无梁楼盖应用于地下室顶板的若干算法

无梁楼盖应用于地下室顶板的若干算法

建筑与结构设计

ArchitecturalandStructuralDesign

【文章编号】1007-9467（2009）02-0050-03

无梁楼盖应用于地下室顶板的若干算法

董汉钢，徐育才（武汉市建筑设计院，武汉430014）■杨煜，

【摘要】结合无梁楼盖在实际工程中的应用，比较了无梁楼盖的几种计算模型，并对其计算结果进行了对比，分析了各自的优缺点，供结构设计者参考。

无梁楼盖；等代平面框架法；等代空间框架法；有【关键词】限元法

【中图分类号】TU225

【文献标志码】A

据有一定的出入，故应用较少。工程设计当中通常采用经验系数法、等代框架法和有限元计算法。１．１经验系数法

经验系数法又称总弯矩法或直接设计法。该方法先计算纵、横两向的截面总弯矩，再将其乘以一定的系数分配给同一方向上的柱上板带和跨中板带。

x方向总弯矩：MOX=(g+q)Ly(Lx－2C/3)2/8y方向总弯矩：MOy=(g+q)Lx(Ly－2C/3)2/8式中,MOX、MOy分别为x方向和y方向上的总弯矩；Lx、Ly分别为两个方向的柱距；C为柱帽在计算弯矩方向的有效宽度。

经验系数法的使用必须满足一定的条件：1）每个方向至少应有3个连续跨；

2）同方向相邻跨度的差值不超过较长跨度的1.3；

3）任一区格板的长边和短边之比值Lx/Ly≤2；4）可变荷载和永久荷载之比值q/g≤3。用该方法计算时，只考虑全部均布荷载，不考虑活荷载的不利布置。１．２等代框架法1.2.1等代平面框架法

将整个结构分别沿纵、横柱列两个方向划分，并将其视为纵向等效框架和横向等效框架，等代梁的宽度在水平荷载作用下取板跨中心线距离的一半，在竖向荷载作用下则取板跨中心线间的距离。

SomeCalculationMethodsofSlab-column

System

YANGYu,DONGHan-gang,XUYu-cai

（Wuhanarchitecturaldesigninstitute,Wuhan430014,

China）

【Abstract】Basedonthedesignpractice,theauthorimproducessomecalculationmethodsofslab-columnsystemandanalysistheresultsofslab-columnsystem．

【Keywords】slab-columnsystem;equivalentmethod;planeframe;finiteelementedmethod

无梁楼盖是指直接支撑于柱上的钢筋混凝土双向受力楼盖结构，它具有结构体系简单，整体性好，建筑空间大，可有效降低建筑层高等优点。但是，无梁楼盖因为没有梁，抗侧刚度比较差，因此一般只适用于抗震设防烈度不高的建筑[1]。地下室一般仅考虑抗震构造要求，所以无梁楼盖可以较好地应用于地下室结构，尤其是地下室顶板结构。

１无梁楼盖的计算方法

当前，无梁楼盖的计算方法主要有精确计算法、经验系数法、等代框架法和有限元计算法。由于精确计算法的计算过程复杂，且计算结果与实验数

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对于地下室顶板结构，因其主要受竖向荷载作用，故等代梁宽取板跨中心线间的距离；等代梁高取板厚。在对等代框架进行计算后，将计算弯矩按照一定的系数分配给柱上板带和跨中板带。同一工程需沿两个主轴方向分别加载计算。1.2.2等代空间框架法

将结构板按纵、横两向划分为若干纵向梁和横向梁组成的交叉体系，与柱子形成空间框架，利用空间杆系分析程序进行结构的分析计算，可一次性得出两个主轴方向的计算结果，且无需再将弯矩值进行分配，计算不仅较等代平面框架法快捷且更为若所划分的网格愈小，则计算准确［２］。肋梁划分时，

结果愈趋于合理，但过小时柱上板带的负弯矩会产生应力集中，故网格划分宽度应适中，一般取梁宽1000mm左右较为合适，梁高取板厚。

等代平面框架法和等代空间框架法均宜考虑活荷载的不利布置，且等代梁的自重不宜采用程序自动计算，应直接输入。等代框架法的应用不受跨度、荷载等条件的限制，有较广泛的适用性。１．３有限元法

该法是根据无梁楼盖的柱上板带、跨中板带及柱帽的平面尺寸，将无梁楼盖划分成若干细小的单元，用板壳单元有限元程序进行求解的方法。在具体工程中，应用了PKPM中的SLBACAD模块和SAP2000无梁楼盖模块进行计算。

比较。

２．１采用经验系数法

该工程满足经验系数法的适用条件，故可应用该法计算。

x向截面总弯矩为：

·MOX=(g+q)Ly(Lx－2C/3)2/8＝2363kNm

各截面弯矩分配后结果见表1。

２．２采用等代平面框架法

梁高取400mm，等代梁等代梁宽取8100mm，

跨度考虑柱帽影响后取6400mm。计算所得支座负弯矩为－1479kN·m；跨中正弯矩为872kN·m。

各截面弯矩分配后结果见表1。２．３采用等代空间框架法

考虑柱帽影响后，x向跨度为6400mm，y向为6100mm，每跨划分为6个计算网格，故x向肋梁宽取1016mm，y向肋梁宽取1066mm，梁高取400mm。

计算所得各截面的弯矩值见表1。２．４采用有限元法

1)在SLABCAD中建模分析：首先在PMCAD交互式输入系统中按平板输入，并在柱中心线上布以辅助弹性楼板单元的置100mm×100mm的虚梁，

划分和读取楼板的外边界条件。在SLBACAD模块输入柱帽，进行楼盖的分析计算，可进行均布面、线荷载作用下的楼板内力计算和配筋，并能对柱帽进行抗冲切验算等[3]。有限元单元最大边长取1000mm，结构的有限元划分见图1所示。

计算所得各截面的弯矩值见表1。

2)在SAP2000中建模分析并与SLABCAD的

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２工程实例

“银湖翡翠二期”是由新恒基置业有限公司开发的高档住宅楼盘，位于武汉市东西湖区，由3栋高宽约层和1个共用地下室组成。地下室长约130m，90m，顶板上有1.05m的覆土，设计消防车可在全顶板通过，柱网分布较均匀，多为8400mm×8100mm柱距。经对结构方案的多方论证，决定对地下室顶板采用无梁楼盖的结构方案。顶板厚取400mm，柱截面600mm×600mm，柱帽采用有矩形顶板的型式，矩形顶板截面尺寸为3000mm×3000mm。板、柱均采用C30混凝土，HRB335级钢筋。恒载取28.9kN/m，活载取16kN/m。取x向一内跨进行分析

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计算结果进行比较。在SAP2000调用无梁楼盖模块，用壳单元进行模拟，壳单元可以计算板的平面内和平面外的刚度，在柱支座处用改变壳单元的厚度模拟柱帽。结构的有限元划分见图2所示，在柱上板带应力集中处，单元划分的尺寸较柱上板带小些。

计算所得各截面弯矩见表1。

时要进行判断，人为地进行应力钝化。SAP2000的计算结果和SLABCAD的计算结果很接近。

有限元法计算时将楼板分割成较多的有限元单元，并以各单元之间的变形协调为前提，真实地反映出楼板的实际受力过程，计算结果真实可信，应为工程设计的主要依据。但是受力复杂的局部应补充手算复核，配筋应留有余地，

故在银湖翡翠项目中，依据有限元法的配筋结果，参考经验系数法、等代平面框架法和等代空间框架法的结果，实际配筋为柱上板带面筋

φ16mm@200mm拉通布置，并在柱顶附加φ16mm@200mm短钢筋；底筋为φ14mm@100mm

拉通布置；跨中板带面筋φ14mm@180mm拉通布置，底筋φ14mm@125mm拉通布置。

３结语

经验系数法简便快捷，但是限制条件较多，适用于设计 …… 此处隐藏：2366字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……