关于无梁楼盖的设计分析
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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。
分析无横梁楼盖简介无横梁楼盖是一种采用特殊结构设计的建筑楼层,不使用传统的横梁来支撑楼板,在近年来逐渐得到广泛应用。
本文将对无横梁楼盖的优缺点、适用范围以及施工工艺进行详细分析。
优点1. 空间利用率高:无横梁楼盖的设计更加灵活,能够更好地利用楼层的空间,增加收益。
2. 视觉效果好:无横梁楼盖采用无横梁结构,使整个楼面显得整洁、通透,给人一种宽敞明亮的感觉。
3. 施工周期短:无横梁楼盖采用的是模块化施工方式,加工制作成型后直接进行安装,比传统的横梁楼盖施工周期更短。
缺点1. 成本较高:无横梁楼盖的设计较为复杂,所需材料成本较高,施工技术要求也较高,相对而言成本会有所增加。
2. 空间限制:无横梁楼盖相对传统横梁楼盖而言,对大跨度的楼层的支撑能力有限,对于某些跨度较大的项目可能不太适用。
适用范围1. 办公楼:无横梁楼盖能够提供更大的空间,给员工提供更舒适的办公环境,适用于中小型办公楼。
2. 商务中心:无横梁楼盖的独特设计能够打造出别具一格的商业空间,吸引更多商家入驻。
3. 酒店:无横梁楼盖的高空间利用率和视觉效果能够为酒店提供更好的客户体验,提高市场竞争力。
施工工艺1. 设计阶段:在设计阶段,需要根据具体项目要求,结合建筑设计原则进行设计,确定无横梁楼盖的布置和结构形式。
2. 材料准备:无横梁楼盖所需要的材料主要有钢筋、混凝土等,需根据设计方案进行材料的选购和准备。
3. 模块制作:根据设计图纸,进行无横梁楼盖模块的制作,包括加工、预制等工序。
4. 安装施工:将预制好的无横梁楼盖模块进行现场组装和安装,确保结构的稳定性和安全性。
5. 验收与维护:完成安装后,进行楼盖的验收工作,并进行日常维护,确保楼盖的正常使用。
结论无横梁楼盖是一种有着很多优点的建筑楼层形式,它能够提高空间利用率,提供良好的视觉效果。
然而,由于成本较高和空间限制,它的适用范围相对有限。
在具体项目中,应综合考虑各种因素,权衡优缺点,选择最适合的楼盖形式。
地下室无梁楼盖设计分析摘要:本文对地下室楼板采用无梁楼盖的设计方法进行论述,以笔者设计的实际工程为案例,从设计步骤、计算方法、构造要求等几个方面对无梁楼盖的设计及应用进行分析研究,设计中应重点把握施工及使用阶段荷载的计算、重视无梁楼盖板厚(楼板跨厚比)选择,板柱节点冲切承载力的验算,选择合理的构造措施等。
关键词:无梁楼盖;设计分析;不平衡弯矩;板厚(楼板跨厚比)引言地下室楼板采用无梁楼盖,在满足地下室使用净高的前提下,可以减少基坑开挖深度,减少土方开挖量,降低基坑支护、降水、抗浮的费用,缩短施工周期,虽然钢筋和混凝土含量会稍有增加,但总体上有效地降低地下工程的综合造价,所以无梁楼盖在地下室楼盖选项中被广泛应用。
但是,由于设计的缺陷与施工管控不足,也会导致地下室无梁楼盖顶板出现各种事故。
如2018年11月12日下午13时50分中山市古镇镇海洲村万科某项目一期2标段发生地下室顶板无梁楼盖局部坍塌事故,坍塌面积约2000㎡。
初步原因调查为:顶板回填土施工及PC板运输车同时作用导致超载。
本文以某地下室无梁楼盖设计实例为分析对象,通过对无梁楼盖的有限元分析、各种板厚不平衡弯矩分析、无梁楼盖构件尺寸选择、构造措施等多个方面的分析过程,探讨如何进行地下室无梁楼盖设计方案的设计比选,为同类工程的设计提供参考。
工程概况本项目位于广东省肇庆市,为单层附建式地下室车库,地下室顶板结构形式为现浇钢筋混凝土无梁楼盖。
场地抗震设防烈度为7度(0.10g),建筑场地类别为Ⅱ类,地下室平面总尺寸为140mx125m,标准跨柱网尺寸为8.1mx8.0m,地下室层高为3.40m,顶板覆土厚度为1.20m(附加恒载标准值取为23kN/m2,附加活荷载标准值取为10kN/m2,消防车活载标准值取为20kN/m2),设计使用年限为50年,抗震设防类别为标准设防类(丙类),安全等级为二级,框架柱、框架梁抗震等级为三级。
有限元分析本项目主要结构整体分析计算软件采用北京盈建科软件责任有限公司开发的《YJK建筑结构设计软件》(版本号:YJKS1.9.3.1)。
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。
关于地下室无梁楼盖结构设计的思考摘要:本文简述了无梁楼盖的优缺点、设计方法、两种建模方式的特点差异及实际工程中产生的问题,分析影响地下室无梁楼盖安全性的相关因素,思考如何在设计工作中对无梁楼盖的质量安全进行把控。
关键词:无梁楼盖;设计方法;质量安全;板柱节点;不平衡弯矩引言近几年地下室顶板无梁楼盖结构事故多发,住建部于2018年2月下发《关于加强地下室无梁楼盖工程质量安全管理的通知》。
作为结构设计师,如何理解并掌握地下室无梁楼盖结构的设计方法,如何合理加强薄弱部位,如何对施工提出安全保障措施,对实现工程质量安全有重要意义。
一、无梁楼盖结构体系的优缺点无梁楼盖是一种不设梁,楼板直接支承在柱上的楼盖形式,一般采用板柱-剪力墙结构体系或板柱结构体系(常用于地下车库)。
无梁楼盖与传统的梁板结构相比,具有板底平整美观,结构高度小,可有效降低建筑层高;无梁楼盖的层高优势还可以在结构抗浮、土方开挖、基坑支护、降水等方面带来经济优势;在施工方面,无梁楼盖具有施工支模简单,楼面钢筋绑扎方便,从而大大提高施工速度的优点。
但是无梁楼盖也有其自身的缺点: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;无梁楼盖对不均匀荷载极为敏感,抗连续倒塌能力弱,施工时必须严格控制施工荷载;无梁楼盖结构一般设剪力墙(板柱-剪力墙结构)来增加侧向刚度,提高抗震性能,相比有梁的框架-剪力墙结构,板柱-剪力墙结构抗震性能较差。
设防烈度为8度(0.30g)时,不宜采用板柱-剪力墙结构。
设防烈度为9度时,不应采用板柱-剪力墙结构。
规范对板柱-剪力墙结构房屋适宜的最大高度有严格规定:设防烈度6度时为80m,设防烈度7度时为70m,设防烈度8度(0.20g)时为55m,设防烈度8度(0.30g)时为40m。
二、无梁楼盖的设计方法及建模计算根据《高层建筑混凝土结构技术规程》,无梁楼盖计算时应考虑板的面外刚度影响,其面外刚度可按有限元方法计算或近似将柱上板带等效为框架梁计算,即有限元法和等代框架法。
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。
无梁楼盖结构设计方法摘要:本文从结构设计从业者的角度,通过本人多年的无梁楼盖的设计经验,探讨无梁楼盖结构设计方法与设计过程中需要注意的事项,如有不妥之处欢迎指正。
关键词:无梁楼盖;等代平面框架法;冲切承载力;构造措施引言:近年来,随着城市化进程的加快,大、中城市人口迅速增长,住房用地紧张,大型地下车库在各个小区纷纷涌现,而无梁楼盖是一种很好的结构形式,与传统的密肋梁结构体系相比它具有结构高度小、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、有效减少土的开挖量等优点。
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,跨度不一致容易产生不平衡弯矩,从而容易造成连续坍塌;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。
对无梁楼盖进行工程设计的研究具有一定的实际意义。
一、确定荷载1、根据建筑、园林及设备专业的需求确定顶板覆土厚度,消防车道的分布范围,覆土按饱和容重20 kN/m3;活载按《工程结构通用规范》(GB55001-2021),4.2.13条取5.0kN/m2;消防车荷载按《工程结构通用规范》(GB55001-2021),表4.2.3取值。
2、有人防时控制荷载的判断,核6级时通常为室内60 kN/m2,室外70kN/m2(有覆土);核5级时通常为室内120 kN/m2,室外130 kN/m2(有覆土)。
顶板设计时,需判断顶板配筋是由人防组合荷载控制还是由平时覆土荷载控制。
近似的办法为,由平时覆土的控制荷载[1.3×(20×h(覆土厚度)+t(顶板板厚)×25)+1.5×5]×1.15(裂缝调整系数),与人防控制荷载[1.3×(20×h(覆土厚度)+t(顶板板厚)×25)+1.5×5]+q RF(人防等效静载)判断,大者为控制荷载。
普通钢筋混凝土无梁楼盖结构的设计1无梁楼盖结构体系的特点无梁楼盖结构体系也即板柱结构体系。
钢筋混凝土无梁楼盖是组成板柱结构体系重要的结构构件,它施工支模简单,绑扎钢筋方便,能提供较大的建筑净空,便于设备管道的布置与安装,减少建筑层高;在地下结构中采用,可以减少基础埋深,减少基坑土方开挖和基坑支护费用,当遇地下水位埋藏浅时,还可减少施工降水费用。
从结构传力途径方面来说,无梁楼盖结构竖向重力荷载直接由板传到竖向受力构件柱和墙,传力路径简捷。
与一般的梁板式楼盖相比,它的楼板厚度较大,楼盖的材料用量较多,以无梁楼盖的经济跨度6米柱网为例,当活荷载标准值为4.0kN/m2时,双向无梁楼盖板的折算厚度为180mm,钢筋用量(按HPB235级钢筋和HRB335级钢筋计,直径大于等于12者用HRB335级钢筋,下同)在20kg/m2左右,普通梁板式楼板的折算厚度为140mm~150mm,钢筋用量在16kg/m2左右。
从结构受力特点方面看,无梁楼盖的抗弯刚度较小,柱上板带的内力要远大于跨中板带,柱子周边的应力高度集中,板与柱子连接部位的破坏形式为冲切破坏;板柱结构的抗侧刚度较普通框架结构要小,在水平风荷载或地震作用下,无梁楼盖结构的板柱节点部位会产生不平衡弯矩,这种不平衡弯矩的反复作用严重影响板柱节点的承载力。
因此,国家新近颁布实施的混凝土结构设计规范和建筑抗震规范对板柱结构体系的使用从使用范围上及结构构造上作了规定。
无梁楼盖结构体系最早始于20世纪初的美国,大量应用是在第二次世界大战之后,主要用于高层公寓建筑。
在我国,国内第一栋板柱结构试点建筑于1980年建成于四川成都,为六层住宅楼。
陕西最早的板柱结构建筑为西安唐城百货大厦,建成于20世纪80年代初期。
在我国,无梁楼盖结构常用于商场,书库,仓库,冷库等类建筑。
在非抗震设防区采用无梁楼盖结构具有较好的经济和安全效益,在抗震设防区,当因城市规划需要房屋建筑高度受到限制时,采用板柱结构也会取得较好的经济效益,但应注意要采取针对性的抗震措施。
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。
无梁楼盖的结构设计要点分析摘要:从近几年无梁楼盖坍塌事故频发中出发,引发对无梁楼盖结构设计的思考。
本文通过分析无梁楼盖在实际工程中的优缺点,利用模型计算(以YJK为例),规范设定无梁楼盖模型中的重要参数,重点阐述无梁楼盖与梁板结构相交处的处理方式和不平衡弯矩对节点设计的影响,对无梁楼盖设计过程中的一些问题进行分析,根据实际工程提出了几点注意事项,总结提出六大建议措施。
引言:无梁楼盖是由钢筋混凝土板、柱、柱帽构成的楼盖结构体系,无梁楼盖体系近几年被广泛应用,其优点是能增大了楼层净空,节约施工模板,外形美观,施工快捷,且管道铺设方便,可减少烟感数量。
但近年地下室顶板的无梁楼盖事故频发,一次次把无梁楼盖推到风口浪尖。
2017某无梁楼盖工程垮塌现场分析地下室顶板无梁楼盖的事故原因,其主要原因可以概括为以下几点:无梁楼盖的结构形式自身安全富裕度低。
2、板柱节点的板的下铁钢筋过小,板下层的钢筋对板的局部抗弯強度影响较大,下层不配钢筋的基础板柱的局部抗弯强度约比抗冲切強度低约10%,而国标图集中的板柱节点图中只要求板下部钢筋直径不小于10mm,间距不大于200mm,当节点板厚较大时,其配筋率远小于最小配筋率要求。
3、覆土阶段的不均衡荷载,往往没有考虑。
正常受力时,两侧弯矩平衡,冲切的弯矩项不起作用,但是一旦一侧弯矩超载形成塑形铰,就会产生巨大的不平衡弯矩,这样原本满足的冲切就成了倒塌的元凶。
4、顶板覆土肯定是要走泥土车的,挖掘机推土机都要上顶板,设计单位是否考虑到顶板覆土的施工荷载,即使不考虑,由施工单位进行顶板施工加强处理,那是否考虑了填土完成后,顶板上的园林种树也需要货车运输到栽种位置,也需要吊车起吊才能栽种,且有没有考虑到当顶板上栽种的树苗在十年二十年后长成大树时,对顶板的集中荷载变大情况。
5、软件就是一个程序,计算出来的结果需要设计人员复核,判断是否合理有效。
下面就模型计算(以YJK为例)对无梁楼盖设计过程中的一些问题进行分析总结。
关于地下室底板采用无梁楼盖设计的探讨——以惠东碧桂园亚婆角项目为例摘要:现代化的小区中,特别是高层建筑,都配有地下停车场。
而地下室结构采用经济合理的设计形式和计算方法是非常关键的,这对于平衡开发商的开发费用以及购房者的实际需求具有非常现实的意义。
相对于普通的梁板体系,无梁楼盖是一种非常符合地下室设计需求的梁体结构,因为它具有施工简单、开发费用较低的优点,所以越来越多的地下室结构采用无梁楼盖。
本文结合实际工程,对底板无梁楼盖设计方法进行总结和分析关键词:地下室;底板;无梁楼盖;设计方法1 地下室底板方案比较根据通常的分析结果可以得出,当活荷载大于5 000 N/m2时,应该考虑使用无梁楼盖的建筑方式。
这种建筑楼盖方式相对于梁式楼盖更加节省成本,经济效益更高。
地下室楼板,一般的情况下要考虑结构的水浮力影响,所以活荷载较大,应该采用无梁楼盖。
这样使建筑整体更加经济、实用。
而以往的经验是地下室楼板采用梁板结构。
在梁板施工时,需要对梁做砖模并且施工工序较多,在处理防水问题时非常困难。
而采用无梁楼盖就解决了这些问题,首先它是一种新的建筑结构形式,它没有梁系,板面荷载直接由板传给柱。
板柱结构可以降低施工的整体高度,从而降低了地下室结构土方开挖量,并且在处理防水等问题时也非常方便。
在具体施工时,无梁板施工更加方便,钢筋捆扎也非常便捷。
所以通过方案的比较,地下室底板选择无梁楼盖符合现代化建筑的要求,经济性高、建筑简单。
2 地下室无梁楼盖结构特征无梁楼盖把之前集中受力的梁改成无数分散空间受力的工字构造系统,让一样高的楼层净空扩大,节约建材,提升施工进度,并且更密的质地,更高的抗压性,更强的抗振动冲击,更适当的构造。
经过文献资料表明,属于弹性状态的是楼板在出现开裂前,随着持续加大的荷载,率先在柱帽顶部发生的裂缝,进一步横向延伸,当裂缝延伸至板跨中时,成批地板底裂缝开始出现,最终在柱帽顶部、柱列轴线的跨中板底、板顶产生相对多裂缝,与此同时,达到受拉屈服的钢筋,而同时达到极限压应变的混凝土,在这样的条件下,楼板发生了严重破坏。
关于无梁楼盖结构设计分析【摘要】无梁楼盖结构体系是近年来发展迅速的一项建筑结构技术,结构板底平整、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,供参考。
【关键词】无梁楼盖;等代框架法;不平衡弯矩;剪切一、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迅速的一项建筑结构技术, 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。
二、计算方法1、等代框架法,即将整个无梁楼盖结构分为沿纵、横柱列方向划分为纵、横两个方向的等代框架。
等代框架的梁的宽度为竖向荷载作用时,取板跨中心线之间的距离;为水平荷载作用时,则取板跨中心线之间距离的一半较为适宜。
等代框架梁的高度取板的厚度。
等代框架梁的跨度,取等于,或 ,c 为柱帽宽度。
地下车库的无梁楼盖设计地下车库作为城市建设中的重要配套设施,承担着停放车辆的功能。
其结构设计对于保证车库的安全、稳定和高效利用空间具有重要意义。
其中无梁楼盖作为地下车库的常见设计方案之一,具有可操作性强、空间利用率高、施工周期短等优点,下面将对地下车库无梁楼盖设计进行详细探讨。
一、无梁楼盖概述无梁楼盖,顾名思义就是指在地下车库中取消横梁的设计方案。
传统的横梁结构会占用一定空间,并对车库停车位的布置造成限制,而无梁楼盖则有效降低了占有空间,提高了整个车库的空间利用率。
无梁楼盖可以采用钢筋混凝土或预制板等材料进行施工,具体取决于车库的具体结构要求和使用功能。
二、无梁楼盖设计原则1.承载能力:无梁楼盖作为车库的一部分,在设计时需考虑到其承载能力,以确保车库在正常使用时不会发生结构破坏或塌陷。
2.空间利用率:无梁楼盖的设计应最大化利用空间,尽可能减少结构对于车库停车位布置的限制。
在设计上可以合理的设置柱网结构,减少结构的跨度,提高整个车库的停车位数量。
3.施工周期:无梁楼盖相对于传统的横梁结构来说,可以采用预制板等方式进行施工,这样可以大大缩短施工周期,提高施工效率。
4.造价控制:无梁楼盖的材料选取、结构设计等都应符合经济性原则,既满足结构的稳定和安全性要求,又能够在可接受的成本范围内完成整个车库的建设。
三、无梁楼盖设计具体实施1.理论分析:根据车库的使用要求和结构类型,进行无梁楼盖的理论分析。
通过对车库地下室空间结构的计算和分析,确定无梁楼盖的具体设计参数。
2.结构选择:在理论分析的基础上,根据车库的特点和使用要求,确定无梁楼盖的结构形式。
可以选择钢筋混凝土、预制板、钢结构等材料进行设计,具体取决于实际情况。
3.材料选取:根据无梁楼盖的结构形式和承载要求,选择适当的材料进行施工。
钢筋混凝土材料需符合相关国家标准,预制板需要满足强度和耐久性要求。
4.施工技术:无梁楼盖的施工过程需要严格按照设计要求进行,保证施工质量和安全性。
关于无梁楼盖的设计分析
作者:李分德
来源:《中国房地产业·上旬》2018年第06期
【摘要】随着社会的不断发展,人们的个性化需求不断加强,对建筑物的设计也有了特殊的需求。
楼盖作为一座建筑不可或缺的重要部分,对整个建筑物的空间、美观的呈现有着很大的影响。
与传统的楼盖相对比,无梁楼盖具有很大的优势,从而受到了大众的青睐。
本文为了探讨无梁楼盖的设计问题,首先分析了无梁楼盖的优缺点,对无梁楼盖有一个基本的了解,然后进一步分析无梁楼盖的受力特点以及破坏特征,进而深入探讨无梁楼盖的设计,以期能够为无梁楼盖设计的实践实施提供指导依据。
【关键词】无梁楼盖;优缺点;设计
1、引言
社会经济水平在不断的提升,人们对楼宇建筑的需求越来越趋向于个性化以及多样化,对建筑物的设计要求也越来越高。
面对这些需求,越来越多的大型基础设施建筑出现在人们的视野中,包括楼房、商场、娱乐场所、地下停车场等。
近年来,人们的生活节奏不断的加快,随之而来的是越来越大的生活压力,这就使得人们对狭小的居住空间、毫无变化的生活环境产生了排斥心理。
面对这些社会发展的变化,传统的楼盖设计已然不能满足人们的生活个性化需求。
楼盖对于整个建筑物来说是极其重要的一部分,其在整个建筑结构中,承担着重要的连接功能以及分散压力的功能,为楼宇建筑的稳定性以及转移压力载荷做出了重要的贡献。
而且楼盖的设计直接关乎建筑的空间大小、楼顶的高低以及吊顶的面积等因素。
与传统的有梁楼盖设计相对比而言,无梁楼盖的出现无疑为建筑物空间设计、布局提供了很大的便利,也受到了大众的认可是广泛应用。
本文据此,结合无梁楼盖的优缺点特性,探讨无梁楼盖的受力特点以及破坏特性,进而详细分析无梁楼盖的设计方法以及板柱节点设计、柱帽设计、配筋及构造等方面的问题。
2、无梁楼盖的概述
所谓的无梁楼盖就是一种板柱结构而且是双向受力不设梁的楼盖结构,对建筑空间的要求就有很大的限定。
由于楼盖中不设梁,就将楼板支在两边的柱上,这就将楼面的负载通过两面的柱子直接传递到地面基础上。
近年来,无梁楼盖体系在建筑物中得到了广泛的应用,尤其是在地下停车场、仓库、大型商场等建筑中较为常见。
一般情况下将无梁楼盖分为三种类型:(1)平板型,这种类型的楼盖由平板和柱两部分组成,大多数应用在对建筑物的空间有个性化的功能需求和美观要求的居民住宅或者写字楼中。
(2)有柱帽型,这种楼盖由平板、柱和柱帽组成,较平板型多出柱帽的部分,这就使得平板和柱之间的连接更加方便而且柱帽还在一
定程度上提高了楼面平板向柱子传递载荷的有效性。
(3)双向密肋型,这种楼盖由于双向密肋共同承担负载作用力,所以承载受力效果较好。
2.1无梁楼盖的优缺点
无梁楼盖是随着社会的不断发展,社会需求的多样化提升而出现的一种建筑技术。
其本身就是时代发展的产物,具有自身独特的优势:首先,为了人们当今个性化的需求,与传统的多肋梁楼盖相对比来说,无梁楼盖具有空间大、整体性效果好、增加建筑物楼层净高度、增加了空间的美观性等审美以及功能特性,而且还提高了建筑物的空间利用率。
这样用户就可以在充分的空间内,灵活自由的安排室内的布局。
其次,在作用力效果方面,无梁楼盖将以往的多肋梁集中受力转化成平面分担受力,改善了受力效果。
将载荷直接从平板传递到支柱,使得传力的路径变得更加简单。
此外,一般的无梁楼盖都是由平板和柱以及柱帽组成的,构件的简单使得施工过程变得更加便捷。
与传统的楼盖建筑施工相比,在施工支模、安装设备和楼面的钢筋绑扎等方面都具有明显的效率提升的体现,在一定程度上减少了施工成本。
尽管无梁楼盖具有很明显的优势,但是也存在不可避免的缺点:近年来,无梁楼盖在我国的发展较为迅猛,但是仍然处于发展初期,对技术的掌握还不够成熟,难免会在实施过程中出现或多或少的技术难点,特别是像柱帽这样较为复杂的构建,操作技术必须熟练。
其次,无梁楼盖虽然在一定程度上取消了肋梁,使得力的传递更加简单,但是这就致使所有的力都转移到平板与柱之间的连接的位置,导致柱子附近的剪应力较为集中,很容易受到破坏,一般不适用较高的建筑物虹,容易在地震或者较大动荡过程中发生楼盖坍塌的现象。
另外,无梁楼盖的整个盖顶是一块平板,这就要求平板具有较强的抗压能力,需要加大平板的厚度,此时就需要更多的钢筋和水泥等材料来坚固平板,提升平板的硬度,避免平板因缺少梁柱的支撑而出现弯曲的现象。
综合无梁楼盖技术显现出来的优缺点,需要结合建筑物的具体需求特性一级无梁楼盖的适用性等综合考虑是否应用该项技术。
2.2无梁楼盖的受力特点及破坏特征
无梁楼盖具有其自身特有的性质,总结其受力特点以及破坏特性有以下规律:(1)首先是载荷力的传递规律。
无梁楼盖主要是通过长跨方向和短跨方向两个方向分别传递力的负载,而长跨方向是较为不利的弯矩方向。
另外,由于楼盖平板是与柱子直接连接的,二者之间只时通过节点相接,因此其连续性较差,非常不利于承受水平方向的载荷力。
而且在柱子的周围集中很大的剪切力极其容易使得柱子发生弯曲,造成冲切破坏。
(2)其次是弯矩的分布规律。
同传统的肋梁楼盖相比,无梁楼盖的平板最大的正弯矩位于支座的轴线上,而最大的负弯矩则处于柱顶的位置。
传统的肋梁楼盖的最大负弯矩力位于梁的跨中位置,最大正弯矩则位于中央位置。
(3)最后是挠度变化的规律。
无梁楼盖的最大挠度较传统的肋梁楼盖的挠度要大3倍左右[1]。
3、无梁楼盖设计分析
无梁楼盖技术本身具有一定的弊端,尤其是在进行工程设计时。
所以在楼盖设计阶段一定要注重计算方法的应用。
目前,应用较为广泛的计算方法有以下几种:(1)等代平面框架法。
所谓等代平面框架法就是首先将整体结构划分成横纵柱列两个方向的具有“柱”和“梁”的横向和纵向的平面结构框架。
(2)经验系数法。
经验系数法是目前在无梁楼盖设计中应用最为广泛的,而且操作最为便捷的方法。
这种方法是通过鹰王的经验以及试验研究的基础上总结出来的,我们在利用这种方法时,通常只需要计算总弯矩,再通过与弯矩分配系数之间做乘法,就可以获得所需截面弯矩。
虽然这种方法应用较为简单,但是必须满足一定的限定条件的情况下才能采用,不能轻易的使用。
(3)精确计算法。
这种方法需要将无梁楼盖结构利用限元法划分成若干个单元,再借助相关的有限元法软件利用单元有限元法来计算。
在这一计算过程中,需要结合所利用的软件进行科学计算。
包括建模分析,模拟计算等过程。
利用科学合理的方法对所需结果进行精确计算。
在设计过程中,结合科学的设计计算方法分别分析在板柱节点设计、柱帽设计、配筋及构造:
3.1无梁楼盖板柱节点设计
板柱节点是平板与柱子之间的交点,这一交点具有很大的作用,对力的承受和传递有很高的要求。
其设计的主要关注点是节点的抗冲切性能和横向抗冲切钢筋的设计。
如果双向板是直接支撑与柱子上面的,那么平板与柱之间交点周围的载荷能力以及剪切力是非常值得注意的问题。
因此,在设计时就需要在此处单独设计能够加强抗剪切力的构建。
此时可以考虑加入柱帽、或者抗剪切力的箍筋、栓钉或者弯起钢筋等。
但是,一帮情况下会考虑到费用的问题,会采用弯起钢筋,不过此时就会出现由于较多的钢筋造成的拥挤的为,就需要采用箍筋来有效的解决这一问题[2]。
3.2无梁楼盖柱帽设计
柱帽的设计原则一般包括以下几点:1)一般情况下抗冲切承载力是完全由混凝土承担的,此时是不需要考虑箍筋和弯起钢筋的。
2)由于冲切承载力完全是由混凝土承担的,所以在此基础上必须有富余,避免发生脆性破坏。
3)柱帽的厚度一般要高于通风管道的下端。
4)在厚度满足要求的情况下,应该将柱帽的平面宽度缩小到最小,不过必须要保证其外边线位于冲切破坏椎体所处的斜截面外面位置[3]。
3.3无梁楼盖板配筋及构造设计
由于无梁楼盖是没有肋梁支撑的,所以对平板的要求就很高。
因此,无梁楼盖板的配筋在设计时需要考虑配筋的强度以及质量,配筋的主要作用之一是加强平板的强度,以避免出现平
板弯曲现象。
在进行配筋设计时需要充分考虑其承载能力以及抗压能力。
可以利用十字接头或者丁字接头的形式来固定配筋的结构[4]。
结论:
无梁楼盖在近年来获得了快速的发展和广泛的应用,本文结合无梁楼盖的发展背景,简要阐述目前应用的无梁楼盖的几种类型,进而探讨无梁楼盖在应用过程中的优缺点以及受力特点和破坏特征等,进一步深入分析无梁楼盖的设计问题详细阐述无梁楼盖的设计方法,并从板柱节点设计、柱帽设计、配筋及构造等方面进行探讨,为指导无梁楼盖的实践应用提供依据。
参考文献:
[1]王世坤.浅谈地下室无梁楼盖结构设计分析[J].江西建材,2015(09):34+36.
[2]杨奕芬,李俊锋.无梁楼盖及板柱节点设计的一些体会[J].四川建筑科学研究,2012,38(01):60-64.
[3]张元坤.无梁楼盖中的柱帽设计[J].广东土木与建筑,2015,22(06):3-5.
[4]吴书安.房屋建筑专业毕业设计中配筋构造问题及分析[J].扬州职业大学学报,2000(02):27-32.
作者简介:
李分德(1984.10.--),男,本科,广西临桂人,现工作于广西荣泰建筑设计有限责任公司,主要从事结构设计方面的工作。