无梁楼盖柱帽计算
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无梁楼盖的计算无梁楼盖在车库和商场比较有用,尤其在非抗震区。
现在谈谈无梁板的设计:设计:关于无梁板的内力计算,一般的,软件都不是很好用,pkpm提出过相关计算方法,我觉得也不是很完善,它只提到位移,周期计算。
对于施工图设计并不完善。
计算机计算方法是有限元分析法。
一般的,手算计算方法有:等代框架法,经验系数法。
等代框架就是把板带等效成相应刚度的梁,再与柱子组合成框架参与计算,这个在计算水平作用时候还要注意等代框架取板的宽度,计算结构位移和周期都是有用的,不过有一点要注意,柱子刚度不准确了,如果双向都要等代就比较麻烦。
pkpm提到过用弹性板和真实柱子来计算,我想应该准确一点。
我曾经比较过没有水平力下的弯矩基本上没有什么变化。
如果合用经验系数法的条件,用经验系数法很简单,也计算的比较准确。
经验系数法就是按边跨条件定义边跨的内力,内跨用0.65Mo与0.35Mo来分配内力。
所以首先必须计算在简支下的跨中弯矩Mo。
无梁楼盖要注意的就是计算跨度的问题,计算模型,计算荷载。
如果还有柱帽和托板,还要注意内力会往支座处倾斜,这个时候要注意截面设计的位置,和节点构造。
板厚的取值应该根据长跨的来确定。
计算模型就是简化为一个方向的单向板,X,Y向都要计算100%的荷载,相当于计算2次单向板,分别计算受力钢筋。
构造:一般的无梁楼盖的构造主要就是暗梁,柱头构造,板面抗裂构造。
暗梁注意暗梁宽度和钢筋面积大小,箍筋刚度和密度,要在施工过程中经得起工人的踩压而不变形,这个靠经验,板比较厚(250以上)的情况,建议用10,或12的钢筋做箍筋,做稀一点也可以。
柱头处注意钢筋截断的长度,尤其是有托板的情况下要重视。
另外一个重要的构造就是板筋的搭接问题,对于无梁板什么地方受拉什么受压要清楚,搭接要符合规范,必要时候要在施工图中说明!板面通筋很重要,有人分析尽量不要大于200的间距,尤其是长度比较大的和温差有明显的位置,要计算一下板面通筋的量。
X向跨度L1Y向跨度B1板厚度h1截面有效高度h01
88.10.40.375
平托板长度L2平托板宽度B2平托板厚度h2截面有效高度h02
2.4 2.40.350.725合力管理面积A0冲切作用面积A1冲切作用面积A2
64.8054.8861.00
截面高度影响系数βh 冲切面长度u m1冲切面长度u m2
1.0011.10 4.90覆土容重混凝土容重板面另加恒载恒载合计1825 1.530.28
覆土厚度混凝土f t 柱截面宽度消防车活载
1 1.570.520
1.35G+0.98Q 1.2G+1.4Q 楼面荷载设计值
60.4864.3364.33
荷载形状系数βs 柱位置影响系数αs 荷载作用面积系数η1截面周长与高度比η
2240详各冲切面详各冲切面冲切荷载3530.45安全系数 1.0856
荷载作用面积系数η1截面周长与高度比η2η抗冲切力
1.000.840.84383
2.76冲切荷载3924.17安全系数0.9949
荷载作用面积系数η1截面周长与高度比η2η抗冲切力
1.00 1.98 1.003904.20
无梁楼盖柱帽冲切验算(二级柱帽)
验算依据:《混规》GB 50010-2010 中式6.5.1-1(F l ≤0.7βh f t ηu m h 0)
基本设计参数冲切面1验算冲切面2验算。
无梁楼盖计算书计算条件:跨度lx(m):9.8跨度ly(m):9.8板厚(mm):350水浮力(kN/m2):51.03柱帽尺寸(mm):x向:4900y向:4900高:900混凝土强度等级:C30f c =14.3f y =360板顶as 45板底as’80内力计算结果:x向总弯矩设计值Mox=1/8*q*ly(lx-2/3c)^2=2984.51983y向总弯矩设计值Moy=1/8*q*lx(ly-2/3c)^2=2984.51983x向总弯矩分配表(kN.m)y向总弯矩分配表(kN.m)柱上板带跨中板带柱上板带跨中板带支座截面负弯矩1492.26507.37支座截面负弯矩1492.26507.37跨中正弯矩537.21447.682984.52跨中正弯矩537.21447.682984.52第一内支座截面负弯矩1492.26507.37第一内支座截面负弯矩1492.26507.37跨中正弯矩656.59537.21跨中正弯矩656.59537.21边支座截面负弯矩1432.57149.23边支座截面负弯1432.57149.23配筋计算结果:x向配筋表(mm2)y向配筋表(mm2)柱上板带跨中板带柱上板带/m 跨中板带/m柱上板带跨中板带柱上板带/m 跨中板带/m 支座截面配筋5137.85508.51048.51124.2支座截面配筋5137.85508.51048.51124.2跨中配筋5112.84227.81043.4862.8跨中配筋5112.84227.81043.4862.8第一内支座截面配筋5137.85508.51048.51124.2第一内支座截面配筋5137.85508.51048.51124.2跨中配筋6315.95112.81289.01043.4跨中配筋6315.95112.81289.01043.4边支座截面配筋17728.81558.43618.1318.0边支座截面配筋17728.81558.43618.1318.0截面内跨边跨内跨边跨截面内跨边跨截面截面内跨边跨。
无梁楼盖计算分析与设计当前,很多项目在地下空间的设计过程中,大量采用无梁楼盖结构体系,目前该结构体系的设计依据较少。
根据本人近几年在该体系的设计经验,对该结构体系设计过程中提出部分设计建议供参考。
标签:无梁楼盖;柱帽;托板;消防车荷载;冲切;不平衡弯矩无梁楼盖结构体系,在空间利用上有绝对的优势,近几年无梁楼盖结构体系大量用于地下室楼盖。
同时因设计不成熟、施工不重视,导致该体系在施工过程中事故频发。
本人结合近些年的设计经验及对规范的理解对无梁楼盖结构体系提出以下个人设计建议。
1、柱帽、托板类型无梁楼盖柱帽、托板类型有以下几种类型,见图1:类型一及类型三适合用于荷载相对较小的情况,如地下室中间层楼盖。
地下室顶板等作用荷载较大的情况通常采用类型二(柱帽+托板)的形式。
2、截面尺寸取值楼板板厚的取值,首先需要满足柱帽或者托板对它的冲切,建议控制冲切系数不大于0.75。
除了控制柱帽或托板对它的冲切外,还应该重视配筋的选取。
无梁楼盖配筋均为双层双向配筋后柱帽位置再附加短钢筋,建议附加短钢筋与拉通钢筋的级差不超过三级。
如计算出来的结果导致拉通钢筋与附加钢筋级差较大时应适当的加厚楼板。
柱帽及托板厚度取值取决于冲切、受弯计算,建议控制冲切计算时冲切系数不大于0.75,受弯计算时需反复调试托板厚度以达到同上a条控制附加短钢筋与拉通钢筋的级差。
托板宽度取值,主要也是根据配筋率及拉通筋与附加筋的级差控制。
建议取值可参考按照1\3~1\4柱跨度取值,当楼板厚度较厚大于400mm时托板宽度可取小值,当楼板厚度较薄小于300mm时托板宽度可取大值。
3、无梁楼盖的传力在普通的梁板结构体系中,梁刚度远大于楼板的平面外刚度,我们一般假定楼板平面内刚度无限大,平面外刚度为0,同时采用“梁刚度放大系数”来弥补楼板的面外刚度,这样楼板荷载传递到梁再传递给竖向构件,传力路径简单清晰。
但在无梁楼盖结构体系中,因没有明显梁的作用,所以楼板荷载是直接传递到竖向构件的,计算应考虑楼板的平面内和平面外刚度,软件计算中楼板按弹性楼板6考虑。
无梁楼盖体系内力计算分析前言:无梁楼盖体系同时也被称为板柱体系,主要通过在楼盖中布置梁肋,将现浇混凝土板支承于柱,从受力角度来讲,无梁楼盖具有双向受力特点,同时楼面荷载将直接传递于柱,进而传递于基础。
无梁楼盖从其结构形式可分为密肋板或平板。
根据柱帽可分为无柱帽或有柱帽无梁楼盖体系,根据施工流程可分为现浇式或整体装配式。
根据笔者经验,当建筑楼面的可变标准荷载值超过5KN/m2时或其跨度低于6m时,均适用无梁楼盖体系。
无梁楼盖结构体系目前适用于商场、多层工业厂房、库房、图书馆等建筑,其柱网多采用矩形或正方形,其中以正方形更具经济性。
板内钢筋根据纵、横向布置,楼盖的四边支承于墙上或边柱圈梁上,从而能够控制房屋的体积以及节省墙体结构,无梁楼盖的平整度较高,从而通风、采光以及卫生条件更为理想。
由于施工模板较为简单,从而能够节省大量的模板用量与人员成本,因此推广无梁楼盖体系具有经济性与社会效益。
1、无梁楼盖体系内力计算无梁楼盖结构体系设计可通过弹性理论来分析计算,也可根据塑性理论进行分析计算,目前常用的设计方法包括:经验系数计算法、等代框架计算法、精确计算法等。
1.1经验系数计算法该法常适用于较为规则的等代框架建筑,采用经验系数法时,建筑物必须符合下列条件:第一,无梁楼盖结构纵、横方向均超过连续三跨;第二,区格内的长跨与短跨之比不小于1.5;第三,相同方向的最大与最小跨度比值应当小于1.2 ,且两端跨度不应大于内跨;第四,活荷载不应大于3倍的恒荷载设计值;第五,为确保无梁楼盖能抵抗水平荷载,在无梁楼盖结构体系中应确保有剪力与抗侧力支撑。
经验系数计算法是基于薄板弹性理论,得出柱上与跨中板带在跨中截面、支座截面的弯矩系数,根据经验系数法给出无梁楼盖内力数值,最终总结其纵、横向板的总弯矩,根据其弯矩分配系数,从而计算各截面弯矩数值。
1.2等代框架计算法等代框架计算法主要是将整个建筑结构沿横、纵划分为纵向与横向等代框架,不同于普通框架柱,普通框架梁柱均能够传递内力包括弯矩、轴力等,而在等代框架体系中,在竖向荷载条件下,等代框架梁宽度取值方向与梁跨呈垂直方向,其数值都均大于柱宽,仅一小部分竖向荷载靠柱子直接传递,其余荷载都通过扭矩来进行传递,所以无梁楼盖体系中代框架柱包括柱帽以及两侧扭臂等,在设计过程中其刚度都应当充分等代柱的受弯刚度与扭臂受扭刚度。
『算量基础知识篇』第七讲柱帽的计算什么是柱帽通常柱顶的构造会分为有柱帽和无柱帽两种,在有梁板中,载荷通过板下的梁分担到每根柱子上,但是在无梁板中,由于没有梁的存在,柱和板是直接接触的,支托面积很小,因此当楼面载荷较大时,为提高板的承载能力、刚度和抗冲切能力,可以在柱顶设置柱帽和托板来减小板跨、增加柱对板的支托面积。
柱帽样式柱帽的截面形状有许多种,如圆形、圆锥形、锥台形或者矩形等等,但是截面面积一定是大于柱身截面积的。
柱帽的计算方式在计算柱帽工程量的过程中,与柱帽相关的构件有:柱、板,往往大家会分不清楚到底柱帽这部分工程量应该并入柱计算还是板计算,有些算量软件常常把柱帽的计算项目合在柱的计算项目中一起列出,但按照实际计算规则来明确定义的话,是不规范的。
以下列出各种规则下,柱、板的计算方式,就可以很明确看出柱帽是如何计算的了。
上海2000定额计算规则中:柱帽计算项目:体积、模板无梁板柱计算项目:a)体积、b)模板、c)超高模板a) 规则:分层按柱截面面积乘以柱高,无梁板柱的柱高定义为应自柱基(或楼板)上表面至柱帽下表面之间的高度计算。
a) 公式:体积V=S*H*NH—-柱高S—-截面面积N—-数量b) 分层按柱截面周长乘以柱净高以平方米计算c) 分层按柱层高超过3.6米部分的柱砼与模板接触面积计算无梁板计算项目:a)体积、b)模板、c)超高模板a) 规则:分层分不同板厚按设计图示尺寸以实体体积计算,体积等于板的体积加上柱帽的体积a) 公式:V=L×B×C+ZMV×N-KVL—-板的设计长度B—-板的设计宽度C—-板厚ZMV—-柱帽体积N—-数量KV—-应扣除的体积b) 分层按设计图示尺寸砼与模板的接触面积计算,无梁板模板等于板的模板+柱帽周边模板,应扣除柱帽及大于0.3平方米洞孔所占的面积,应增加大于0.3平方米洞孔侧壁的模板面积。
c) 分层按板层高超过3.6米部分板砼与模板接触面积计算,无梁板模板等于板的模板+柱帽周边模板,应扣除柱帽及大于0.3平方米洞孔所占的面积,应增加大于0.3平方米洞孔侧壁的模板面积。
底 板 无 梁 楼 盖 计 算1(柱跨:8.4m-8.4m)底板计算(正压)按加大承台计算:假设柱帽有效面积按22.4 2.4 5.76S m m m =⨯=8.4x l m = (x 方向的柱距)8.4x l m = (y 方向的柱距)2.4C m = (柱帽在计算弯矩方向的有效宽度)1. 荷载计算荷载组合1:1.2恒载+1.4活载21.50.352510.25b g KN m =+⨯=21.210.2512.3g KN m =⨯=24k q KN m =21.44 5.6q KN m =⨯=荷载组合2:1.35恒载+0.7×1.4活载21.50.352510.25b g KN m =+⨯=21.3510.2513.84g KN m =⨯=24k q KN m =20.7 1.44 3.92q KN m =⨯⨯=2. 在一个区格板中,两个方向的总弯矩设计值为:荷载组合1:总弯矩设计值:()()22121212.3 5.68.48.4 2.4869.08m 8383x y x M g q l l C KN ⎛⎫⎛⎫=+-=⨯+⨯⨯-⨯=⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭荷载组合2:总弯矩设计值:()()22121213.84 3.928.48.4 2.4862.28m 8383x y x M g q l l C KN ⎛⎫⎛⎫=+-=⨯+⨯⨯-⨯=⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭标准值:()()220121210.2548.48.4 2.4691.87m 8383x y x M g q l l C KN ⎛⎫⎛⎫=+-=⨯+⨯⨯-⨯=⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 通过比较,选取最不利组合:荷载组合1进行配筋弯矩分配:柱上板带: 支座:10.50.5869.08434.54m x M M KN =⨯=⨯=⋅0010.50.5691.87345.93m x M M KN =⨯=⨯=⋅跨中:20.220.22869.08191.20m x M M KN =⨯=⨯=⋅0020.220.22691.87152.21m x M M KN =⨯=⨯=⋅跨中板带:支座: 30.170.17869.08147.74m x M M KN =⨯=⨯=⋅0030.170.17691.87117.62m x M M KN =⨯=⨯=⋅跨中:40.150.15869.08130.36m x M M KN =⨯=⨯=⋅0040.150.15691.87103.78m x M M KN =⨯=⨯=⋅3. 板配筋:4.2x b m = 4.2y b m = 350h mm = 50s a mm =1434.54m M KN =⋅ 23838S A mm = 配筋 2914m mm2191.20m M KN =⋅ 21784S A mm = 配筋 2425m mm3147.74m M KN =⋅ 21274S A mm = 配筋 2303m mm4130.36m M KN =⋅ 21210S A mm = 配筋 2288m mmC30砼350厚板3级钢最少配筋率:2626m mm 14@150Φ=21026m mm 柱上板带支座处配: 14@150Φ+8@150Φ=21361m mm一、基本资料:工程名称:工程一矩形截面受弯构件构件受力特征系数αcr = 1.9截面宽度b = 4200mm 截面高度h = 350mm最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离c = 50mm带肋钢筋的相对粘结特性系数= 1.0纵筋根数、直径:第 1 种:29d14受拉区纵向钢筋的等效直径deq =∑(ni * di^2) / ∑(ni * * di) = 14mm受拉纵筋面积As = 4464mm钢筋弹性模量Es = 200000N/mm纵向受拉钢筋合力点至截面近边的距离as =57.0mm ho = 293mm混凝土抗拉强度标准值ftk = 2.01N/mm按荷载效应的标准组合计算的弯距值Mk = 152.21kN·M设计时执行的规范:《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010),以下简称混凝土规范二、裂缝宽度验算:1、按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率ρte,按下列公式计算:ρte= As / Ate (混凝土规范 7.1.2)对矩形截面的受弯构件:Ate = 0.5 * b * hAte = 0.5*4200*350 = 735000mmρte= 4464/735000 = 0.00607在最大裂缝宽度计算中,当ρte<0.01 时,取ρte = 0.012、按荷载效应的标准组合计算的纵向受拉钢筋的等效应力σsk,按下列公式计算:受弯:σsk = Mk / (0.87 * ho * As) (混凝土规范 7.1.2)σsk = 129.3N/mm3、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ,按下列公式计算:= 1.1 - 0.65 * ftk /ρte / σsk (混凝土规范 7.1.2)= 0.0904、最大裂缝宽度ωmax,按下列公式计算:ωmax =αcr * ψ* σsk * (1.9 * c + 0.08 * deq / ρte ) / Es (混凝土规范 7.1.2)= 0.021mm一、基本资料:工程名称:工程一矩形截面受弯构件构件受力特征系数αcr = 1.9截面宽度b = 4200mm 截面高度h = 350mm最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离c = 20mm带肋钢筋的相对粘结特性系数= 1.0纵筋根数、直径:第 1 种:29d14 第 2 种:29d8受拉区纵向钢筋的等效直径deq =∑(ni * di^2) / ∑(ni * * di) = 11.82mm受拉纵筋面积As = 5922mm钢筋弹性模量Es = 200000N/mm纵向受拉钢筋合力点至截面近边的距离as =25.91mm ho = 324.09mm混凝土抗拉强度标准值ftk = 2.01N/mm按荷载效应的标准组合计算的弯距值Mk = 345.93kN·M设计时执行的规范:《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010),以下简称混凝土规范二、裂缝宽度验算:1、按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率ρte,按下列公式计算:ρte = As / Ate (混凝土规范 7.1.2)对矩形截面的受弯构件:Ate = 0.5 * b * hAte = 0.5*4200*350 = 735000mmρte = 5922/735000 = 0.00806在最大裂缝宽度计算中,当ρte<0.01 时,取ρte = 0.012、按荷载效应的标准组合计算的纵向受拉钢筋的等效应力σsk,按下列公式计算:受弯:σsk = Mk / (0.87 * ho * As) (混凝土规范 7.1.2)σsk = 207.178N/mm3、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ,按下列公式计算:= 1.1 - 0.65 * ftk /ρte / σsk (混凝土规范 7.1.2)= 0.4694、最大裂缝宽度ωmax,按下列公式计算:ωmax =αcr * ψ* σsk * (1.9 * c + 0.08 * deq / ρte ) / Es (混凝土规范 7.1.2)= 0.122mm底板计算(负压)底板结构完成面标高为-4.1m ,底板厚度为0.35m ,地下室顶标高-0.5m根据地质资料,抗浮水位标高为-0.950m(黄海高程2m)水浮力高度为:4.1-0.95+0.35=3.5m 水压力23.51035m q KN =⨯=荷载组合:1.2水压-恒载 水压标准值:2350.3525 1.026.25m q KN =-⨯⨯=k 水 水压设计值:21.2350.3525 1.033.25m q KN =⨯-⨯⨯=水1. 在一个区格板中,两个方向的总弯矩设计值为:总弯矩设计值:22121233.258.48.4 2.41614.35m 8383x y x M q l l C KN ⎛⎫⎛⎫=-=⨯⨯⨯-⨯=⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭水 标准值:220121226.258.48.4 2.41274.49m 8383x y x M q l l C KN ⎛⎫⎛⎫=-=⨯⨯⨯-⨯=⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭k 水 弯矩分配:柱上板带: 支座:10.50.51614.35807.18m x M M KN =⨯=⨯=⋅0010.50.51274.49637.25m x M M KN =⨯=⨯=⋅跨中:20.220.221614.35355.16m x M M KN =⨯=⨯=⋅0020.220.221274.49280.39m x M M KN =⨯=⨯=⋅跨中板带:支座: 30.170.171614.35274.44m x M M KN =⨯=⨯=⋅0030.170.171274.49216.66m x M M KN =⨯=⨯=⋅跨中:40.150.151614.35242.15m x M M KN =⨯=⨯=⋅0040.150.151274.49191.17m x M M KN =⨯=⨯=⋅2. 板配筋:4.2x b m = 4.2y b m = 350h mm = 50s a mm = 1807.18m M KN =⋅ 28071S A mm = 配筋 21922m mm 2355.16m M KN =⋅ 23157S A mm = 配筋 2752m mm 3274.44m M KN =⋅ 22591S A mm = 配筋 2617m mm 4242.15m M KN =⋅ 22131S A mm = 配筋 2507mmC30砼350厚板3级钢最少配筋率:2626m mm 16@150Φ=21340m mm 柱上板带支座处配: 16@150Φ+16@150Φ=22680m mm 其他部位:16@150Φ=21340mm。
地下车库中无梁楼盖结构设计要点一、无梁楼盖结构体系应用范围1.北京地区工程:当地下车库与主楼相连时,若主楼满足自嵌固的要求(无论嵌固端设置在基础底板还是地下一层顶板),车库体系均可选为无梁楼盖。
2.外地工程:当地下车库与主楼相连时,若主楼的嵌固端设置在地下一层顶板,而主楼自身的刚度又满足嵌固要求,车库顶板覆土接近地下一层层高的2/3时(车库竖向标高接近于主楼地下二层),车库体系可选为无梁楼盖。
其他情况需与当地审图部门沟通。
3.埋入土中的纯地下车库,结构体系可选为无梁楼盖;对于局部外露的车库,从经济性的角度出发,体系选为梁板结构较为合理(因若为无梁楼盖,应设置构造暗梁,则钢筋用量增大20%左右)。
二、地下车库楼盖形式选型1.地下一层顶板(有覆土):一般来说,若顶板覆土厚度大于1.0m,结构体系宜选取无梁楼盖,若顶板覆土小于1.0m,则无梁楼盖与梁板式大板体系均为可选方案,此时需比较两者的经济性。
2.地下二层顶板(无覆土):从材料经济性角度出发,建议选取双次梁方案。
3.人防地下室顶板:因荷载较大,选取无梁楼盖体系较为经济。
三、无梁楼盖方案设计1.柱帽选型:当荷载较大时,选用锥形柱帽+平柱帽;当荷载较小(仅为平时汽车库荷载)时,选用平柱帽。
2.柱帽及板带尺寸柱帽尺寸:A=1/3L0;L0—柱中心线距离;平柱帽厚:=1/4△L;△L=1/2(A-C);斜柱帽高度:h3=400(500);根据冲切计算及车库净高(净高不小于2.0m)确定;板带尺寸:B=1/4(L1+L2);L1、L2—柱帽相邻跨柱中心线距离;3.端柱网柱网的跨度大小直接决定着板厚及配筋,一般来说,车库的柱网在8.0m~8.4m之间较为合理,当跨度大于此值时,应增加柱子或墙体等竖向承重构件,特别对于端跨,柱网的变化对配筋的影响非常明显,端跨应小于或等于中间跨跨度。
4.板带区域分割1)正交柱网与斜交柱网交界处需设置大梁,分为两个独立区域分别进行计算(图1).2)主楼凹凸边缘处,如车库柱距主楼外墙距离过大,则需在主楼外墙凹口处设置边梁,减小计算跨度。
阐述混凝土无梁楼盖计算方法1.引言无梁楼盖是建筑中常见结构形式,是近年来发展较为迅速的一项建筑结构新技术。
与传统的梁板楼盖体系相比,具有整体性好、建筑空间大,可有效降低层高,减少地库埋深等优点。
在施工方面,采用无梁楼盖结构体系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,大大提高了施工速度。
因此,无梁楼盖结构具有明显的经济效益和社会效益。
2.无梁楼盖结构体系计算方法通常在进行无梁楼盖设计时主要的计算方法有精确计算法、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据有一定的出入,故应用较少。
工程设计通常采用经验系数法、等代框架法和有限元计算法。
2.1经验系数法2.2等代框架法等代框架法,即将整个无梁板结构分别沿纵横柱列方向划分为具有“等代柱”和“等代梁”的纵向和横向框架。
等代柱的截面即原柱的截面。
等代柱的计算高度为:对底层,取为基础顶面至楼板底面的高度减去柱帽的高度;对于其他各层,取为层高减去柱帽的高度。
等代梁的高度取为板的厚度。
等代框架梁的跨度,在两个方向分别取为(Lx-2C/3)和(Ly-2C/3)。
对竖向荷载作用下的无梁板结构用等效框架法确定其内力时,等代梁的宽度取为板跨中心线间的距离(Lx或Ly)。
等代框架法分等代平面框架法和等代空间框架法。
2.2.1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。
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。
2.2.2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准确。
无梁楼盖计算的探讨无梁楼盖结构体系具有结构高度小、板底平整、构造简单、整体性好、建筑空间大、可有效地增加层高、施工方便等优点。
但其同时也具有受力复杂,抗震性能差等缺点。
本文系统介绍了无梁楼盖的设计方法,在设计中需要重点验算的部位和一些构造要求标签无梁楼盖;计算方法;内力1引言无梁楼盖即是在楼盖中不设置梁肋,将板直接支承在柱上,楼面荷载直接通过柱子传至基础。
无梁楼盖又分为板柱结构和板柱)剪力墙结构。
板柱结构由楼板、柱和柱帽组成;板柱)剪力墙结构由楼板、柱、柱帽和剪力墙组成。
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,常用于冷库、商场、仓库、书库等建筑。
较之传统的密肋梁结构体系它具有结构高度小、板底平整、构造简单、整体性好、建筑空间大、可有效地增加层高等优点。
并且,采用无梁楼盖体系的建筑物的地震效应也要明显小于层高较大的梁板结构体系的建筑物。
在施工方面,采用无梁楼盖结构体系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,从而大大提高了施工速度。
因此,采用无梁楼盖结构具有明显的经济效益和社会效益。
但无梁楼盖结构体系也有其自身的缺点: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;侧向刚度比较差,层数较少时可以设置板柱结构来抵抗水平荷载,当层数较多或要求抗震时,一般需要设剪力墙、筒体等来增加侧向刚度。
对无梁楼盖进行工程设计的研究具有一定的实际意义。
2 内力计算方法通常在进行无梁楼盖设计时,可以采用三种方法:弯矩系数法、等效框架法、精确计算法。
2.1 弯矩系数法弯矩系数法是在弹性薄板理论的分析基础上,给出柱上板带和跨中板带在跨中截面、支座截面上的弯矩计算系数;计算时,先算出总弯矩,再乘以相应的弯矩计算系数即可得到截面的弯矩。
采用弯矩系数法时,必须符合下列条件:①每个方向至少有三个连续跨;②任一区格板的长跨与短跨之比值不大于115;③同方向相邻跨度的差值不超过较长跨度的1 /3;④可变荷载和永久荷载设计值之比q /g≤3。
无梁楼盖的计算无梁楼盖在车库和商场比较有用,尤其在非抗震区。
现在谈谈无梁板的设计:设计:关于无梁板的内力计算,一般的,软件都不是很好用,pkpm提出过相关计算方法,我觉得也不是很完善,它只提到位移,周期计算。
对于施工图设计并不完善。
计算机计算方法是有限元分析法。
一般的,手算计算方法有:等代框架法,经验系数法。
等代框架就是把板带等效成相应刚度的梁,再与柱子组合成框架参与计算,这个在计算水平作用时候还要注意等代框架取板的宽度,计算结构位移和周期都是有用的,不过有一点要注意,柱子刚度不准确了,如果双向都要等代就比较麻烦。
pkpm提到过用弹性板和真实柱子来计算,我想应该准确一点。
我曾经比较过没有水平力下的弯矩基本上没有什么变化。
如果合用经验系数法的条件,用经验系数法很简单,也计算的比较准确。
经验系数法就是按边跨条件定义边跨的内力,内跨用0.65Mo与0.35Mo来分配内力。
所以首先必须计算在简支下的跨中弯矩Mo。
无梁楼盖要注意的就是计算跨度的问题,计算模型,计算荷载。
如果还有柱帽和托板,还要注意内力会往支座处倾斜,这个时候要注意截面设计的位置,和节点构造。
板厚的取值应该根据长跨的来确定。
计算模型就是简化为一个方向的单向板,X,Y向都要计算100%的荷载,相当于计算2次单向板,分别计算受力钢筋。
构造:一般的无梁楼盖的构造主要就是暗梁,柱头构造,板面抗裂构造。
暗梁注意暗梁宽度和钢筋面积大小,箍筋刚度和密度,要在施工过程中经得起工人的踩压而不变形,这个靠经验,板比较厚(250以上)的情况,建议用10,或12的钢筋做箍筋,做稀一点也可以。
柱头处注意钢筋截断的长度,尤其是有托板的情况下要重视。
另外一个重要的构造就是板筋的搭接问题,对于无梁板什么地方受拉什么受压要清楚,搭接要符合规范,必要时候要在施工图中说明!板面通筋很重要,有人分析尽量不要大于200的间距,尤其是长度比较大的和温差有明显的位置,要计算一下板面通筋的量。
地下车库中无梁楼盖结构设计要点一、无梁楼盖结构体系应用范围1.北京地区工程:当地下车库与主楼相连时,若主楼满足自嵌固的要求(无论嵌固端设置在基础底板还是地下一层顶板),车库体系均可选为无梁楼盖。
2.外地工程:当地下车库与主楼相连时,若主楼的嵌固端设置在地下一层顶板,而主楼自身的刚度又满足嵌固要求,车库顶板覆土接近地下一层层高的2/3时(车库竖向标高接近于主楼地下二层),车库体系可选为无梁楼盖。
其他情况需与当地审图部门沟通。
3.埋入土中的纯地下车库,结构体系可选为无梁楼盖;对于局部外露的车库,从经济性的角度出发,体系选为梁板结构较为合理(因若为无梁楼盖,应设置构造暗梁,则钢筋用量增大20%左右)。
二、地下车库楼盖形式选型1.地下一层顶板(有覆土):一般来说,若顶板覆土厚度大于1.0m,结构体系宜选取无梁楼盖,若顶板覆土小于1.0m,则无梁楼盖与梁板式大板体系均为可选方案,此时需比较两者的经济性。
2.地下二层顶板(无覆土):从材料经济性角度出发,建议选取双次梁方案。
3.人防地下室顶板:因荷载较大,选取无梁楼盖体系较为经济。
三、无梁楼盖方案设计1.柱帽选型:当荷载较大时,选用锥形柱帽+平柱帽;当荷载较小(仅为平时汽车库荷载)时,选用平柱帽。
2.柱帽及板带尺寸柱帽尺寸:A=1/3L0;L0—柱中心线距离;平柱帽厚:=1/4△L;△L=1/2(A-C);斜柱帽高度:h3=400(500);根据冲切计算及车库净高(净高不小于2.0m)确定;板带尺寸:B=1/4(L1+L2);L1、L2—柱帽相邻跨柱中心线距离;3.端柱网柱网的跨度大小直接决定着板厚及配筋,一般来说,车库的柱网在8.0m~8.4m之间较为合理,当跨度大于此值时,应增加柱子或墙体等竖向承重构件,特别对于端跨,柱网的变化对配筋的影响非常明显,端跨应小于或等于中间跨跨度。
4.板带区域分割1)正交柱网与斜交柱网交界处需设置大梁,分为两个独立区域分别进行计算(图1).2)主楼凹凸边缘处,如车库柱距主楼外墙距离过大,则需在主楼外墙凹口处设置边梁,减小计算跨度。
无梁楼盖计算分析与设计作者:李阳国来源:《中国房地产业·下旬》2019年第04期【摘要】当前,很多项目在地下空间的设计过程中,大量采用无梁楼盖结构体系,目前该结构体系的设计依据较少。
根据本人近几年在该体系的设计经验,对该结构体系设计过程中提出部分设计建议供参考。
【关键词】无梁楼盖;柱帽;托板;消防车荷载;冲切;不平衡弯矩无梁楼盖结构体系,在空间利用上有绝对的优势,近几年无梁楼盖结构体系大量用于地下室楼盖。
同时因设计不成熟、施工不重视,导致该体系在施工过程中事故频发。
本人结合近些年的设计经验及对规范的理解对无梁楼盖结构体系提出以下个人设计建议。
1、柱帽、托板类型无梁楼盖柱帽、托板类型有以下几种类型,见图1:类型一及类型三适合用于荷载相对较小的情况,如地下室中间层楼盖。
地下室顶板等作用荷载较大的情况通常采用类型二(柱帽+托板)的形式。
2、截面尺寸取值楼板板厚的取值,首先需要满足柱帽或者托板对它的冲切,建议控制冲切系数不大于0.75。
除了控制柱帽或托板对它的冲切外,还应该重视配筋的选取。
无梁楼盖配筋均为双层双向配筋后柱帽位置再附加短钢筋,建议附加短钢筋与拉通钢筋的级差不超过三级。
如计算出来的结果导致拉通钢筋与附加钢筋级差较大时应适当的加厚楼板。
柱帽及托板厚度取值取决于冲切、受弯计算,建议控制冲切计算时冲切系数不大于0.75,受弯计算时需反复调试托板厚度以达到同上a条控制附加短钢筋与拉通钢筋的级差。
托板宽度取值,主要也是根据配筋率及拉通筋与附加筋的级差控制。
建议取值可参考按照1\3~1\4柱跨度取值,当楼板厚度较厚大于400mm时托板宽度可取小值,当楼板厚度较薄小于300mm时托板宽度可取大值。
3、无梁楼盖的传力在普通的梁板结构体系中,梁刚度远大于楼板的平面外刚度,我们一般假定楼板平面内刚度无限大,平面外刚度为0,同时采用“梁刚度放大系数”来弥补楼板的面外刚度,这样楼板荷载传递到梁再传递给竖向构件,传力路径简单清晰。
无梁楼盖中的柱帽设计张元坤【摘要】无粱楼盖特别适用于多层地下室的中间楼层,其中的柱帽设计涉及板柱节点的抗冲切、平板及柱帽面筋的合理配置以及对设备管道(线)布置的影响,本文将从上述几方面论述无梁楼盖柱帽的合理设计.【期刊名称】《广东土木与建筑》【年(卷),期】2015(022)006【总页数】3页(P3-5)【关键词】无梁楼盖;柱帽尺寸;抗冲切承载力;构件配筋;设备管线【作者】张元坤【作者单位】广州RBS建筑结构设计事务所广州510170【正文语种】中文0 前言无梁楼盖作为一种楼盖形式,由于具有有效地控制楼层层高、土建施工简便、形成的室内空间开阔简洁、结构造价不太高等优点,故常常被应用于多层地下室的中间楼层结构中。
为了使无梁楼盖结构具有较大的安全度,同时考虑节省结构材料(混凝土及钢筋,尤其是后者),通常都采用设柱帽的无梁楼盖而不采用无柱帽的平板式。
柱帽的尺寸(平面宽度和截面厚度)的取值不仅决定柱帽节点的抗冲切承载力安全度,而且关系到平板部位的弯矩分布,同时也影响到室内设备管道(线)的架设,柱帽的设计焦点就是综合考虑以上各方面因素,从中优选出合理的平衡点。
1 柱帽的设计原则柱帽形式不论是采用斜柱帽还是采用厚托板,其设计原则应包括以下几点:⑴ 抗冲切承载力一般完全由混凝土承担,不考虑配置箍筋和弯起钢筋;⑵ 完全由混凝土承担的抗冲切承载力必须留有足够的富余量,杜绝出现抗冲切的脆性破坏;⑶ 柱帽的厚度,对于斜柱帽即是柱帽根部高度,不应低于通风管道的下端;⑷ 在平板厚度满足其平面外刚度、平板的底筋及支座负筋的配筋率适度的前提下,柱帽的平面宽度尽量缩小,但必须保证柱帽的外边线在冲切破坏锥体的斜截面之外,如图1所示。
图1 柱帽设计示意图当柱帽按上述原则取值时,对于仅作为停车库的无梁楼盖,其抗冲切承载力的能力绰绰有余。
无梁楼盖的结构计算现在都通过有限元分析来完成。
结构分析表明,平板部位的底筋除与其厚度有关外,还与柱帽平面尺寸有关,在平板厚度(常规柱网的厚度为200~250mm)合理确定之后,柱帽平面尺寸越大,平板底弯矩越小。