1 概 述
無梁樓蓋即是在樓蓋中不設(shè)置梁肋, 將板直接支承在柱上, 樓面荷載直接通過柱子傳至基礎(chǔ)。無梁樓蓋又分為板柱結(jié)構(gòu)和板柱—剪力墻結(jié)構(gòu)。板柱結(jié)構(gòu)由樓板、柱和柱帽組成; 板柱—剪力墻結(jié)構(gòu)由樓板、柱、柱帽和剪力墻組成。在我國, 無梁樓蓋結(jié)構(gòu)體系是近年來發(fā)展較為迅速的一項(xiàng)建筑結(jié)構(gòu)新技術(shù), 常用于冷庫、商場、倉庫、書庫等建筑。較之傳統(tǒng)的密肋梁結(jié)構(gòu)體系它具有結(jié)構(gòu)高度小、板底平整、構(gòu)造簡單、整體性好、建筑空間大、可有效地增加層高等優(yōu)點(diǎn)。并且, 采用無梁樓蓋體系的建筑物的地震效應(yīng)也要明顯小于層高較大的梁板結(jié)構(gòu)體系的建筑物。在施工方面, 采用無梁樓蓋結(jié)構(gòu)體系的建筑物具有施工支模簡單、樓面鋼筋綁扎方便, 設(shè)備安裝方便等優(yōu)點(diǎn), 從而大大提高了施工速度。因此, 采用無梁樓蓋結(jié)構(gòu)具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。但無梁樓蓋結(jié)構(gòu)體系也有其自身的缺點(diǎn): 由于取消了肋梁, 使無梁樓蓋結(jié)構(gòu)體系的抗彎剛度減小、撓度增大, 柱子周邊的剪應(yīng)力高度集中, 可能會引起局部板的沖切破壞; 側(cè)向剛度比較差, 層數(shù)較少時(shí)可以設(shè)置板柱結(jié)構(gòu)來抵抗水平荷載, 當(dāng)層數(shù)較多或要求抗震時(shí),一般需要設(shè)剪力墻、筒體等來增加側(cè)向剛度。對無梁樓蓋進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的研究具有一定的實(shí)際意義。
2 計(jì)算方法
通常在進(jìn)行無梁樓蓋設(shè)計(jì)時(shí), 可以采用三種方法: 彎矩系數(shù)法、等效框架法、精確計(jì)算法。
2.
1 彎矩系數(shù)法
彎矩系數(shù)法是在彈性薄板理論的分析基礎(chǔ)上, 給出柱上板帶和跨中板帶在跨中截面、支座截面上的彎矩計(jì)算系數(shù); 計(jì)算時(shí), 先算出總彎矩, 再乘以相應(yīng)的彎矩計(jì)算系數(shù)即可得到截面的彎矩。采用彎矩系數(shù)法時(shí), 必須符合下列條件: ①每個(gè)方向至少有三個(gè)連續(xù)跨; ②任一區(qū)格板的長跨與短跨之比值不大于115; ③同方向相鄰跨度的差值不超過較長跨度的1/3; ④可變荷載和永久荷載設(shè)計(jì)值之比q /g≤3。
在一個(gè)區(qū)格板中, 兩個(gè)方向的總彎矩設(shè)計(jì)值分別為:

(2-1)

(2-2)
式中: g, q—板面永久荷載和可變荷載設(shè)計(jì)值( kN /m
2 ) ;
l
x , l
y—沿縱、橫兩個(gè)方向的柱網(wǎng)軸線尺寸;
c—柱帽計(jì)算寬度。
表1
無梁樓蓋板的彎矩計(jì)算系數(shù)
截面位置
|
|
端 跨 |
內(nèi) 跨 |
|
邊支座 |
跨 中 |
內(nèi)支座 |
跨 中 |
支 座 |
|
柱上板帶 |
- 0.48 |
0.22 |
- 0.50 |
0.18 |
- 0.50 |
|
跨中板帶 |
- 0.05 |
0.18 |
- 0.17 |
0.15 |
– 0.17 |
2.
2 等效框架法
等效框架法, 即將整個(gè)無梁板結(jié)構(gòu)分別沿縱橫柱列方向劃分為具有“等代柱”和“等代梁”的縱向和橫向框架。等代柱的截面即原柱的截面。等代柱的計(jì)算高度為:對底層, 取為基礎(chǔ)頂面至樓板底面的高度減去柱帽的高度;對于其他各層, 取為層高減去柱帽的高度。等代梁的高度取為板的厚度。等代框架梁的跨度, 在兩個(gè)方向分別取為
lx - 2
/3
c和
ly - 2
/3
c。
對豎向荷載作用下的無梁板結(jié)構(gòu)用等效框架法確定其內(nèi)力時(shí)
,等代梁的寬度取為板跨中心線間的距離
( lx 或
ly ) 。
對于水平荷載下無梁板結(jié)構(gòu)的內(nèi)力值也可用等效框架法確定。在無梁板結(jié)構(gòu)中, 板的剛度實(shí)際上要比取板跨中心線間的全寬計(jì)算所得的剛度小得多。對于水平荷載作用的情況, 等代梁的剛度取值對計(jì)算結(jié)果影響很大。國內(nèi)外規(guī)范大都取等代梁的寬度小于板跨中心線間的全寬, 如我國《鋼筋混凝土升板結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GBJ130 - 90對無柱帽板, 取為板跨中心線距離的3/4; 英國《混凝土的結(jié)構(gòu)應(yīng)用(第一部分) :設(shè)計(jì)和施工實(shí)用規(guī)范BS8110》則取為板跨中心線距離的1 /2。