无梁空心楼盖结构设计浅析
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现浇混凝土无梁空心楼盖结构分析【摘要】现浇混凝土空心楼盖体系最近几年在建筑结构领域得到了很好的发展,具有传统技术不可比拟的优点。
本文结合现浇混凝土空心无梁楼盖的特点,对性能进行综合研究,提出相应的计算方法。
标签空心楼盖;结构分析;试验现浇混凝土空心楼盖体系是我国建筑结构领域的一大创新,处于国内领先水平,具有较好的发展空间。
近几年,由于住建部的大力推广,现浇混凝土空心楼盖结构技术在国内应用广泛,现已开始用于地震设防烈度较高的高层建筑,尤其适用于具有较大跨度对层高有限制的公共建筑和住宅建筑,具有梁板配筋减少、降低地震作用、增加楼板刚度、楼板的隔音效果好等优点,能明显降低建筑结构总体造价,缩短工期、施工方便,具有显著的经济效益和社会效益。
1、现浇混凝土空心无梁楼盖的试验研究1.1 试验概况试验构件采用等边长的非足尺模型双向板:L=1150mm,板厚h=120mm,每板均布8个孔,孔径≈51mm。
混凝土强度等级为C15~C35,钢筋为12mm的Ⅰ级钢,两个方向配筋数量相同。
试验中采用自上而下逐渐加载正压。
从试验中可以看到,当荷载加到一定程度时,板底受拉区混凝土出现弯曲初裂缝;当加载到板的极限承载力时,随着剪切环形裂缝的形成,构件破坏,且伴随产生一些次生裂缝。
试验中,第1条裂缝常常出现在板底中心区域,且裂缝方向与板内孔洞的方向一致。
试验表明:在荷载作用下,板传递的荷载是按双向分布的,而且板的边界反力比与相应方向的刚度比大体上是相似的。
为了研究现浇钢筋混凝土空心楼盖的受力特性,所采取的模型试验是可行的。
1.2 试验结果分析试验表明:1)板的挠度与板受载大小、板尺寸、混凝土材料强度以及板配筋率有关;2)荷载P与中心挠度f之间的关系见图1所示的曲线。
图1中:P为施加的集中荷载值;Pu为板的极限承载力;f为板中心挠度值。
1)当P≤(0.4~0.6)Pu时,整个板可认为处于弹性工作阶段。
P-f基本上呈线性关系,此阶段虽然已有裂缝,但对板挠度影响很小。
关于无梁楼盖结构设计的思考单位+作者名称【摘要】无梁楼盖是一种双向受力楼盖,在楼盖中不设梁,楼板与柱构成板柱结构体系,具有整体性好,建筑空间大的特点,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;经验系数法;1 引言无梁楼盖结构体系又称板柱结构体系,这是相对梁板结构体系而言的。
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。
较之传统的密肋梁结构体系它具有整体性好、建筑空间大,可有效地增加层高等优点。
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,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。
常用于冷库、商场、仓库、书库等建筑。
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 计算方法2.1 等代框架法等代平面框架法,将整个结构分别按纵、横柱列方向划分为具有“框架梁”和“框架柱”的纵向与横向平面框架。
等代框架梁的宽度,则根据不同的荷载情况分别取值,当采用空间分析程序进行垂直荷载下等代框架计算时,为避免单向加全载使柱轴力重复计算,同一工程需沿两个主轴方向分别加载计算,即在计算X向(Y向)等代框架时,Y向(X向)梁上不加载;还应注意结构构件自重对梁柱内力的影响,一般情况下,结构自重不宜由程序自动计算,有关梁、柱荷重应直接输入。
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。
无柱帽混凝土空心无梁楼盖的设计与研究摘要:在我国经济不断发展的历程中,对于建筑行业也在逐渐的提高,对于楼房的设计以及建筑的要求都在变化,在现代,对于现浇混凝土空心无梁楼盖中,是一种盖楼的新方式,因此对于研究这种空心梁的设计十分的有必要,在盖楼的结构中了解其中结构的受力性能以及计算的方法,根据具体的研究,总结一些设计的建议,提高盖楼的形式。
关键词:无柱帽空心无梁楼盖等效框架法设计对于混凝土无梁楼盖来说,它是一种双向受力的板柱结构,一般可以分为有柱帽和无柱帽两种形式。
根据相关的数据表明,一般柱网是6m6m,楼面的活荷载要小于5kN/m2,无梁的楼盖比有梁楼盖更加经济。
因此在空心无梁楼盖的设计中采用无柱帽的混凝土进行建筑比较合理。
1 无柱帽混凝土空心梁楼盖概况无柱帽混凝土空心梁楼盖是当前建筑行业中一种新式样下的无梁楼盖,具体的建造时,在谭冲楼板空腔的构件中,形成空心梁楼板,这些填充构件通常可以分为三种类型:发泡塑料;高强薄壁管也就是无柱帽空心管无梁楼盖;高强薄壁盒。
用这些填充构件将混凝土的空心无梁楼盖进行填充。
本文所研究的无柱帽混凝土空心无梁楼盖最主要的特点是:在一定高强度下,能够有效的降低楼盖的自重,减少了混凝土的用量,对层高的限制也达到的降低,使无梁楼盖的使用范围大大的增加。
在垂直荷载条件下,无梁楼板主要依靠支撑点对支撑板进行支承,自身在受力过程中,可以和周边的支承共同承担荷载,这与梁上的双向板有着明显的区别。
具有代表性的是单个区格无梁楼板的挠度表示。
在柱上板的地带是有挠度的,它可以作为跨中板带的弹性支承,一般在设计的过程中,要将周边支承梁的绕度忽略掉,不能对双向板中的垂直荷载从两个方面来分配,从而可以通过无梁楼盖来设计。
否则会给无梁楼盖的设计带来一定的影响,就会对等效框架法产生荷载两次的可能,这往往就会造成误解。
2 无梁楼盖的受力情况分析2.1 实心的无梁楼盖试验模型分析对于实心的无梁楼盖进行研究,在国内外的板柱结构中,基本上是在20世纪50-70年代进行的,这一段时间进行了较多的研究,大部分是通过试验来证明的。
楼盖结构中无梁结构体系的特点及设计要点作者:冯磊来源:《房地产导刊》2014年第04期【摘要】无梁楼盖结构体系又称板柱结构体系,这是相对梁板结构体系而言的。
随着我国经济水平的发展,无梁楼盖作为一种常见的楼盖形式已广泛应用于各类建筑中。
随着我国经济水平的发展,无梁楼盖作为一种常见的楼盖形式已广泛应用于各类建筑中。
本文阐述了无梁楼盖结构体系的计算方法和技术经济分析,希望能为以后无梁体系在工程中的应用提供一些参考。
【关键词】有梁体系;无梁体系;特点;应用范围引言无梁楼盖结构体系又称板柱结构体系,这是相对梁板结构体系而言的。
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。
较之传统的密肋梁结构体系它具有整体性好、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。
1.无梁结构体系相比于有梁结构体系的优点:1.1对任一建筑物来讲,都要对选择的楼盖体系方案的各个因素进行综合考虑,这些因素包括:建筑空间的功能需求、结构形式决定的楼盖支撑条件、荷载的大小等。
如果建筑物高度与层高某种因素受限制而无法得到满意的使用空间高度时,可以考虑选用无梁楼盖作为增加使用空间高度相当有效的方法之一,在城市规划限制房屋总高度的条件下能争取增加层数,可多得到建筑面积以取得更好的经济效益。
因此无梁楼盖结构已被广泛应用在商场、写字楼、车库、地下室、多层厂房等各类建筑之中。
1.2无梁楼盖结构体系的优点:无梁楼盖结构的另外一个名称是板柱结构,主要应用于板柱结构和板柱-剪力墙结构中。
与普通梁板结构体系相比,它的优点为:净空利用率高,造型美观,有利于通风、便于布置管线和施工,用于地下室等结构中在满足相同净空要求的前提下能有效减少建筑层高进而能够减少土方开挖量;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、节约模板,楼面钢筋绑扎方便,设备安装方便等优点。
浅谈无梁楼盖结构设计发布时间:2021-03-11T12:16:51.963Z 来源:《工程管理前沿》2020年33期作者:吴欣珂[导读] 本文分析其受力机理,给出yjk软件设计使用要点,分析柱帽对柱子刚度产生的影响,对结构设计人员有一定的参考意义,并对其经济性进行分析。
吴欣珂南昌铁路勘测设计院有限责任公司 330002摘要:无梁楼盖结构目前已经开始广泛应用于地下建筑。
这种结构体系不设置受力梁而使得房建净高增大。
在我国许多城市已经开始普及使用无梁楼盖结构,这种结构形式能够使建筑在有限的高度内获得更大的建筑空间。
本文分析其受力机理,给出yjk软件设计使用要点,分析柱帽对柱子刚度产生的影响,对结构设计人员有一定的参考意义,并对其经济性进行分析。
关键词:无梁楼盖结构;柱帽;刚度;经济性1 前言对建筑来讲,楼盖体系方案的选择要考虑的因素包括建筑空间功能所要求的开间大小、恒活荷载的大小、规划限定建筑物允许高度、各层使用的最小净高。
在建筑物高度或者层高受到限制时,采用无梁楼盖结构是增加楼层使用空间的最有效方法,同时也能满足隔墙灵活布置。
因此,无梁楼盖结构广泛应用于大型地下室、多层地下室、大底盘等建筑中。
2 无梁楼盖结构体系受力特点及计算方法2.1 结构受力特点对于支承在方形柱网上的无梁楼板, 其受力特征表现为板的整体抗弯将在两个正交方向同时和同样地出现。
可假设一方形开间单向板的2根刚度很大的梁从结构中取走, 只剩下4根柱子来支承此板,此时板自身就不得不顶替已被取消的梁的作用。
因此,无梁平板的计算可以理解为首先在一个方向仍有梁支承的单向板那样传递全部荷载,然后在另一正交方向再完全相同地传递一次全部荷载,以顶替被取消的梁。
从概算上可以理解为板柱结构。
如图1所示。
图1 无梁楼板受力图板柱结构在风荷载和地震作用下受力复杂,抗震性能差,主要承受竖向荷载。
因此一般在上部结构不太适用板柱结构。
地下室不受风荷载和地震作用控制,因此无梁楼盖结构适用于地下室结构。
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。
无梁楼盖结构设计要点探究无梁楼盖结构体系的传力路径清晰,同时具有增加楼层净空尺寸、确保楼面平整度,施工模板较为简单,能控制施工成本等特点,然而无梁楼自身的抗弯刚度较小、楼板产生的挠度较大,造成柱子局部区域板造成冲切破坏,极大影响了抗震性能。
本文阐述了无梁楼盖结构体系常见的计算方法,探究无梁楼盖结构体系的设计要点,分析结构体系的构造要求。
标签:无梁楼盖;结构体系;设计要点前言: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,并传递于基础。
无梁楼盖从其结构形式可分为密肋板或平板。
而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,当楼面的可变标准荷载值超过5KN/m2时,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,其柱网都采用矩形或正方形,其中以正方形更具有经济,而板内钢筋根据纵、横向布置楼盖的四边支承墙上或边柱圈梁上,从而能够控制房屋的体积以及节省墙体结构,无梁楼盖天棚的平整度较高,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积极经济与社会效益。
1.无梁楼盖体系内力计算无梁楼盖结构体系设计可根据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,任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,为确保无梁楼盖低于水平荷载,在无梁楼盖结构体系中应确保有剪力与抗侧力支撑。
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。
浅析无梁楼盖设计摘要:无梁楼盖结构体系是具有构造简单、板底平整、整体性好、结构高度小、建筑空间大、施工方便等等优点。
但同时也具有受力复杂,抗震性能差等缺点。
本文主要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及一些构造要求。
关键词: 计算方法;无梁楼盖冲切、剪切1概述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 1.5;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。
无梁楼盖结构设计要点探讨发表时间:2017-04-18T14:29:31.433Z 来源:《建筑学研究前沿》2017年1月作者:李玉明[导读] 由于无梁楼盖结构存在着高度较小,结构简单,整体性好诸多好处和优点。
新奥泛能网络科技股份有限公司河北廊坊 065000 摘要:由于无梁楼盖结构存在着高度较小,结构简单,整体性好诸多好处和优点,基于其多方面的优越性能使得这类结构在各类民用建筑目前获得越来越广泛的应用。
本文首先分析了无梁顶板结构的优点,其次对无梁底板结构设计的相关内容进行了详细的介绍。
无梁楼盖是一种直接支持钢筋混凝土双向受力的结构柱,但由于板带横向的刚度,因此只适用于抗震设计防烈度较低的建筑物。
无梁结构是由地板与立柱共同构成的屋顶柱结构体系,楼面荷载直接通过屋顶到立柱和立柱底座,大大缩短了动力传递路径,增加了建筑面积,节约了建筑模板,但容易导致板材冲切破坏现象。
在的施工中,通常只需要对抗震结构的要求进行综合考虑,无梁底盖可以更好地适用于结构,特别是屋盖结构。
关键词:无梁楼盖建筑设计无梁楼盖结构直接将板支承在柱上,与梁板结构相比,其具有构造高度相对较小,有效空间相对增加,施工方便等优点,且有利于采光、通风等特点,故无梁楼盖结构得到越来越多的应用。
随着新技术、新工艺日新月异的变化,在传统的平板无梁楼盖和带柱帽的无梁楼盖基础之上,现在又出现了诸如密肋板无梁楼盖、预应力无梁楼盖、预应力空心板无梁楼盖等各种新型的无梁楼盖结构形式。
文中以传统的带柱帽的无梁楼盖为研究对象,通过查阅大量文献,对无梁楼盖设计的相关问题进行了分析和研究。
与梁板结构相比,无梁楼盖结构直接将板支撑于柱子上,只在边缘设置梁或墙,其设置参数的选择有其自身的要求;其荷载直接由板传递给柱,受力形式较为复杂;目前关于无梁楼盖结构的设计方法和理论相对较少,还不够成熟。
以上三点问题正是目前无梁楼盖结构设计中的关键问题。
一、无梁楼盖结构特点无梁楼盖结构体系属于板柱双向受力体系,无梁楼板为四点支承,属于双向受力构件。
无梁楼盖的优缺点发布时间:2021-05-20T07:55:46.728Z 来源:《房地产世界》2021年2期作者:刘国瑞秦龙[导读] 无梁楼盖体系是一种不设主次梁,将楼板支承在柱上,楼面荷载直接通过柱子传至基础的板柱结构体系。
无梁楼盖结构体系具有传力途径简洁直接、净空利用率高、造型美观、有利于通风、便于布置管线和施工的优点,用于地下车库、仓库、商场等时,其综合经济性比传统梁板结构有很大优势。
无梁楼盖体系传力途径简洁直接,所以在满足同样设计安全度的基础上,其抗垮塌冗余度没有普通梁板结构大,延性稍差。
这种条件下,破坏经常是突发性的,没有预警期。
刘国瑞秦龙中国建筑第二工程局有限公司北京 100000摘要:无梁楼盖体系是一种不设主次梁,将楼板支承在柱上,楼面荷载直接通过柱子传至基础的板柱结构体系。
无梁楼盖结构体系具有传力途径简洁直接、净空利用率高、造型美观、有利于通风、便于布置管线和施工的优点,用于地下车库、仓库、商场等时,其综合经济性比传统梁板结构有很大优势。
无梁楼盖体系传力途径简洁直接,所以在满足同样设计安全度的基础上,其抗垮塌冗余度没有普通梁板结构大,延性稍差。
这种条件下,破坏经常是突发性的,没有预警期。
关键词:无梁楼盖;优缺点;地下室某商住楼项目建筑面积:169223.08m2,地上建筑面积:138152.41m2,地下室建筑面积:31070.67m2,其地下室顶板采用的是现浇无梁楼盖。
整个地下室在使用中呈现简洁美观,便于消防管线和通风布置。
1 现浇无梁楼盖在高层地下室中的应用优缺点高层建筑对抗震等级以及稳定性要求较为严格,需要对地下室现浇无梁楼盖进行专项安全设计,现浇无梁楼盖的设计方案中,具有明显的应用优势,由于无梁楼盖顶板施工无需利用梁柱与钢筋混凝土板作为直接支撑,因此其结构更加简单、传力路径更加合理,由于地下室顶板设计为无梁楼盖,使地下室的净空率更高、造型相对美观,有利于地下室使用中的消防管线和通风布置。
浅谈钢筋混凝土无梁楼盖结构设计摘要:对现浇混凝土无梁楼盖体系的特点作了探讨,介绍了现浇混凝土无梁楼盖体系的设计特点,并提出现浇混凝土无梁楼盖设计中应注意的一些事项。
关键词:钢筋混凝土无梁楼盖结构设计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。
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。
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。
2无梁楼盖结构设计的一般规定(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。
(5)当无梁楼板不伸出外柱外侧时,在板的周边应设置圈梁,圈梁截面高度不应小于板厚的2.5倍。
关于无梁楼盖的设计分析作者:李分德来源:《中国房地产业》 2018年第11期文 / 李分德广西荣泰建筑设计有限责任公司广西柳州 545007【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。
无梁空心楼盖结构设计浅析
摘要:该文介绍了无梁空心楼盖结构设计主要过程及注意事项,为类似工程设计提供参考。
关键词:无梁空心楼盖;柱帽;冲切;柱上板带;跨中板带;等代框架法。
0引言
无梁空心楼盖结构是将空心箱模按照设计埋置于现浇混凝土楼板中,以节约混凝土用量,减轻结构自重,降低工程造价,增大建筑净高。
无梁空心楼盖荷载由四周向柱子或柱帽传导,缩短了传递路径,支座处应力集中较大,其余应力较小且分布均匀,因此能节省大量的钢筋用量,结合降低层高或增加净空所带来的综合效益,能节省大量投资,为投资者带来较好的经济效益,因此应用比较广泛。
其适用于地下室结构,非抗震区的多层商场,高层办公楼,也适用某些大跨结构,如会议室、展厅等。
无梁空心楼盖因板较厚,断面取法和构造都和无梁实心板有一定差异,本文通过某大型地下停车库设计经验总结重点介绍无梁空心楼盖设计的几个要点。
1无梁空心楼盖尺寸选取
无梁空心楼盖板厚基本上都是由冲切决定,无梁实心板的特点是把板做薄,再做大柱帽,这样在冲切满足要求的情况下,可以减少自重和减少构造钢筋量。
而无梁空心板因空心的缘故,增加5cm 的板厚,其砼用量才增加2~3cm,而钢筋可以减少的更多,因此增加板厚会带来一定的经济效益,因此在建筑允许下可以做厚一些,再把柱帽做小一些,一些对室内景观要求高的,可以不做柱帽。
对一般荷载的情况,无梁空心楼盖板厚有柱帽时跨高比不大于35,无柱帽时跨高比不大于30;对于有较重荷载的情况如覆土的地下室顶板,人防顶板,跨高比常常在20以下。
2无梁空心楼盖的荷载
当前的结构计算软件均能计算梁的自重,而楼板的尺寸通长都是轴线到轴线,这就是说程序在计算结构自重的时候,梁板重叠的部分计算了2次自重,一次是梁的,一次是板的。
空心板的自重是板格内实心板扣除空心外的自重再加上空腔材料自重。
空心板在程序中有多种输入方法,有按等代梁输入的,有按虚梁输入的,还有按拟梁输入的,考虑到各种输入方法对荷载的计算有所差异,因此一定要考虑到一个板格之中空心部分和实心部分的加权值,而且要考虑到程序自动输入的部分。
3无梁空心楼盖的计算
以前国内对无梁板采用经验系数法和等代框架法计算,随着计算机软件的应用与发展,国内STRA T软件和PKPM系列的SLABCAD软件都可以做无梁板的有限元分析。
双向刚度存在差异的,应在布置之中消除双向刚度差异的影响,双向无刚度差异的,可以按等厚的实心无梁板计算。
因为空心楼盖素混凝土本来就和实心板抗弯刚度相差很小,再加上配筋的作用与实心部分的加强作用,因此可以把空心板按实心计算内力。
(1)经验系数法:经验系数可以参照国内升板规范及设计手册选取。
(2)等代框架法:和经验系数法不同的是内力系数不是通过经验求得,而是要考虑柱子及相邻跨
度内力的影响,通常结合弯矩分配法使用,等代梁框架法通常要用2个模型来分别计算竖向荷载下和水平作用下的内力,当有水平作用时,柱上板带应承担所有水平内力。
(3)软件有限元分析法:STRA T软件可以建立空心板截面的模型,可以输出各个单元的点值,当用STRAT软件结果进行设计时,应考虑各方面的构造措施,尤其是抗震措施。
SLABCAD软件不仅可以生成个单元点值,还能划分板带,形成板带内力与配筋,对成图与形成计算结果都非常方便,因此被广泛应用。
但其注意点较多,设计者必须以其他方法验算,笔者建议以经验系数法验算。
当用SLABCAD软件结果设计空心无梁板板时,应注意荷载的输入,和配筋量,程序会自动按实心板的最小配筋给出,因此设计时应用弯矩图来复核。
4无梁空心楼盖的截面设计
(1)在计算得到无梁板的内力后,可按实心板计算纵筋,且应注意空腔的影响。
(2)无梁板的抗剪承载力的计算同有梁板。
对于无梁板内板格,由于设置了暗梁,各暗梁包围了空腔,由竖向力平衡原理,这部分空心板的竖向荷载还会以剪力的形式传递至暗梁实心区或者柱帽实心区,当用SLABCAD软件时得不到各单元的剪力值,而STRAT软件可以生成各单元的剪力值。
笔者建议当用SLABCAD软件设计无梁板时,空心板的剪力可以采用PMCAD里面按双向板计算的结果,同样可以将轴线至空腔边缘部分的荷载扣除来修正剪力值。
如果要手算,一些比较旧的双向板资料里面可能有剪力系数查用;在没有任何工具与资料下,也可以按空心板板格的重力除以边长作为剪力值。
(3)冲切计算。
无梁空心楼盖开始布置空腔的边缘也是一个变截面,如果柱上板带是实心区域满足文献【1】第6.3.1条时,按常规验算冲切即可;当空腔的布置不能满足文献【1】第6.3.1条时,应补充验算空腔边缘处的抗冲切,此时空腔布置长度可按下式修正:扣除长度L=n*(A)/hs,其中n为柱帽实心区域布置空腔的个数,A为空腔边缘的侧面积平均值,hs为空心板厚度。
5无梁空心楼盖的构造要求
(1)无梁空心楼盖板厚,荷载较小时取板计算跨度的1/30~1/35,荷载较大时可取到板计算跨度的1/25左右,重型荷载(包括人防)时可取到计算跨度的1/20以内。
当多层跨度又不太大时可取厚点,减少配筋,当高层或者跨度很大时可考虑取薄点减少自重。
当用矩形内置模时,肋宽不宜小于100mm,当矩形空腔尺寸较大时可考虑150mm或者200mm。
内置模空心板的上下翼缘高度应考虑板内管线走法,吊挂膨胀螺栓等因素,可参考文献【1】6.1节构造要求不应小于50mm,笔者建议不小于55mm,跨度或者荷载较大时可考虑到60mm或者更大。
(2)抗震时应设置暗梁,暗梁宽度不大于柱宽以及每边1.5*hs;当8度区时必须设置柱帽。
(3)空心板板厚通常都不小于250mm,因此可在板顶跨中受压区设置构造钢筋,建议不小于按折算板厚计算配筋率的0.15%。
钢筋间距宜和肋间距的模数相应。
(4)对于板带纵筋的要求,宜按通长筋加附加筋的形式,附加筋长度可取计算跨度的一半,但在柱上板带,附加筋伸出柱帽边的长度不宜小于1000mm。
当不以通长筋加附加筋这种配筋方式时,可参考文献【1】第6.3.3条执行。
(5)空心板有下列情况时应适当配置箍筋:
1)、当板厚大于350mm时
2)、当荷载较重时,比如覆土或者走消防车
3)、肋较小,安装固定方案不牢靠,在泵送砼的推力下可能发生侧移时
4)、筒芯的端肋150mm以内即使抗剪无需受力箍筋,也应配置一定箍筋,对抵抗筒芯滑移有利。
(6)对于地下室结构,在边界外墙处宜适当加密垂直外墙的钢筋,如350的板,12@200的通长筋时,可补加8@400~8@200的附加短筋。
(7)无梁板的抗裂:对于大面积的无缝地下室,最好的抗裂措施是合理的后浇带设置,当后浇带间距在40m以内,后浇带板筋100%断开搭接时抗裂效果最好,不建议60m设后浇带中间膨胀带的做法,膨胀带需要的养护要求较高,养护不慎时收缩更大。
配筋方面宜适当增加通长筋的配筋率,在靠近较长的地下室外墙边1~2m范围内的板顶可增加一定数量的平行外墙的钢筋;对于大柱网地下室与塔楼相接的复杂的地方,宜采用正交方式加强构造配筋,原则上是小钢筋小间距为好;对于较大面积的建筑可在建筑四角的板顶配置正交的加强钢筋。
参考文献
[1] CECS 175:2004,现浇混凝土空心楼盖结构技术规程
[2] 05SG343,现浇混凝土空心楼盖
[3] GB50010-2010,混凝土结构设计规范
[4] GB50011-2010,建筑结构抗震规范。