第３２卷２０１４年第１期（总第１６９期） 问题研究 无梁楼盖结构计算方法浅析 张金岭李双河刘银萍 （鞍钢集团工程技术有限公司 鞍山 １ １４０２１） 【摘要】结合结构设计实践，对无梁楼盖结构进行分析比较，提出适合现阶段无梁楼盖结构设计的实用 计算方法——等代空间框架法， 可供结构设计者参考。 【关键词】无梁楼盖 等代平面框架法 等代空间框架法 Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｎｏｎ－Ｂｅａｍ Ｒｏｏｆ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ＺＨＡＮＧ Ｊｉｎ－ｌｉｎｇ，ＬＩ Ｓｈｕａｎｇ－ｈｅ，ＬＩＵ Ｙｉｎ－ｐｉｎｇ （ＡｎｓｔｅｅｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ａｎｓｈａｎ １１４０２０ 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ，ａｎａｌｙｚｅ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅ ｔｈｅ ｎｏｎ—ｂｅａｍ ｒｏｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｎｄ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ａ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｎＯＢ－－ｂｅａｍ ｒｏｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｉｎ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｐｈａｓｅ，ｉ．ｅ．ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｓｐａｃｅ ｆｒａｍｅ ｍｅｔｈｏｄ．Ｉｔ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆｒ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｒ． 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］Ｎｏｎ—ｂｅａｍ ｒｏｏｆ，ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｐｌａｎｅ ｆｒａｍｅ ｍｅｔｈｏｄ，ｅｑｕｉｖｌａｅｎｔ ｓｐａｃｅ ｆｒａｍｅ ｍｅｔｈｏｄ ０概述 法与简化计算方法——等代空间框架法（见表１ ｏ 无梁楼盖结构以它传力直接、能最大限度地 扩大楼层净高等优点而倍受人们的关注，近年来 １等代平面框架法 预应力技术的迅速发展，也给无梁楼盖结构拓展 等代平面框架法将整个结构分别按纵、横柱 了广阔的使用空间。 列方向划分为具有“框架梁”和“框架柱”的纵向与 无梁楼盖结构的计算，常沿用弹性理论的计 横向平面框架。等代框架梁的宽度，则根据不同 算方法，即等代平面框架法。这种建立在简化计 的荷载情况分别取值（见图１～３）。 算基础上将水平荷载与竖向荷载下分别计算，最 当采用空间分析程序进行垂直荷载下等代框 后通过手算迭加形成内力的方法，适应七十年代 架计算时，为避免单向加全载使柱轴力重复计算， 计算机应用处于研讨阶段的特殊情况。而今天计 同一工程需沿两个主轴方向分别加载计算，即在 算机的广泛应用，给无梁楼盖结构的设计计算提 计算 向（】，向）等代框架时，ｙ向（ 向）梁上不 供了高效迅速的计算手段，原适用于手算的一些 加载；还应注意结构构件自重对梁柱内力的影响， 计算假定可以不再应用。如何采用现有计算手段 一般情况下，结构自重不宜由程序自动计算，有关 迅速而准确地完成无梁楼盖的结构计算，正引起 梁、柱荷重应直接输入。 广大结构设计者的重视。 ． 当采用空间分析程序进行水平荷载下等代框 现结合工程实践介绍、分析、比较等代平面框架 架计算时，不考虑跨中板带的作用，工程中只考虑 表１ 等代平面框架法计算过程分析比较表 一５６— 第３２卷２０１４年第１期（总第１６９期） 问题研究 ３算例分析 带的支座截面。 采用上述两种不同的计算方法，其计算结果不 （３）柱上板带弯矩分布比较柱子对等代框架 尽相同，有的相差较大，现通过算例分析比较之。 的内力分布有较大的影响，与柱相连的板带承担 算例为某１０层建筑，平面见图１、图２（图示为纵横对 着绝大部分的内力，从计算简图（４）的计算结果 称的ｌ，４图形），采用等代平面框架法【下称算法（１）】 中，不难看出柱中线两侧各７５０ｍｍ范围内板带的 和简化计算的等代空间框架法［下称算法（２）】，对算 平均弯矩为其相邻柱上板带平均弯矩的２．６倍，因 例在垂直荷载及水平荷载（风荷载作用下）分别按四 此柱上板带的钢筋不宜均匀布置，而应适当集中 种简图作对比计算，交叉梁划分平面见图３～图６， 布置在柱宽及其两侧。 现对上述结果作如下分析比较： （４）边梁对计算结果的影响，边梁截面的大小， ３．１垂直荷载下板带计算内力比较 对边跨内力产生较大的影响，因而在边跨设计时应 设 。、 分别为采用等代平面框架法和等 考虑之，边跨跨中及第一内支座应适当加大配筋。 代空间框架法算得的弯矩。 ３．４’设计建议 （１）支座弯矩：总支座弯矩Ｍ ＝（８５％～９８％） （１）肋梁宜采用本文计算简图（２），（４）所示的 Ｍ ；柱上板带Ｍ ＝（６５％～９５％）Ｍ。；跨中板带弯 划分，确保跨中为等代梁集中荷载的作用点。 矩的变动幅度较大，采用计算简图（２），（４）时， （２）肋梁划分不能过粗，但也不宜过细。 Ｍ ＝（１０７％一２８１％）Ｍ。，而采用计算简图（３）时， （３）对负弯矩调幅时，应综合考虑等代空问框 Ｍ ＝（７９％一１８６％）Ｍ。。 架法在垂直荷载下对柱上板带计算结果的影响， （２）跨中弯矩：总跨中弯矩采用计算简图（２）， 建议根据垂直荷载的实际情况，适当加大调幅系 （４）时，Ｍ ＝（１０５％ １２７％）Ｍ。；而采用计算简图 数的数值。 （３）时，Ｍ ＝９２％Ｍ ；柱上板带Ｍ ＝（１０９％～ （４）柱上板带支座截面的配筋，应适应其弯矩 １７７％）Ｍ。；跨中板带Ｍ ＝（５０％～１１ｌ％）Ｍ。。 分布的要求，建议在柱宽及每边各（１．０ ２．Ｏ）板厚 上述差异的原因除了计算简图为平面框架与 范围内集中配置，其配筋量应不少于柱上板带配 空间框架外，还由于等代平面框架法对柱上板带与 筋总量的一半，同时非集中配筋区域内的配筋率， 柱上板带之间的弯矩，采用经验系数分配而得。 应不小于相邻的跨中板带。 ３．２水平荷载下板带计算内力比较 总支座弯矩Ｍ ＝（１００％～１２４％）Ｍ。；柱上 ４结束语 板带当采用计算简图（２）～（４）时，Ｍ。 ＝（７６％一 等代平面框架法在实际工程中，采用空间分析 ９２％）Ｍ ；由于法（１）不考虑跨中板带的抗侧作 程序时使用上存在较大的困难，主要表现在荷载 用，因而法（２）计算中跨中板带增加的弯矩占总弯 质不同决定等代平面框架梁截面取值的不同，计算 矩的１９％～３９％。 过程复杂、后期内力组合工作量大，造成其计算结 ３．３等代空间框架法中梁的划分对计算结果的影响 果概念模糊；采用简化计算方法——等代空间框架 （１）从计算结果可以看出，按计算简图（３）所示 法能充分利用现有计算条件，简化计算过程，具有 的划分，因等代梁的集中荷载作用点偏离跨中，故 计算过程易把握、计算方便快捷等优点。 其计算结果较算法（１）小，偏不安全；按计算简图（２） 及简图（４）所示的划分，等代梁的集中荷载作用点位 参考文献 于跨中点，其计算结果较算法（１）大，偏安全。计算 …混凝土结构设计规范．ＧＢ ５００１０－－－２０１０． 简图（４）因其划分较细，其计算结果更趋合理； ［２】交叉梁系楼盖计算软件ＪＣＬ．中国建筑科学研究院 （２）采用等代空间框架法计算时，肋梁的划分 结构所ＣＡＤ工程部． 决定了肋梁的计算断面，由于框架柱的断面不变， ［３】混凝土密肋及井字梁楼盖设计手册．中国建筑工业 出版社． 因而肋梁划分的不同，必然引起等代框架内力的 【４】钢筋混凝土升板结梅技术规范（ＧＢＪ １３Ｏ一９０）中国 不同分布，从计算结果可以看出，划分太粗，会使 建筑工业出版社． 汁算结果误差大；划分过细，会增大直接与柱相连 ［５】高层建筑混凝土结构技术规程ＪＧＪ ３—２０１０． 的板带弯矩，内力集中现象较突出，尤其是柱上板 （２０１２—１ １—３０收稿） 一５８一