板柱结构在竖向荷载作用下的设计方法与对比

板柱－剪力墙结构设计摘要:要：板柱-剪力墙结构形式在地下工程中普遍应用，垂直荷载作用下板柱结构的内力可用体会系数法计算，板柱结构的整体计算可通过PKPM软件中的SATWE软件进行；柱顶托板的设计。

板柱结构是一种常常被采纳的结构体系，它具有很多优势，如施工支模及绑扎钢筋较简单，结构本身高度较小，能够充分利用建筑物竖向高度，从而降低建筑物的造价等。

在地下工程中板柱-剪力墙这种结构形式更是被普遍应用，咱们在中央大街-友谊途经街地下工程中亦采纳了此种结构形式。

地下建筑的结构形式要依照建筑的跨度、利用要求、荷载情形等条件来确信。

经常使用的结构形式有两种：封锁框架（箱涵结构）和板柱-剪力墙结构。

当断面跨度较小时，一样采纳封锁框架形式，如过街地道；当断面跨度较大时，一样采纳板柱结构形式，如地下商业街。

友谊路地下工程中过街通道净宽需要25米，断面跨度较大，采纳了板柱-剪力墙结构（图1），商业街也采纳了板柱-剪力墙结构（图2），板柱结构部份为商业店铺，区域分隔灵活可变，剪力墙与外墙之间要紧为出入口及治理用房。

在中央大街-友谊途经街地下工程中，主体结构的内力计算咱们采纳了PKPM软件进行计算，手算进行校核的计算进程。

板柱结构、板柱-剪力墙结构在垂直荷载和水平荷载作用下的内力及位移计算，宜优先采纳持续体有限元空间模型的计算方式，也可采纳等代框架杆系结构有限元法或其他计算方式。

符合以下条件时，在垂直荷载作用下板柱结构的内力可用体会系数法计算：1. 活荷载为均布荷载，且不大于恒荷的3倍；2. 每一个方向至少有三个持续跨；3. 任一区格内的长边与短边之比不该大于1.5；4. 同一方向上的最大跨度与最小跨度之比不该大于1.2；5. 不规那么柱网，柱的偏离值不该大于跨度的10%。

本工程知足上述条件，所之内力采纳体会系数法进行计算。

按体会系数法计算时，应先算出垂直荷载产生的板的总弯矩设计值，然后按表1确信柱上板带和跨中板带的弯矩设计值。

例析地下室顶板结构方案优劣引言随着我国经济的持续发展，房地产市场的高层建筑越来越多。

由于高层建筑本身稳定的要求，需要建筑物有一定的埋深，同时为了节省基础的造价，通常高层建筑都采用补偿性基础。

在整个工程的建造成本中，地下室及基础的费用可以占到整个工程成本的10%-30%。

所以，有效控制地下室的建造成本，对控制整个工程的成本起着非常关键的作用。

一、地下室顶板结构方案对比1、工程概况某小区综合楼是一栋地上7层，地下1层，集商业和住宅于一体的综合性建筑。

地下车库顶覆土厚1.0m。

该建筑有两个主要特点：（1）在布局上，7层住宅用房布置在四周，中间为地下车库，层高为4.6m，柱距为7.6m；（2）地下车库顶板又兼作消防车道。

考虑以上两个主要特点，我们选取两种方案进行对比，方案I：普通钢筋混凝土单向板方案；方案II：空心无梁楼板方案。

2、普通梁板结构方案由于本车库的建筑功能需要，柱网确定为7.6m×7.6m。

根据《建筑结构荷载规范》，消防车在单向板方案中的荷载标准值为35kN/m2，同时在次梁及主梁的设计时考虑荷载折减系数。

经过计算，车库顶板布置成十字交叉梁结构，主梁断面为350×900mm，次梁为300×600mm，顶板厚200mm，梁板折算后的板厚为365mm。

考虑到建筑功能需要车库净高2900mm（其中车辆通行净高2200mm，通风、电缆桥架及喷淋等需要净高700mm），按此种方法的地下车库层高为3000mm，基础采用桩筏基础，底板厚650mm，车库底板底距地面距离为5500mm。

经过计算分析计算，板的配筋为双层双向Φ12@180。

3、空心无梁楼板的设计方案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如下优点：（1）混凝土的总用量降低，自重降低。

（2）支承楼板的柱、墙、基础和桩的荷载相应减少，减少竖向构件截面，减少配筋，节约竖向构件费用。

板梁和柱截面取值原则板梁和柱截面的取值原则是基于结构安全和经济性的考虑。

结构安全是指在设计荷载作用下，结构能够承受荷载并满足使用寿命要求。

经济性是指在满足结构安全的前提下，尽可能减少材料和成本的使用。

以下是板梁和柱截面取值原则的一些重要考虑因素：1.弯矩和剪力的分布：在确定板梁和柱截面时，需要考虑荷载的分布情况。

弯矩和剪力的分布会决定截面的尺寸和形状。

例如，在板梁的边缘区域，弯矩和剪力较大，因此需要增加截面的尺寸或采用更强度更高的材料。

2.荷载类型和大小：不同类型和大小的荷载可能会导致不同的截面设计。

例如，静荷载通常会导致较大的弯矩和剪力，在选取截面时需要考虑更大的截面尺寸和材料强度。

动荷载如地震作用则通常需要选取较大的刚性截面。

3.悬挑和跨度：板梁和柱的悬挑和跨度会影响截面尺寸的选取。

较大的悬挑和跨度将产生较大的弯矩和剪力，需要选取较大的截面尺寸和强度。

4.材料特性：板梁和柱的材料特性也会影响截面的选取。

材料的抗弯强度、抗剪强度和抗压强度等特性将决定截面尺寸和形状的选取。

5.构件连续性：板梁和柱在设计中通常会考虑连续性。

连续结构的板梁和柱通常比独立结构具有较高的刚度和强度，可以减小结构的变形和位移。

6.施工工艺和便利性：在选取板梁和柱截面时，还需要考虑施工工艺和便利性。

例如，在混凝土结构中，需要考虑混凝土浇注和养护的要求，选取相对较简单的截面形状和尺寸。

7.标准规范要求：在设计板梁和柱的截面时，还需要考虑国家和地区的标准规范要求。

这些规范要求通常包含了最小截面尺寸、用于不同类型荷载的强度指标等。

总的来说，板梁和柱截面的取值原则是在保证结构安全的前提下，尽可能减少材料和成本的使用。

通过考虑荷载分布、荷载类型和大小、悬挑和跨度、材料特性、构件连续性、施工工艺和便利性以及标准规范要求等因素，可以确定合适的截面尺寸和形状。

普通钢筋混凝土无梁楼盖结构设计导言本文主要介绍分析普通钢筋混凝土无梁楼盖的结构设计。

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。

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。

（6）无梁楼盖柱帽的设置及尺寸一般由建筑美观要求和板的抗冲切承载力控制。

设计竖向荷载1. 竖向荷载的定义竖向荷载是指作用在建筑结构垂直方向上的力，包括重力荷载、活荷载和附加荷载等。

在建筑设计中，竖向荷载的计算和设计是非常重要的，因为它能够决定建筑结构的安全性和稳定性。

2. 重力荷载的计算和设计重力荷载是由于自重和受重物的作用而产生的竖向荷载。

在设计建筑结构时，需要计算和设计重力荷载，以确保结构的稳定性和安全性。

重力荷载的计算包括以下步骤：2.1 确定重力荷载大小首先需要确定各个构件（如梁、柱、墙等）的自重，并根据设计要求计算出所承受的重力荷载。

2.2 确定重力荷载的作用位置确定重力荷载的作用位置可以根据建筑结构的布置和荷载的分布情况进行计算。

通常情况下，重力荷载作用位置可以取构件的重心位置。

2.3 确定重力荷载的作用方向确定重力荷载的作用方向有利于计算结构的受力情况和变形情况。

通常情况下，重力荷载的作用方向为竖直向下的方向。

2.4 计算结构的承载能力根据结构的材料和形状等参数，计算结构的承载能力，以确定结构是否满足要求的安全性和稳定性。

3. 活荷载和附加荷载的计算和设计除了重力荷载外，还需要考虑活荷载和附加荷载对建筑结构的影响。

活荷载包括人员荷载、设备荷载和雪荷载等；附加荷载包括风荷载、地震荷载和温度荷载等。

活荷载和附加荷载的计算和设计需要根据具体的建筑结构和使用要求进行。

通常情况下，可以根据相关规范和设计标准来确定活荷载和附加荷载的计算方法和设计要求。

4. 竖向荷载的设计原则在进行竖向荷载的设计时，需要遵循一些基本原则，以确保建筑结构的安全可靠。

4.1 安全性原则在设计竖向荷载时，需要确保结构能够承受荷载的作用，不产生过大的应力和变形，以保证结构的安全性。

4.2 经济性原则在设计竖向荷载时，需要尽量减少结构的重量和材料的使用量，以保证结构的经济性。

同时还需要考虑结构的施工难度和成本等因素。

4.3 实用性原则在设计竖向荷载时，需要考虑结构的使用要求和功能，以满足建筑的实际需要。

框架结构梁板柱的布置方法简述改革开放以来,随着我国经济的迅猛发展,我国的建筑也发展迅速,设计思想也在不断更新。

钢筋混凝土框架结构就是符合社会发展要求的一种结构，目前应用也是最为广泛,但其结构设计中还存在许多问题。

该文从结构设计计算、构造措施等方面探讨了框架结构梁板柱设计中需要注意的问题框架结构是由梁、柱构件组成的空间结构，既承受竖向荷载，又承受风荷载和地震作用，因此，必须设计成双向结构体系，并且应具有足够的侧向刚度，以满足规范、规程的楼层层间最大位移与层高之比的限制。

由于框架的平面布置灵活,可以最大程度的满足使用要求,所以在合理的高度和层数的情况下,框架结构能够提供较大的建筑空间。

2.1结构体系合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。

结构刚性强则变形能力差，强大的破坏力瞬间袭来时，需要承受的力很容易造成局部受损最后全部毁坏；而韧性大的结构虽然可以很好的消减外力，但容易造成变形过大而无法使用甚至建筑倾倒。

因此框架应沿建筑的两个主轴双向设置，形成双向梁柱抗侧力体系。

且在刚接体系除个别部位外，框架的梁柱应采用刚接，以增大结构刚度和整体性。

2.2 结构受力结构传力路径要求简单、合理且有利于抵抗水平和竖向荷载，受力明确，传力直接，以减少扭转平面布置应简单、规则、对称、均匀，以保证良好的整体性；避免过大内收和外伸（凹角处应力集中）；质心于刚心宜接近，避免平面不规则结构，建筑的立面和竖向剖面宜规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,竖向抗侧力构建的截面尺寸和裁量强度宜自下而逐渐减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变,以免出现薄弱层。

3.结构布置3.1框架梁截面尺寸根据《高规》6.3.1条规定，框架结构的主梁截面高度b h 可按b b l l 181~101确定，b l 为主梁计算跨度；梁净跨与截面高度之比不宜小于4，梁的截面宽度不宜小于200㎜，梁截面的高宽比不宜大于4。

当梁高较小或采用扁梁时，除验算其承载力和受剪截面要求外，尚应满足刚度和裂缝的有关要求。

钢管混凝土柱脚节点抗冲切计算分析卜永红;王毅红;颜卫亨;孙珊珊【摘要】基于8个钢管混凝土柱脚节点在竖向荷载作用下的试验数据,采用理论分析与数据拟合的方法给出该类埋入式柱脚节点较为准确的抗冲切承载力计算公式;基于钢管混凝土柱脚节点在竖向荷载作用过程中表现出的典型特征,数值拟合了三折线结构受力模型,并与试验结果进行了对比.研究结果表明,由拟合的结构受力模型确定的曲线与试件的试验曲线吻合较好,直接反映了试件的受力破坏过程,可应用于钢管混凝土柱脚结构在竖向荷载作用下的非线性反应分析与设计计算.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】3页(P51-53)【关键词】钢管混凝土柱;柱脚节点;冲切;结构受力模型;设计计算【作者】卜永红;王毅红;颜卫亨;孙珊珊【作者单位】长安大学建筑工程学院,陕西西安710061;长安大学建筑工程学院,陕西西安710061;长安大学建筑工程学院,陕西西安710061;长安大学建筑工程学院,陕西西安710061【正文语种】中文【中图分类】TU375.3埋入基础梁的钢管混凝土柱脚节点具有整体性好、抗震能力强的优点，但由于钢管混凝土柱埋入钢筋混凝土基础梁，使得基础梁的有效受力截面高度减小。

当钢管混凝土柱在基础梁中的埋置深度较大时，节点区在柱的竖向压力作用下，很容易发生冲切破坏［1］。

文献［2-3］从实际工程中选取试验模型，通过试验研究在钢管混凝土柱脚上设置栓钉、抗剪环、加强环板等措施，取得了提高柱脚节点抗冲切能力的实际效果。

本文基于试验研究结果，给出了该类节点较为准确的抗冲切承载力计算公式，并基于钢管混凝土柱脚节点在竖向荷载作用过程中表现出的典型特征，数值拟合了此类节点的结构受力模型。

按1∶6缩尺比例，设计了8个柱脚节点试件，试件ZJ/J-1和ZJ/J-2均未采取抗冲切加强措施，而在试件ZJ/J-3和ZJ/J-4的柱脚上设置栓钉，在试件ZJ/J-5和ZJ/J-6的柱脚上设置钢筋环箍，在试件ZJ/J-7和ZJ/J-8的柱脚上设置外加强环板，具体的试验设计方案、试验过程、破坏形态等相关内容见文献［2］。

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。