无梁楼盖分析-雷晋芳

无梁楼盖分析

主讲人：雷晋芳

2015年7月28日

目 录 1 2

3 无梁楼盖概述

无梁楼盖分析方法 midas 程序实现及指导设计

板柱结构

无粘结预应力技术应用到平板无梁楼盖中

优点 1、空间利用灵活，净空高，建造安装工程方便，减小吊顶空间 2、结构高度小，显著降低层高

缺点 1、混凝土用量大

2、用钢量大

优势大于略劣势，在降低层高和加快施工中得到补偿

经济指标

使用功能

3、建造方便，模板及配筋简单，可缩短工期

施工建造

优缺点对比

▼阶梯式房屋▼平面不规则建筑▼别墅

▼一般建筑

国外：

1906年，始于美国，建造第一座带柱帽板柱结构。七年内，美国共建造了一千多个无梁楼板建筑物。

1925年左右，平板无梁楼盖出现，真正大量应用在二次世界大战之后，主要应用于高层公寓

1970’s，在美国，板柱结构和无粘结预应力、高强混凝土和飞模等现代技术结合起来，飞速发展

1914 年，NIEHOLS 提出了极限分析法——ACI318 中关于板柱结构总弯矩计算理论的重要依据来源

1956 年，美国伊利诺伊大学、波特兰水泥协会进行了大量理论和实验研究——ACI318-63 和 ACI318-71规范中的直接设计法和等代框架法两种板柱体系计算方法提供了至关重要的理论依据和实验数据。

1961 年，Corley 提出等效框架的概念

1995 年学者 Y.H.LUO 提出一种等代梁模型

1971 年 ACI 规范和 1977 年 ACI 规范使板柱结构体系的整体分析方法趋于完善也更加实用

1995 年学者 Y.H.LUO 提出一种等代梁模型，成为ACI318-02 中对无梁楼盖进行设计计算的基础模型，代替ACI318-89 规范

2004 年，学者 Thomas 进行模拟地震的振动台试验，研究无梁楼盖的抗冲切破坏性能，成为ACI318-05 的有效数据来源

国内：

八十年代中后期开始引进技术并系统研究

目 录 1 2

3 无梁楼盖概述

无梁楼盖分析方法 midas 程序实现及指导设计

适用范围

1、板柱体系抗震性能差——侧向刚度小，不平衡弯矩引起的附加剪应力，

易发生剪切破坏

1）非抗震设计的多高层建筑

2）抗震设防烈度 8度以下的建筑

2、无梁板的延性较差——柱与板连接处易，在竖向荷载作用下出现脆性

冲切破坏

板柱结构板系理论

1、古典弹性理论

2、极限平衡法

1）.上限法一屈服线理论 2）.下限法一板带法

3、有限单元法

无梁楼盖分析方法

1、经验系数法（直接设计法）

2、等代框架法

3、有限元法

4、有效梁宽法

经验系数法（直接设计法） ——竖向荷载

适用范围

（1）每个方向至少有三个连续跨

（2）每个板格的长边与短边之比不大于 2

（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

（6）针对四边支座处有梁的板格，两个垂直方向的相对抗弯刚度因子之比不小于0.2，也不应大于5

等效框架原理︵

Equivalent Frame 选取计算单元

简化为等待平面框架

分配弯矩

总静力设计弯矩Mo X、Y向单独计算

《升板》GBJ130-90 第3.3.4条

经验系数法（直接设计法）

等代框架法

ACI：等效框架法可用于直接设计法受到限制的场合

升板规范GBJ130-90 第3.3.5条：当不符合本规范第3.3.3条任意一款的平板、密肋板和格梁板时，均可采用等代框架法

1、三维空间，两个垂直方向划分为二维框架——可考虑竖向和水平荷载

2、水平构件：梁、板

3、竖向构件：柱

板柱连接件——刚度

等代框架法

选取计算

单元

简化为等待平

面框架

分配弯矩1、与“直接设计法”相比，等效框架法在竖向荷载和水平荷载作用下的“基点”是不同的

2、推荐用软件计算，考虑空建效应

等效框架原理︵Equivalent Frame ︶

等代框架法——竖向荷载作用下等代模型

等效基点为柱

◆受扭构件模型

•楼板产生弯曲带动柱子弯曲

•等代框架由一列柱加上由柱轴线向两侧延伸到板格中心线的各层板梁组成

•悬挑部分所传递的弯矩要靠受扭构件的扭转传递至柱，减小了支座处实际柱的有效抗弯刚度1、等代柱的刚度

•等代柱由实际柱和受扭构件组成，取刚度小于实际柱刚度的等代柱考虑

纵梁和柱是横梁的约束者，代框架横梁截面惯性矩取全板宽的截面惯性矩

等效框架的柱，则是将柱的变形与纵梁的受扭变形串联工作综合折减成柱的等效抗弯刚度Kec

2、等代梁宽度

•可取垂直于计算跨度方向的两个相邻区格板中心线之间距离，厚度不变

·

◆等代框架模型

等代框架法

1、计算模型

•首先柱产生弯矩，弯矩由柱传给受扭构件，然后才使•板梁弯曲

•受扭构件截面A处的总转角比柱的弯曲转角小2、板梁的等效宽度

•板梁的宽度为 , 高为板厚

——水平荷载作用下等代模型

等效基点为“板梁”

纵梁及板是柱的约束者，等代柱的截面惯性矩取柱

的实际截面惯性矩

而将纵梁受扭与板受弯的串联工作综合折减成板的

等效抗弯刚度

等代梁宽取值是关键，如何取值？

3、柱尺

•柱尺寸不变