购房者的实际需求具有非常现实的意义。
相对于普通的梁板体系,无梁楼盖是一种非常符合地下室设计需求的梁体结构,因为它具有施工简单、开发费用较低的优点,所以越来越多的地下室结构采用无梁楼盖。
受到应力、柱帽大小、基础型式等多种因素的影响,就无法采用普通无梁楼盖正向楼板的算法。
为了保证建筑的质量以及经济平衡。
本文从以下几个方面分析介绍地下室无梁楼盖楼板的设计。
关键词:地下室;底板;顶板;无梁楼盖;设计方法引言近几年,伴随着经济的发展,人们的住房条件越来越好。
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。
由于地下室面积增加了房屋建设的费用,使设计师在房屋建造成本的影响分析中,较难准确计算这个费用。
所以,找到一个合理的经济和建筑结构是非常重要的。
由于地下室屋顶对杭震性能有较高要求,梁板结构被广泛使用。
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。
地下室底板位于地下,一般不需要考虑杭震问题。
在本文中,从经济比较和计算方法等方面进行详细分析,全面分析地下室底板无梁楼盖设计问题,为设计者提供参考。
1 地下室无梁楼盖的特点无梁楼盖是双向力板柱结构,无梁楼板为四点支承双向板。
有研究表明,无梁楼板开裂前处于弹性工作状况,随着负荷不断增加,裂纹首先出现在柱帽的顶部,然后不断的发展,会出现跨中中间的三分之一跨度处,然后底部出现裂缝,此时,钢筋受拉屈服,混凝土已经到达极限压应变,楼板也处于严重破坏的状态。
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。
试论地下车库无梁楼盖设计常见问题
试论地下车库无梁楼盖设计常见问题摘要:改革开放以后,我国的社会经济进入了高速发展的新时期,城市化建设的进程不断加快。
随着城市人口生活水平的提升,城市范围内私家车的数量也在不断增加,地下车库的出现极大的满足了城市居民的停车需求,有效拓展了城市用地空间。
无梁楼盖设计是地下车库极为常见的设计形式,无梁楼盖设计能够有效的提升地下车库结构的荷载能力,确保地下车库结构的安全性和稳定性。
本文对地下车库无梁楼盖设计中存在的一些常见问题,如结构的取值、计算的要点、争议的问题等进行了相应的分析和论述,希望能够给相关的工作人员以参考启示,推动我国地下车库无梁楼盖设计的进一步发展。
关键词:地下车库;无梁楼盖设计;常见问题在无梁楼盖结构出现之前,我国地下车库较多采用的是梁板结构设计,在梁板结构设计中梁是地下车库结构的主要受力构件,梁构件要实现有效的承重力,就必须加大梁构件的截面尺寸,同时梁构件的净高还要满足相应的结构要求,施工难度较高。
而无梁楼盖结构的出现和应用,有效缓解了梁板结构的相关缺陷,提高了地下车库设计的科学性和合理性。
一、地下车库无梁楼盖设计中各结构的取值1、无梁板厚的取值无梁板厚的取值应视楼板的材质、性能而定,就非预应力有托板楼板而言,它的无梁板厚不应该小于其相邻柱距跨度的1/35,即当柱距为8m时,无梁板厚不应该小于250mm。
在一般的荷载力情况下,该无梁板厚度的设定是合理有效的,但是当无梁板上方存在覆土层或者荷载量较大时,无梁板厚的取值也应该适当的加大,例如当建筑结构的柱距为8.1m,但是上层覆土为2m时,无梁板厚的取值就应该大于380mm,只有这样才能让无梁板厚满足相应的结构需求,让后续的冲切计算和板配筋计算得到有效的施行。
2、柱帽的取值柱帽的取值应该与建筑结构顶板厚的取值协调一致,同时还要依照柱对顶板的冲切,设备专业管线的设置、顶板配筋的受力情况来进项综合的选取。
柱帽的形状一般有三种,锥形、矩形、以及两种形状的优化组合,在组合的过程中要注意变阶的次数不宜超过2次。
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。
地下室无梁楼盖设计
地下室无梁楼盖设计[关键词] 结构方案选择荷载取值有限元分析冲切计算构造措施1 工程简介某地下室为地下一层独立车库,总建筑面积为1479㎡。
该地下室车库底板板面标高-4.700 m,顶板板面标高-1.500 m,顶板上有1.200 m覆土,室外地面标高为-0.300 m,剖面图见图1。
在室外(地下室范围内)C轴与D轴间及A轴与B轴间区域为消防车道,其余区域均为植物种植区。
本工程建筑设防烈度6度,设计基本地震加速度值为0.05g, 设计地震分组为第一组,建筑抗震设防类别为丙类,结构设计使用年限为50年,建筑安全等级为二级,框架抗震等级为四级,场地类别为Ⅱ类。
主体结构为板柱抗震墙体系,基础采用平板式筏板基础(带反柱帽)。
所有构件混凝土强度等级均为C30防水混凝土(后浇带为C35防水混凝土),抗渗等级底板和侧墙为S8,顶板为S6。
钢材采用HPB235(fy=210N/mm2),HRB335(fy=300N/mm2), HRB400(fy=360N/mm2)三种。
主要活荷载标准值[1]为:地下室顶板14.3KN/㎡,其余5KN/㎡,地下室底板2.5KN/㎡。
图1地下室剖面图2 结构方案选择因场地原因限制了坡道的长度,从而限定了地下室底板的标高,同时因开发商对功能的要求及其它相关专业的需求顶板标高也被限制了。
满足建筑空间高度要求的最佳方案为无梁楼盖结构。
3 消防车道荷载取值地下室顶板为双向板,按《建筑结构荷载规范》规定消防车道荷载取值应为20KN/m2,同时顶板上覆土1.2米,这样大的荷载将会使顶板做的很厚同时板配筋量很大。
根据《荷载规范》第4.1.1条注1说明:“当荷载较大或情况特殊时,应按实际情况采用。
” ,可利用地下室顶板上较厚覆土对消防车轮压的扩散作用对活荷载进行适当折减[3]。
根据《荷载规范》第 4.1.1条文说明,消防车全车总重300KN,最大轮压P=60KN,轮胎着地尺寸为0.6mx0.2m。
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。
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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:
经过使用YJK软件计算以后,无梁楼盖配筋结果都不大,可以用于设计和施工,甲方也容易接受。
(3)板柱节点抗冲切验算(以中柱为例)
本工程覆土厚度中等,板厚适中,柱顶托板,按《混凝土结构设计规范》有关规定验算的柱抗冲切性能,截面满足要求,柱帽ZM大样如图1所示。
图1 ZM大样
3 结语
无梁楼盖结构体系应用在地下车库中,计算时采用了合理安全的计算方法和设计方法,在设计过程中根据工程实际情况选择合理的构造措施,从而能保证结构的安全、可靠、经济。
参考文献
[1]朱聘儒.双向板无梁楼盖[M].中国建筑工业出版社,1999.
[2]朱炳寅.无梁楼盖结构计算方法的分析与思考[J].建筑结构,1999 (08).
[3]高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3—2010.。