1 概 述
無梁樓蓋即是在樓蓋中不設置梁肋, 將板直接支承在柱上, 樓面荷載直接通過柱子傳至基礎。無梁樓蓋又分為板柱結構和板柱—剪力墻結構。板柱結構由樓板、柱和柱帽組成; 板柱—剪力墻結構由樓板、柱、柱帽和剪力墻組成。在我國, 無梁樓蓋結構體系是近年來發展較為迅速的一項建筑結構新技術, 常用于冷庫、商場、倉庫、書庫等建筑。較之傳統的密肋梁結構體系它具有結構高度小、板底平整、構造簡單、整體性好、建筑空間大、可有效地增加層高等優點。并且, 采用無梁樓蓋體系的建筑物的地震效應也要明顯小于層高較大的梁板結構體系的建筑物。在施工方面, 采用無梁樓蓋結構體系的建筑物具有施工支模簡單、樓面鋼筋綁扎方便, 設備安裝方便等優點, 從而大大提高了施工速度。因此, 采用無梁樓蓋結構具有明顯的經濟效益和社會效益。但無梁樓蓋結構體系也有其自身的缺點: 由于取消了肋梁, 使無梁樓蓋結構體系的抗彎剛度減小、撓度增大, 柱子周邊的剪應力高度集中, 可能會引起局部板的沖切破壞; 側向剛度比較差, 層數較少時可以設置板柱結構來抵抗水平荷載, 當層數較多或要求抗震時,一般需要設剪力墻、筒體等來增加側向剛度。對無梁樓蓋進行工程設計的研究具有一定的實際意義。
2 計算方法
通常在進行無梁樓蓋設計時, 可以采用三種方法: 彎矩系數法、等效框架法、精確計算法。
2.
1 彎矩系數法
彎矩系數法是在彈性薄板理論的分析基礎上, 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算系數; 計算時, 先算出總彎矩, 再乘以相應的彎矩計算系數即可得到截面的彎矩。采用彎矩系數法時, 必須符合下列條件: ①每個方向至少有三個連續跨; ②任一區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計值之比q /g≤3。
在一個區格板中, 兩個方向的總彎矩設計值分別為:

(2-1)

(2-2)
式中: g, q—板面永久荷載和可變荷載設計值( kN /m
2 ) ;
l
x , l
y—沿縱、橫兩個方向的柱網軸線尺寸;
c—柱帽計算寬度。
表1
無梁樓蓋板的彎矩計算系數
截面位置
|
|
端 跨 |
內 跨 |
邊支座 |
跨 中 |
內支座 |
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, 即將整個無梁板結構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。等代柱的計算高度為:對底層, 取為基礎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構用等效框架法確定其內力時
,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構的內力值也可用等效框架法確定。在無梁板結構中, 板的剛度實際上要比取板跨中心線間的全寬計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算結果影響很大。國內外規范大都取等代梁的寬度小于板跨中心線間的全寬, 如我國《鋼筋混凝土升板結構技術規范》GBJ130 - 90對無柱帽板, 取為板跨中心線距離的3/4; 英國《混凝土的結構應用(第一部分) :設計和施工實用規范BS8110》則取為板跨中心線距離的1 /2。