无梁楼盖简介及设计方法

地下室底板无梁楼盖的设计地下室在民用建筑中应用越来越广泛（特别是高层建筑），一般用作地下商场、停车场以及人防设施。

在多雨的广东地区，地下室底板经常承受水浮力作用，防水抗渗要求地下室底板板厚比较厚，板厚不少于250mm, 无梁楼盖是由楼板、柱和柱帽组成的板柱结构体系，楼面荷载直接由板传给柱及柱下基础。

无梁楼盖的特点是板厚比较厚，楼盖比较重，有利于提高结构的抗浮能力，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，无梁楼盖在地下室底板的应用越来越广泛了，本文主要针对地下室底板无梁楼盖的设计，结合结构设计软件08版PKPM-SLABCAD，谈谈自己的一些设计心得。

一．由抗渗等级、设防水位、地下室侧壁壁厚初步定底板板厚1.由地下室的埋置深度确定防水混凝土的设计抗渗等级，根据《地下工程防水技术规程》第4.1.4条3.侧壁与底板（基础）连接，底板（基础）视为侧壁的固定支承时，底板（基础）的厚度必须大于池壁，可根据地基的土质情况取1.2～1.5倍侧壁厚度，并将底板（基础）外挑；当侧壁与底板板厚一样时，底板可视为侧壁的弹性支座，对于外墙为悬臂式挡土墙，一般都按底板为池壁的固定支承，故相应部份的底板板厚需为侧壁厚度的1.2～1.5倍。

工程实例：工程概况：某工程位于中山东区，一层地下室车库，室外地面标高-0.100m,地下室底板板面标高-3.300m,设防水位为-0.300m.楼梯间在首层±0.00m处无楼板，楼梯间外墙为悬臂构件。

暂定底板板厚300mm。

工程埋置深度H约为（-0.100）-（-3.3-0.300）＝3.5m,根据表4.1.4，底板的防水抗渗等级为P6；水头高度H1=(-0.300)-（-3.3-0.300）＝3.3m,根据表1，H1/t≤10,t≥330mm,暂取板厚t=350mm 楼梯间外墙的计算模型为一端固端一端由的悬臂构件，通过构件计算得楼梯间外墙的合理壁厚为350mm,故与楼梯间外墙相连的底板的板厚取1.2~1.5倍侧壁壁厚，由于该工程地基土质较好，故该部份底板板厚t取450mm.二．板面荷载计算1、底板强度挠度裂缝主要受两种荷载工况控制，向下力（自重、一般使用活荷载）控制和向上力（浮托力）控制两种主要工况。

无梁楼盖的结构设计无梁楼盖是由楼板、柱和柱帽组成的板柱结构体系，楼面荷载直接由板传给柱及柱下基础。

因此这种结构缩短了传力路径，增大了楼层静空，并且节约了施工模板。

但楼板较厚，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。

由于无梁楼盖结构改善了采光、通风和卫生条件，常用于冷库、商场、仓库、书库等建筑。

在地震作用下无梁楼盖体系中板柱节点将产生不平衡弯矩，这种不平衡弯矩的反复作用将严重影响节点的承载力，因此无梁楼盖体系中板柱节点是抗冲切和抗震的薄弱环节，节点的破坏是导致结构倒塌的主要原因。

由于板柱节点在剪力和不平衡弯矩作用下的受力性能和破坏机理非常复杂，目前对这一问题的研究不够深入，我国目前的抗震规范、混凝土结构设计规范等技术标准中只有板节点的抗冲切验算方法，没有节点在不平衡弯矩作用下的分析和设计方法，因此，对其如何进行工程设计的研究具有一定的实际意义。

同济大学对此进行了大比例尺试验研究，解决了工程实际中的问题，详细内容可参考有关资料。

无梁楼盖的类型：按楼面结构形式分为平板式和双向密肋式；也可在双向密肋的空隙内，填以轻质块材。

按有无柱帽分为无柱帽轻型无粱楼盖和有柱帽无梁楼盖。

按施工程序分为现浇式无梁楼盖和装配整体式无梁楼盖。

采用升板法施工的无梁楼盖是装配整体式的一种。

按平面布置可分为边缘设置悬臂板和不设置悬臂板的。

有悬臂板的可减少边跨跨中弯矩和柱的不平衡弯矩，同时也减少了柱帽类型。

一、一般规定（1） 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。

（2） 无梁楼盖每个方向不宜少于三跨，以保证有足够的侧向刚度。

当楼面活荷载在 5kN/㎡以上时，跨度不宜大于6m 。

（3） 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，并不宜小于区格长边的1/35~1/32，也不小于150mm 。

（4） 为改善无梁楼盖的受力性能，节约材料，方便施工，可将沿周边的板伸出边柱外侧，伸出长度（从板边缘至外柱中心）不宜超过板缘伸出方向跨度的0.4倍。

无梁楼盖两种计算模式结果对比无梁楼盖是指楼板上不设置梁的一种结构形式。

在建筑设计中，无梁楼盖可以采用两种计算模式，即孤立柱法和连续柱法。

本文将详细介绍这两种计算模式的具体原理和结果对比。

一、孤立柱法孤立柱法是指将无梁楼盖的计算问题分解为楼板和柱子分别进行计算的方法。

具体来说，将楼板以无梁矩形板进行计算，然后再将弯矩集中到四个柱子上，利用单片楼板与四个孤立柱之间的协同作用来进行计算。

孤立柱法的计算步骤如下：1.首先进行楼板的计算，采用垂直荷载法进行计算，根据楼板所受到的荷载大小进行受力分析，计算楼板所受到的弯矩和剪力；2.然后将计算出的楼板弯矩集中到四个孤立柱上，根据楼板受力点的位置和弯矩大小，计算出每个孤立柱所受到的弯矩和剪力；3.最后，根据孤立柱所受到的荷载大小和弯矩大小，进行孤立柱的计算，计算出孤立柱的截面尺寸和受力性能。

使用孤立柱法进行无梁楼盖的计算，其优点是计算简单、直观，可以通过分析单个孤立柱的截面尺寸来确定整个楼盖的结构设计。

然而，孤立柱法忽略了楼板和孤立柱之间的连续性，未能充分利用楼板和柱子之间的共同协作效应。

因此，在一些结构设计中可能存在不足之处。

二、连续柱法连续柱法是指将无梁楼盖的计算问题看作是楼板和柱子之间的连续体系进行计算的方法。

具体来说，将楼板和柱子看作是一个整体，利用连续性原理来进行受力分析和计算。

连续柱法的计算步骤如下：1.首先进行楼板和柱子之间的连续体系模型的建立，将楼板和柱子连接起来，考虑楼板和柱子之间的连续性；2.然后进行楼板的计算，采用垂直荷载法进行计算，根据楼板所受到的荷载大小进行受力分析，计算楼板所受到的弯矩和剪力；3.接下来，进行柱子的计算，根据连续体系的受力平衡和变形条件，计算出每个柱子所受到的荷载大小和弯矩大小；4.最后，根据柱子所受到的荷载大小和弯矩大小，进行柱子的计算，计算出柱子的截面尺寸和受力性能。

使用连续柱法进行无梁楼盖的计算，其优点是能够充分考虑楼板和柱子之间的连续性，利用楼板和柱子之间的共同协作效应，提高结构的整体性能。

用PKPM进行无梁楼盖结构设计PKPM（平面梁模型）是一种常用的工程结构分析和设计软件，可以用于无梁楼盖结构的设计。

本文将介绍无梁楼盖结构的设计过程，并使用PKPM进行结构分析和设计。

无梁楼盖结构是指楼板直接承受荷载，无需设置梁作为承载结构的一种楼盖结构。

这种结构的主要特点是构造简单、施工方便、节省工程成本，并且可以提供较大的使用空间。

下面是无梁楼盖结构的设计过程：1.确定加载条件：首先，需要确定加载条件，包括楼板自重、可变荷载和其他荷载（如风荷载、地震荷载等）。

根据建筑使用要求和设计规范，确定相应的加载标准。

2.制定楼板布局：基于建筑的功能需求和使用要求，制定楼板的布局方案。

在制定布局方案时，要考虑楼板结构的连续性和整体稳定性。

3.设计楼板厚度：根据加载条件和楼板跨度，确定楼板的厚度。

楼板的厚度应满足承载能力和挠度控制的要求，同时考虑材料成本和施工工艺。

4.确定楼板钢筋配筋：根据加载条件和楼板的厚度，确定楼板的钢筋配筋。

配筋要满足强度和刚度的要求，也要考虑施工过程中的操作性。

5.进行结构分析：使用PKPM进行结构分析，计算楼板的受力情况。

结构分析包括静力分析和动力分析，以确定结构的强度、刚度和稳定性。

6.进行结构设计：根据结构分析的结果，对结构进行设计，包括截面尺寸、配筋尺寸等。

设计要满足加载条件和强度要求，同时考虑构造的可行性和施工工艺。

7.完成施工图设计：基于结构设计结果，完成施工图设计，包括楼板平面布置图、构造图、钢筋图等。

施工图应符合相关规范和标准。

以上是无梁楼盖结构的设计过程。

接下来，我们将使用PKPM进行结构分析和设计。

首先，打开PKPM软件，选择“新建工程”，给工程命名，并选择材料和荷载。

然后，按照楼盖结构的布局方案，绘制楼板的几何形状，设置楼板厚度和边界条件。

接下来，进行静力分析。

选择“结构分析”功能，设置加载条件和边界条件，进行荷载组合和组合计算。

PKPM将根据加载条件和边界条件，计算楼板的受力情况，并输出相关结果。

地下室底板无梁楼盖的设计探析引言：在建筑工程中无梁楼盖结构又称为板柱结构，这是因为楼面荷载的设计是直接由板传递给柱再传递给柱下的。

无梁楼盖结构实现了缩短传递应力的路径，在很大程度上增大了楼层的净空。

这就意味着此种结构与传统的有梁式结构相比，它的整体结构性更好、建筑空间更大甚至还有可能增加层高的优势。

1. 方案比较在建筑工程中，地下室的底板的设计一般采用的是梁板结构。

然而，在对其的施工过程中梁板需要做砖模，梁板结构的施工工序复杂，工期长，且不利于地下室底板的防水。

无梁楼盖是当前对地下室底板设计中常用一种结构形式，它的结构特点是没有梁系设置，而是由板面载荷将应力传递给柱。

这样的板柱结构不仅可以有效的降低地下室整体结构的高度，还可以减少地下室梁土方开挖、砖模砌筑、底板的土层夯实等施工工序，这就意味着垫层以及防水的设置将更加便捷。

此外，无梁板结构的自身设置也较为便捷，像是钢筋的绑扎就很简便。

双向板与无梁楼盖的应用方式存在着很多联系，像是跨度、荷载、施工进度、施工工序、经济性、美观性以及抗震能力等。

据相关学者分析，在建筑工程中当活荷载大于5.0kN/m2时，地下室底板的无梁式楼盖就比有梁式楼盖更具经济性。

这是因为建筑工程中地下室的底板设计通常要考虑到地下水浮力的影响，如果活荷载较大那么有梁式的楼盖的建设经济效益就相对高一些。

2. 相关计算分析无梁楼盖的内力分析方法有按弹性理论和按塑性理论两种，按弹性理论计算有薄板法、经验系数法、等代框架法、有限元计算法等，其中等代框架法和有限元计算法是工程设计中常用的计算方法。

2.1等代框架法等代框架法是将结构分别沿纵横柱列方向划分为具有"框架柱"和"框架梁"的纵横向框架。

将无梁楼盖板视为梁，其宽度为：当竖向荷载作用时为板跨中心线间的距离；当水平荷载作用时为板跨中心线距离的一半。

等代框架梁的高度即板的厚度。

当不满足经验系数法的条件时，可采用等代框架法。

无梁楼盖设计（一）无梁楼盖设计在YJK现有的建模、上部计算、楼板施工图三个模块中就可完成，而且无梁楼盖的设计可以和其它结构整体建模和分析协同工作，是融入其它结构设计之中的。

大致流程是：在建模中布置无梁楼盖的虚梁（或暗梁）和柱帽；在上部结构计算中采用弹性板3或弹性板6模型，弹性板荷载计算方式应选择有限元方式；计算结果中补充了柱的冲切计算；在楼板设计中采用楼板有限元计算，并按照柱上板带、跨中板带给出计算结果和楼板施工图设计。

一、在建模中布置虚梁和柱帽对无梁楼盖，仍按照普通楼层的建模方式，在全楼中，无梁楼盖可能只占几个楼层，或者楼层中的某一部分为无梁楼盖，其余部分仍为普通楼盖。

对无梁楼盖部分主要是输入虚梁、暗梁以及柱帽，有时还有加腋板。

1、布置虚梁指示板带位置无梁楼盖没有梁，柱之间需布置虚梁或者暗梁。

这里梁的第一个作用是生成楼板，第二个作用是指定柱上板带的布置位置，软件自动生成的柱上板带就是沿着虚梁或者暗梁布置的。

软件对虚梁本身不会做设计和配筋，虚梁本身的刚度很小，对整体计算没什么影响。

2、布置暗梁暗梁就是指有一定的宽度、但高度与板厚相同的梁。

在无梁楼盖设计中，暗梁首先可以起到虚梁同样的作用，即生成房间楼板和确定柱上板带的布置位置。

暗梁按照普通梁方式输入即可。

《高规》8.2.4：“板柱-剪力墙结构中，板的构造应符合下列规定：1 抗震设计时，应在柱上板带中设置构造暗梁，暗梁宽度取柱宽及两侧各1.5倍板厚之和，暗梁支座上部钢筋截面积不宜小于柱上板带钢筋面积的50%，并应全跨拉通，按梁下部钢筋应不小于上部钢筋的1/2。

”因此，暗梁的尺寸可按高规的要求输入。

在上部结构计算时，对无梁楼盖板应选择按照弹性板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，我们输入的暗梁尺寸适当，其暗梁的配筋结果就基本可用。

暗梁本身有一定的刚度，在楼板施工图模块的有限元计算时，考虑到它的刚度和楼板的刚度是重合的，因此软件自动忽略了暗梁的刚度，以保证计算的准确性。

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。

浅谈无梁楼盖结构设计要点和构造要求1、无梁楼盖的基本构造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。

2、无梁楼盖的内力计算无梁楼盖既可按弹性理论计算，也可以按塑性理论计算。

通常在进行无梁楼盖设计时，可以采用三种方法：等代框架法、经验系数法、精确计算法。

2.1 等代框架法。

该法也是手工近似计算的方法之一，计算宽度取垂直于计算跨度方向两相邻区格的中心间距，计算中纵横两方向均应承担全部荷载。

在垂直荷载作用下，板柱结构的平板和密肋板可采用等代框架法。

计算其内力：①等代框架的计算宽度，取垂直于计算跨度方向的两个相邻平板中心线的间距；②有柱帽的等代框架梁、柱的线刚度，可按现行规范GBJ130-90《钢筋混凝土升板结构技术规程》的有关规定确定；③计算中纵向和横向的等代框架均应承担全部作用荷载；④计算中宜考虑活荷载的不利布置。

按等代框架计算垂直荷载作用下板的弯矩，当平板与密肋板的任一区格的长短边比≤2 时，可分配给柱上板带和跨中板带支座负弯矩分别为75%和24%，跨中正弯矩分别为55%和45%；有柱帽时，其支座负弯矩应取刚域边缘处的值，除边支座弯矩和边跨中弯矩外，分配到各板带上的弯矩均应乘以0.8的系数。

等代框架法与经验系数法的主要区别在于，等代框架法先分别算出等代框架的支座弯矩和跨中弯矩，再按上述系数分配到柱上板带和跨中板带。

无梁楼盖无梁楼盖是由瑞士设计师于1910年发明的，无梁楼盖不设梁，是一种双向受力的板柱结构。

由于没有梁，钢筋混凝土板直接支承在柱上，故与相同柱网尺寸的肋梁楼盖相比，其板厚要大些，但无梁楼盖的建筑构造高度比肋梁楼盖小，这使得建筑楼层的有效空间加大，同时，平滑的板底可以大大改善采光、通风和卫生条件，故无梁楼盖常用于多层的工业与民用建筑中，如商场、书库、冷藏库、仓库等，水池顶盖和某些整板式基础也采用这种结构形式。

无梁楼盖根据施工方法的不同可分为现浇式和装配整体式两种。

无梁楼盖也采用升板施工技术，在现场逐层将在地面预制的屋盖和楼盖分阶段提升至设计标高后，通过柱帽与柱整体连接在一起，由于它将大量的空中作业改在地面上完成，故可大大提高进度。

其设计原理，除需考虑施工阶段验算外，与一般无梁楼盖相同。

此外，为了减轻自重，也可用多次重复使用的塑料模壳，形成双向密肋的无梁楼盖。

目前，我国在公共建筑和住宅建筑中正在推广采用现浇混凝土空心无柱帽无梁楼盖，板中的空腔宜是双向的，可由预制的薄壁盒作为填充物构成。

无梁楼盖因没有梁，抗侧刚度比较差，所以当层数较多或有抗震要求时，宜设置剪力墙，构成板柱—抗震墙结构。

根据以往经验，当楼面活荷载标准值在5kN／m2以上，柱网为6m~6m时，无梁楼盖比肋梁楼盖经济。

无梁楼盖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。

无梁楼盖的结构组成与传力无梁楼盖结构体系包括楼板、柱帽两大部分，其中多数无梁楼盖的楼板中还会有由钢筋加强板带形成的暗梁，保证受力的整体性。

无梁楼盖的传力路经比较简单，荷载一般按以下路径传递：楼板_ 柱帽_ 柱_ 基础_ 地基。

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，产生柱头对于楼板的冲切破坏。

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。

当然，当荷载不太大时，也可不用柱帽。

常用的矩形柱帽有无帽顶板的、有折线顶板的和有矩形顶板的三种型式。