一、普通樓蓋結(jié)構(gòu)基本設(shè)計(jì)方法及無(wú)梁樓蓋特點(diǎn)

1. 普通樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：常見的平板分為單向板及雙向板，其共同特點(diǎn)是以梁或墻作為支座。

單向板計(jì)算最簡(jiǎn)單，計(jì)算模型與梁相同，亦稱為梁式板；

雙向板受力較復(fù)雜，可根據(jù)跨中“等撓度理論”反推所分擔(dān)的荷載比例，兩個(gè)方向分別按照單向板計(jì)算。

2. 無(wú)梁樓蓋特點(diǎn)：周邊無(wú)梁或墻作為支座，直接以柱子作為支座，如何計(jì)算？

1）“板帶法”應(yīng)運(yùn)而生：以柱列中心線兩側(cè)一定寬度作為計(jì)算單元，承受樓面荷載，可近似按照多跨框架或連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算。一般柱網(wǎng)為正交矩形網(wǎng)格，沿兩個(gè)方向布置板帶便形成井字格，中間留下很多“天井”。

2） 問題

a．這些如何天井如何處理？

習(xí)慣做法：在前述板帶的基礎(chǔ)上另設(shè)雙向板帶（號(hào)稱跨中帶）將這些天井填滿！

b．跨中帶如何計(jì)算？

一些參考資料及規(guī)范都提供了一些計(jì)算方法，但是包括本人在內(nèi)很多人并未真正理解其原理。

二、無(wú)梁樓蓋設(shè)計(jì)思路與方法

1. 要點(diǎn)：

1） 依據(jù)：結(jié)構(gòu)力學(xué)基本概念常識(shí)原理

2） 強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計(jì)（定性分析），避免迷信電腦軟件計(jì)算結(jié)果。

3） 從結(jié)構(gòu)布置與構(gòu)造做法合理性等方面全面考慮，使之與計(jì)算模型盡可能一致；

4） 使復(fù)雜問題盡可能簡(jiǎn)化，受力明確，避免存在歧義，模棱兩可的現(xiàn)象。

5） 確保安全可靠，首先要避免剪切（沖切）導(dǎo)致脆性破壞。根據(jù)節(jié)點(diǎn)處以及柱列線等嚴(yán)重應(yīng)力集中的薄弱部位采取切實(shí)的加強(qiáng)措施

6） 核心內(nèi)容：

a． 板支座：就是柱子，不考慮“板搭板”的支承方式

b． 結(jié)構(gòu)建模：設(shè)置對(duì)角線方向板帶，（不考慮“跨中帶”），板帶可作為“等代梁”與柱共同組成多跨等代（平面）框架。近似計(jì)算并可進(jìn)一步可簡(jiǎn)化為多跨連續(xù)梁甚至單跨（固端）梁計(jì)算。

c． 構(gòu)造措施：設(shè)柱帽及暗梁

2. 明確基本概念

1）“力流”概念：由荷載作用點(diǎn)傳遞到支座的幾何軌跡和構(gòu)件受力大小的形象表述，對(duì)無(wú)梁樓蓋而言，任何部位承受荷載基本上均通過板帶直接傳到柱中心；柱列處力流詳見圖1，跨中附近力流詳見圖2。根據(jù)基本概念，圖2a的力流方向是正確的，而圖2b的力流方向只適用于柱列處存在剛度很大的框架梁的情況，對(duì)于無(wú)梁樓蓋而言無(wú)疑是錯(cuò)誤！

2）支座與反力：對(duì)無(wú)梁樓蓋而言，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)各柱的荷載范圍作出簡(jiǎn)單劃分，直接計(jì)算柱反力。

3）結(jié)構(gòu)計(jì)算模型：

結(jié)構(gòu)布置基本原理：傳力盡可能簡(jiǎn)單直接，傳力路線盡量縮短。

板帶即是傳遞應(yīng)力的主要通道。實(shí)際上板帶是客觀存在，而不是主觀劃分。

板帶可當(dāng)作“等代梁” 每個(gè)板帶與柱一道形成多跨“等代框架”，近似也可按多跨連續(xù)梁計(jì)算。初步估算也可按照單跨梁進(jìn)行。

3. 結(jié)構(gòu)構(gòu)造做法：

1） 設(shè)柱帽：必須足夠大、足夠厚，柱帽平面宜設(shè)計(jì)為正八邊形或圓形，建議直徑取柱距的1/3，最大厚度取跨度的1/12左右, 柱帽混凝土應(yīng)與樓板同時(shí)整體澆筑，配置足夠多的鋼筋。確?？箾_切承載力，并可緩解高度應(yīng)力集中的現(xiàn)象，保證柱上帶鋼筋有足夠的錨固長(zhǎng)度；柱帽與樓板一道整澆，以確保整體性及抗沖切能力。柱帽的尺寸有限，厚度略大一點(diǎn)對(duì)建筑功能及觀感無(wú)明顯影響，因此絕不可太“摳”！

2） 受力順著板帶軸線方向配置，各板帶上下均配置通長(zhǎng)鋼筋（不少于2根），大部分負(fù)筋根據(jù)彎矩圖確定切斷點(diǎn)。底部鋼筋不必全部伸入支座，詳見圖4。另沿X、Y兩向通長(zhǎng)配置分布鋼筋。

3） 在各板帶設(shè)暗梁，在支托范圍內(nèi)箍筋加密。板柱連接節(jié)點(diǎn)配筋示意見圖5

圖5 板柱連接節(jié)點(diǎn)配筋示意圖

4） 各板帶分擔(dān)荷載面積圖見圖6、圖7。

4. 結(jié)構(gòu)計(jì)算分析

施工圖階段詳細(xì)計(jì)算應(yīng)采用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行。

簡(jiǎn)化計(jì)算方法可用于初步設(shè)計(jì)估算，荷載近似按均布考慮。

1） 所有柱列帶均為平面框架或單向多跨連續(xù)板，以柱子作為支座，計(jì)算非常簡(jiǎn)單方便！

2） 各板帶支座及跨中內(nèi)力計(jì)算最不利荷載組合參見下圖。

3） 簡(jiǎn)化計(jì)算可按照塑性內(nèi)力重分布方法，在均布荷載（恒活荷載比例不小于0.3時(shí)）作用下的彎矩系數(shù)見下圖，不必扣除板帶重疊部分的荷載，計(jì)算結(jié)果偏于安全，考慮柱帽剛度影響時(shí)，跨度可適當(dāng)減小。

當(dāng)活荷載所占比例太大時(shí)，可按實(shí)際荷載分布情況采用彎矩分配法等方法進(jìn)行計(jì)算，也很簡(jiǎn)單方便。

4）在均布荷載（恒活荷載比例不小于0.3時(shí)）作用下的彎矩系數(shù)見下圖，當(dāng)活荷載所占比例太大時(shí)，支座剪力可按照實(shí)際荷載逐跨計(jì)算，驗(yàn)算支托（柱帽）邊沿截面及柱帽與柱交接面的抗剪承載力即可，不必進(jìn)行沖切計(jì)算，也不必考慮支座處的 “不平衡彎矩”的影響，（個(gè)人認(rèn)為實(shí)際上所謂“不平衡彎矩”的提法不符合結(jié)構(gòu)力學(xué)的基本概念，在此不贅述）

5）由于板帶剛度有限，柱截面一般不會(huì)太小，因此初步近似計(jì)算也可以將毎跨板帶按單跨固端梁計(jì)算，同樣考慮柱帽剛度影響，取剛域邊緣處的彎矩計(jì)算配筋數(shù)量。剪力計(jì)算則更簡(jiǎn)單！

6）縱向受力鋼筋根據(jù)彎矩圖配置，均順著受力方向配置，牢固錨固于柱截面或柱帽之中，每根鋼筋均可以充分發(fā)揮作用。

三、對(duì)上述方法的簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)及注意事項(xiàng)：

1. 構(gòu)造合理，受力情況大大改善，較常用方法安全可靠度至少提高1倍；

1） 設(shè)柱帽及暗梁可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件的最低要求，明顯改善支座處應(yīng)力集中現(xiàn)象，避免剪切或沖切破壞，配置足夠數(shù)量的鋼筋可大大增加抗剪承載力；

2） 板帶劃分及配筋合理，傳力路線明確，在明顯超載情況下，可能產(chǎn)生局部破壞，但不會(huì)發(fā)生連續(xù)倒塌。

2. 概念明確，傳力路線簡(jiǎn)單，計(jì)算模型科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，計(jì)算方法簡(jiǎn)單方便。

3. 各板帶受力鋼筋均在柱截面或柱帽處相交，配筋構(gòu)造應(yīng)合理配置，以利施工方便，確保施工質(zhì)量。

4. 無(wú)梁樓蓋觀感較好，又可減小建筑層高，很受甲方青睞，但從結(jié)構(gòu)的安全可靠性角度則是相當(dāng)不利，因此在無(wú)梁樓蓋設(shè)計(jì)中必須留有足夠的安全儲(chǔ)備，切不可過于遷就甲方及建筑專業(yè)的苛刻要求，導(dǎo)致工程隱患甚至惡性事故！例如：板厚不可太小，除了滿足承載力要求以外，還要滿足剛度及抗裂要求，配鋼率不可太“摳”，使用荷載必須嚴(yán)格控制等等。

5. 無(wú)梁樓蓋僅適用于跨度不大，荷載較小的情況，若無(wú)特殊需要，在方案設(shè)計(jì)階段，宜首選普通框架加梁板結(jié)構(gòu)，荷載很大時(shí)例如地下車庫(kù)頂板上有很厚回填土或消防車荷載時(shí)應(yīng)采用十字梁或井字梁板體系。