于鹏
中国建筑第二工程局有限公司 北京100160
摘要:无梁楼盖又称板柱结构,其特点是楼盖内部没有框架梁。由于其简单直接、净空利用率高、外形美观、通风良好、管道布置和施工方便,常用于地下室和大型商业建筑。近年来,我国出现了许多无梁楼盖连续倒塌的事件,引起了工程界的广泛关注。因此,识别无梁楼盖尤为必要,但目前识别无梁楼盖地下室的经验很少。结合工程实例,探讨无梁楼盖安全鉴定的要点。
关键词:无梁楼盖;结构安全性;荷载调查
引言
地下车库无梁楼盖是近年来广泛应用的一种结构体系。楼板荷载直接从无梁楼板传递到柱上,然后传递到柱下的基础上。与传统梁板结构相比,无梁楼盖结构具有模板面积小、模板支撑简单、楼板钢筋绑扎方便、设备安装容易等优点,大大提高了施工效率,具有明显的经济效益和社会效益,越来越受到工程业主的青睐,尤其是在地下车库设计中得到广泛应用。
1研究背景及意义
无梁结构是由柱、柱帽和楼板组成的板柱结构,通常为双向力。钢筋混凝土板直接安装在帽或柱脚上,其板厚远远高于相同桁架尺寸的框架结构。顶罩和柱脚可提高顶罩顶部板的抗拉能力,并降低板的计算范围。由于无梁建筑保护层结构的底部是平坦的,因此可以直接油漆天花板,降低不必要的天花板成本,并安装相对灵活的机电管道设备。近年来,无梁建筑已广泛应用于地下结构。在地震影响分析中发现,在某些情况下,无梁建筑复盖系统的地震影响低于较高高度的结构楼板系统。在施工过程中,无梁建筑复盖结构系统的优点更为明显。模板操作简单,结构楼板钢筋易于连接,使用重复模板可以轻松实现无梁建筑的相同复盖,从而节省运行周期。
2了解无梁楼盖的基本构造
无梁的建筑地坪结构主要由板和柱组成。由于柱顶部的板直接将荷载传递给柱,因此柱顶部形成了一个集中的力区域,从而导致柱顶部和板之间发生碰撞。为了避免此类损坏,通常需要在柱顶部安装柱帽,以增加柱头与楼板之间的接触面积,并促进合理的负荷分配。可以将结构楼板分割为顶部柱和中间带。要提高结构的抗震性能,请在柱顶部设置暗梁,以提高结构的完整性。无梁盖施工要求可参照如下:混凝土等级不得低于C30;;板的最小厚度不得小于150mm;;帽侧长度不得小于板宽的1/6,厚度不得小于板厚的1/4;柱截面侧边长度不应小于400mm,剪切率不应小于2,纵横比不应大于3。
3现浇无梁楼盖在高层地下室中的应用优缺点
高层建筑具有严格的抗震质量和稳定性要求,这就要求在地下室没有梁的情况下对地板进行特殊的安全设计。无梁结构楼板设计方案具有明显的应用优势。由于没有结构楼板梁的施工不需要梁和钢筋混凝土板作为直接支撑,因此结构更简单,动力传递途径更合理。因为地下室屋顶设计为不带梁的楼板,所以地下室清除率较高,造型比较美观,有利于消防管道和地下室使用中的通风布置。无梁底板也存在一些缺陷,如无梁底板延性差,结构损坏,柱帽和柱顶冲压失败,直接影响到地下施工和使用的安全性和可靠性。为了保证地下室无梁结构楼板的施工质量和安全,必须注意其施工过程的质量和安全控制。
4检测鉴定要点
(1)荷载组合与荷载取值应注意的问题
在计算地下车库顶板的恒定载荷时,应充分考虑倾斜顶板重量、区域重量、消防车地下车库顶板活动载荷的标准值等相关因素,并应充分考虑底板的横向影响等因素,并根据建筑结构设计要求设置活动负荷值。在计算地下车库的有效载荷时,不考虑诸如土丘等相关因素,主要原因是桩土荷载和消防车荷载并不同时发生,而且设计者可以用消防车替代地面有效载荷。 从而提高了车库顶板承载力计算的精度,并通过连续控制和组合提高了地下车库顶板荷载值的精度。 在荷载组合过程中,需要了解地下车库施工现场的具体情况。
地下车库本身——即使不是人为保护区,在计算荷载值时也要正确计算顶板裂缝宽度,计算无人为保护的顶板边界,以提高荷载组合值的合理性,做好探测和计算重量的工作 充分考虑到相关因素,如受人为保护的工作状态材料、取货值等。 ,并根据具体情况实时调整,确保盖板-无梁板的范围始终大于6米。如果相邻范围不同,则可以计算。
(2)消防车荷载取值
根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012,无梁楼盖柱网不小于6m×6m时,消防车荷载标准值取20.0kN/m2。同时,应根据附录B考虑覆土厚度对消防车活载的影响。本项目中覆土厚度对消防车荷载的折减系数为0.9。这里值得一提的是,当消防车道只占一块板的一部分时,消防车荷载不应按照车道面积占总板面积的比例进行等效或减小,因为消防车荷载本身已经是等效的均布活荷载,再进行等效是不合理的。同时,救火车在紧急情况下难免会稍微偏离车道,因此救火车的装载区域不宜过紧。
(3)等代框架计算结果与SLABCAD计算结果的比较
为了确保结构的稳定性,在运行无梁的建筑保护层结构时需要进行计算。对于本条的工作,还需要在实施无梁建筑的盖层结构之前进行计算和试验。主要应用程序是PKPM软件,该软件使工作人员能够分析复杂的地面有限元,然后将其与slab CAD计算进行比较,从而获得更精确、更一致的结果。具体计算方法和比较如下:首先在模块中创建100mm×100mm的虚拟梁,并设置其参数,妥善处理立柱帽的形状和尺寸,使有限元网格划分合理。与此同时,必须确保楼板的各个部分长度相等,否则计算结果可能会非常不准确。计算此工程模块时,网格长度主要为0.6m。经过严格计算后,可能会出现节点应力集中问题,且弯曲力矩非常大。因此,节点的弯矩出现不合理的问题,并且不使用数据。在实际计算中,工作人员选择使用柱边缘和帽边缘之间的平均弯矩,以确保结果的可靠性。
(4)不平衡弯矩的影响
板、梁和柱之间存在弯矩传输,在垂直荷载作用下,柱两侧的梁(板)之间的弯矩不平衡,原因是它们之间存在跨荷载或跨荷载差异。在梁和柱结构中,不平衡弯矩的这一部分由梁直接传递到柱以实现节点平衡,板通常不参与弯矩的直接传递。节点处的无梁建筑保护层和柱之间的弯矩只能通过板传递,但板和柱直接生成的弯矩是局部的,宽度板间接受本地板杆和柱的扭曲影响。 而弯矩的另一部分通过剪切临界截面上的垂直剪切应力传递,即剪切应力的不对称分布,因此弯矩的这一部分称为剪切应力或剪切应力传递的非均匀弯曲力矩。 因此,在考虑和计算板柱结构的抗拉强度时,应考虑剪切应力传递中不平衡弯矩对节点计算截面的影响。
结束语
上述研究表明,在实际工作中应用无梁结构需要提高荷载组合的效率,采用合理安全的计算方法和设计方法,并评估钢筋是否符合法规要求,从而降低钢筋恢复问题的可能性 增加无梁结构中的通道数,并澄清有限元分析的优点,以提高计算结果的准确性,从而确保结构的安全性、可靠性和经济性。
建议改善结构连续性,设计时考虑改变荷载路径。在设计中,通过增加重要部件的强度和连续性以及内部部件的连接来防止关键部件的初始损坏。当结构中的重要承重构件受损时,结构应通过自身冗余改变荷载传递路径,防止连续倒塌的发生。调整板坯边界条件,增强压膜效果,增加板坯上连续钢筋数量,增强钢筋拉膜效果。在地下室空间,考虑水平承载力、防火分区等的影响,设计采用分隔段,并适当增加剪力墙来分隔地下室,防止连续倒。
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