现浇空心板

四、现浇空心板布置和设计

现浇空心板是近年来流行的一种新型楼板结构形式，常用于对梁高有限制的楼层。前几年颁布了现浇空心板的设计规程，更推动了这种结构的广泛应用。由于没有合适的计算软件，现浇空心板的设计成为难点问题之一。

图2.6.15现浇空心板实例

有的用户将现浇空心板用密肋梁模型计算，造成梁的数量太多，计算效率低且经常计算容量不够，况且密肋梁模型不能考虑薄板部分的贡献。大家已经共识：使用密肋梁模型计算的配筋结果配筋偏大很多。

YJK使用细分的弹性板有限元（壳元）模型计算现浇空心板，对板元按考虑了空心部分的折算刚度计算，然后对弹性板计算结果积分成肋梁的弯矩和剪力，再对肋梁进行配筋设计，因此对现浇空心板最终的计算结果是肋梁的内力和配筋。

1、现浇空心板的布置

现浇空心板是在现浇的楼板内嵌入预制的空心箱体或块体。这里可输入的现浇空心板类型可采用空心的箱体，箱体下可以设板，也可以没有板。

用户利用这里的菜单进行现浇空心楼板的布置、删除操作。

1）布置空心板

程序支持内模采用空心的箱体的现浇空心楼板，箱体下可以设板，也可以没有板，有板时肋梁为工形截面，无板时肋梁为T形截面。

需要先运行“生成楼板”命令，在房间上生成现浇板信息。现浇空心板布置分为定义类型和在房间布置两步操作。

点击布置空心板菜单，弹出布置对话框；点击“添加”按钮，首先定义空心板类型，弹出空心板定义界面，如图所示。选择内模截面类型，定义相关的尺寸数据，点击“确定”定义完成。

图2.6.16空心板定义

截面类型分为箱芯和T形二种；

现浇楼板的总厚度由箱体高度、板顶厚度、板底厚度相加组成。

空心板布置时的对话框如下图：

图2.6.17空心板布置参数

非整箱体位置：当不能按照箱体整数个数排块时，软件将设置部分箱体尺寸的块尺寸，称这种部分尺寸的箱体为非整箱体。这里的参数用来设置非整箱体排放的位置是在房间中部还是端部，如下图；

（a）X、Y向居中（b）X、Y向末端

图2.6.18 非整箱体位置示意图

排块起始距离：第一个排块和边梁（墙）的距离，它既可以从房间左边（下边）起始，又可以从房间右边（上边）起始；

房间为矩形时，排块的起始点和方向是明确的，但当房间为非矩形房间时，还需要用户增加排块方向和起始点的设置。软件会提示用户先选择楼板一条边为基线，模型中用黄色加粗线显示，然后再选择楼板一点做为排块起点。如下图是一个非矩形房间的空心板布置。

图2.6.19非矩形空心板布置示意图

下图为布置了现浇空心板的某层平面。

图2.6.20现浇空心板某层平面

2）现浇空心板布置时增加实心板区域参数

为了将主梁和肋梁梁端部钢筋放置一部分在柱周围的实心区域，增加参数控制实心区域的大小，提供两个选项：一个箱体区域和用户指定尺寸的区域，以前软件按照一个箱体的尺寸设置实心板区域，现在用户指定尺寸的区域如果大于一个箱体的尺寸，则第一根肋梁梁端的部分钢筋就可以放置到板的实心区域。

3）删空心板

删除指定房间的空心楼板，用之前的现浇实心板替换。

4）软件自动计算现浇空心板的自重

用户应注意：对现浇空心板房间输入的楼面均布恒载中不应包含楼板的自重，因为软件将自动计算现浇空心板的自重，在肋梁计算时也自动计算肋梁的自重。在荷载参数设置中是否计算楼板自重的选项不起作用。

2、对支撑现浇空心板的主梁的计算

对支撑现浇空心板的主梁或者实心梁的计算将在上部结构计算中完成，因此对于主梁是

进行了所有工况及组合的设计计算的。但用户应注意以下几点：

1）对现浇空心板楼板设置弹性板3或弹性板6

对现浇空心板楼板应设置成弹性板3或者弹性板6，并应将计算参数中弹性板的单元尺寸从隐含的2米改到1米，并勾选参数“梁与弹性板变形协调”。

对现浇空心板楼板按照弹性板3或者弹性板6计算，这种计算模式将使楼板和梁变形协调，共同承担荷载。弹性板3不考虑板的面内变形，仅能考虑面外刚度；弹性板6是壳元模型，即可考虑板的面内、又可考虑板的面外变形。不能选择弹性膜模型，因为弹性膜仅有面内刚度，没有面外刚度。

为了保证弹性板与梁变形协调，应勾选参数“梁与弹性板变形协调”，这样梁的中间节点和板的中间节点是联系在一起工作的。但是，如果不勾选这个参数，板只在梁端节点和梁连接，不能发挥出板和梁共同工作的能力。

2）计算参数的弹性板荷载计算方式应选择有限元方式

计算参数的弹性板荷载计算方式有两个选项：平面导荷方式和有限元计算方式。平面导荷方式就是以前的处理方式，作用在各房间楼板上恒活面荷载被导算到了房间周边的梁或者墙上，在上部结构的考虑弹性板的计算中，弹性板上已经没有作用竖向荷载，起作用的仅是弹性板的面内刚度和面外刚度，这样的工作方式不符合楼板实际的工作状况。

有限元方式是在上部结构计算时，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，板上的荷载是通过板的有限元计算才能导算到周边杆件。

经有限元计算板上荷载不仅传到周边梁墙，也同时传给柱，换句话说柱的受力增加，梁承受的荷载将减少。特别是平面导荷方式传给周边梁墙的荷载只有竖向荷载，没有弯矩，而有限元计算方式传给梁墙的不仅有竖向荷载，还有墙的面外弯矩和梁的扭矩，对于边梁或边墙这种弯矩和扭矩常是不应忽略的。

由于实心梁的截面尺寸一般不大，整个楼板类似于无梁楼盖结构，因此应按照有限元计算方式计算弹性板。这样处理比平面导荷方式一般将增大柱的受力并减少实心梁的受力。

3、对现浇空心板的计算提供了两种模型

软件对箱体的现浇空心板的计算提供了两种模型：

1）按照密肋梁计算

将箱体之间的肋转化成工形截面或者T型截面的肋梁，肋梁翼缘的宽度取肋梁间距的一半，每个房间形成小的交叉梁系，房间周围的梁是肋梁的弹性支座（如果是墙则为竖向不动支座），各个相邻房间的交叉梁系互相连接，再加上楼层的楼面梁共同形成全层的交叉梁体系。软件按照这样的模型计算楼板上的恒载和活载，没有考虑风荷载和地震作用。当箱体下有板时肋梁为工形截面，无板时肋梁为T形截面。计算结构给出肋梁的内力和配筋。在配筋结果文件中输出肋梁的工形或者T型截面的详细尺寸。

肋梁为T形截面时肋梁的配筋全都配置在肋梁内，但对工形截面肋梁的配筋既可配置在肋梁上，又可配置在箱体上下板内。软件给出肋梁和翼缘的配筋比例参数，由用户填写。

在梁的平法施工图中可以同时对肋梁画出平法施工图，肋梁部分是按照平法标准图的井字梁的画图规则实现的。

计算结果中对各房间周围的楼面梁仍是按照上部结构全楼计算的结果输出。它们虽然参与了肋梁的整体计算，但这样计算的结果只给肋梁用，楼面梁本身不用。

2）按照楼板的有限元计算