吴欣珂
南昌铁路勘测设计院有限责任公司 330002
摘要：无梁楼盖结构目前已经开始广泛应用于地下建筑。这种结构体系不设置受力梁而使得房建净高增大。在我国许多城市已经开始普及使用无梁楼盖结构，这种结构形式能够使建筑在有限的高度内获得更大的建筑空间。本文分析其受力机理，给出yjk软件设计使用要点，分析柱帽对柱子刚度产生的影响，对结构设计人员有一定的参考意义，并对其经济性进行分析。
关键词：无梁楼盖结构；柱帽；刚度；经济性
1 前言
对建筑来讲，楼盖体系方案的选择要考虑的因素包括建筑空间功能所要求的开间大小、恒活荷载的大小、规划限定建筑物允许高度、各层使用的最小净高。在建筑物高度或者层高受到限制时，采用无梁楼盖结构是增加楼层使用空间的最有效方法，同时也能满足隔墙灵活布置。因此，无梁楼盖结构广泛应用于大型地下室、多层地下室、大底盘等建筑中。
2 无梁楼盖结构体系受力特点及计算方法
2.1 结构受力特点
对于支承在方形柱网上的无梁楼板, 其受力特征表现为板的整体抗弯将在两个正交方向同时和同样地出现。可假设一方形开间单向板的2根刚度很大的梁从结构中取走, 只剩下4根柱子来支承此板,此时板自身就不得不顶替已被取消的梁的作用。因此，无梁平板的计算可以理解为首先在一个方向仍有梁支承的单向板那样传递全部荷载，然后在另一正交方向再完全相同地传递一次全部荷载，以顶替被取消的梁。从概算上可以理解为板柱结构。如图1所示。
图1 无梁楼板受力图
板柱结构在风荷载和地震作用下受力复杂，抗震性能差，主要承受竖向荷载。因此一般在上部结构不太适用板柱结构。地下室不受风荷载和地震作用控制，因此无梁楼盖结构适用于地下室结构。
2.2 工程实例
某工程位于福建某市，地下部分为3层地下室，地上部分为两栋塔楼，负1至负3层为地下停车场，采用柱帽形式的无梁楼盖结构。现以负2层板为例：板厚250mm，柱距为7600X6400，柱帽尺寸2000X1600，柱帽高500mm。
无梁楼盖结构与平时做地下室不同，柱与柱之间仅采用虚梁拉结，作用只是分割板带和传导力。如图2所示。
图2 无梁楼盖局部模型
计算无梁楼盖结构采用弹性板3或弹性板6，这种计算模式将使楼板和梁变形协调，共同承担荷载。这样梁的中间节点和板的中间节点是联系在一起工作的。对于和无梁楼盖相连的柱，或者上边布置了柱帽的柱，都需要验算柱对板的冲切。如图3所示。计算值小于1满验算结果。
图3 柱冲切图
一般对无梁楼盖按照柱上板带和跨中板带的方式配筋设计，和普通有梁楼盖相比，柱上板带的作用相当于普通梁，只是它的梁宽要大得多、梁高和板厚度相同；跨中板带的作用相当于普通板，但是由于柱上板带占据了房间很大的范围，跨中板带的范围比普通板小得多。和普通有梁楼盖相比，无梁楼盖的配筋多了柱上板带的配筋内容。无梁楼盖结构柱帽处配筋比较大，如图4、5所示。因此，一般在柱帽处需添附加钢筋。
图4 无梁楼盖结构板配筋
图5 无梁楼盖结构板应力分布图
3 经济性对比
本文仅仅考虑负二层板钢筋、混凝土用量。如表一所示。
表一
从表中可知无梁楼盖结构混凝土用量较多，但总体经济性比井字梁结构更好，并且无梁楼盖结构施工方便，模板用量较少，能够降低层高或者增加净高，减少地下室的开挖，降低基础、侧壁和支护结构造价，达到较好的经济效益。施工简单，大大缩短工期，减少人工费用开支，并且视觉美观。由于无梁楼盖结构自重较重，故对地下室抗浮有利。当地下室层数较多（2层以上）、地质条件较好时，结构抗浮要求较高，可采用无梁楼盖结构形式增加自重有效的抵抗水浮力以降低抗浮设计难度。
4 结语
无梁楼盖结构充分利用了楼板和柱帽的实际有利条件，经济合理，方便施工。Yjk软件已慢慢普及，较pkpm中slabcad模块计算无梁楼盖结构更加方便、简洁。两种计算结果与理论结果都相吻合。作为市场上通用的yjk软件，通过有限元模拟无梁楼盖结构真实受力情况，为设计人员提供了一套系统的思维模式。在大多范围内，为其使用者的最优设计创造了良好条件和方法。
参考文献:
[1] 方鄂华等编著，高层建筑结构概念设计[M].北京：中国计划出版社，2005
[2] 朱聘儒编著，双向无梁楼盖[M].北京：中国建筑工业出版社，1999
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