板柱—抗震墙办公楼结构设计

戴亚鹏

无梁楼盖结构体系又称板柱—抗震墙结构体系，这是相对梁板结构体系而言的。在我国，无梁楼盖结构体系是近年来发展较为迅速的一项建筑结构新技术。较之传统的密肋梁结构体系它具有整体性好、建筑空间大，可有效地增加层高等优点。并且，采用无梁楼盖体系的建筑物的地震效应也要明显小于层高较大的梁板结构体系的建筑物。

在施工方面，采用无梁楼盖结构体系的建筑物具有施工支模简单、楼面钢筋绑扎方便，设备安装方便等优点，从而大大提高了施工速度。因此，采用无梁楼盖结构具有明显的经济效益和社会效益。

1 工程概况

该办公楼位于长治市区，抗震设防烈度为7度(0.10g)，地上14层，地下1层，地上部分层高均为3.6 m，地下部分层高为5.3 m，室内外高差0.300，建筑总高度为50.7 m。建筑标准层平面布置图见图1。

2 结构设计简介

2.1 计算方法的选用

1)经验系数法。

仅适用于垂直荷载下板的内力计算，具体计算可参考《钢筋混凝土升板结构技术规范》。采用此法时应特别注意这种计算方法的适用性。

2)等代框架法。

用于计算垂直荷载和水平荷载的作用。故本工程采用等代框架法进行设计。

2.2 确定等代框架梁的计算宽度

取 by=0.5(lx+c);by=0.75ly较小值，其中，by为 y向等代框架梁的计算宽度;lx，ly均为等代框架梁的计算跨度，即柱子中心线之间的距离;c为柱帽在计算弯矩方向的有效宽度，无柱帽时取 c=0。则 by=0.5 ×8.4 m=4.2 m，by=0.75 ×8.4 m=6.3 m，故取等代框架梁宽度为4.2 m。

2.3 平面结构布置

根据GB 50011-2010建筑抗震设计规范中6.6.2条相关规定，结构平面布置图见图2。

1)取底部加强区剪力墙厚度为400 mm，其余层厚度为300 mm。

2)1层～14层房屋的周边采用框架梁，楼、电梯洞口周边设置边框梁，则仅③轴～⑦轴间按无梁楼盖考虑，其余部分按正常框架考虑。

3)地下1层顶板采用梁板结构，按普通框架梁进行设计。

图1 建筑标准层平面图

图2 结构平面布置图

2.4 无梁楼盖部分板厚取值

平板板厚:双向无梁楼盖板厚度不宜过小，其厚度与柱网长跨之比不宜小于表1的规定，平板最小厚度不应小于150 mm。

本工程采用的是无柱帽的无梁楼盖，故板厚为l/30=8100/30=270 mm，取板厚h=300 mm。

表1 无梁楼盖部分板厚取值

表2 柱上板带和跨中板带弯矩分配比例 %

2.5 PKPM进行计算分析时的注意事项

1)框架、板柱的柱按二级进行设计，抗震墙按一级进行设计。2)在建立模型时，梁截面按4.2×0.3输入。3)荷载输入过程中不要选择自动计算现浇板自重，否则程序会重复计算一次梁自重使其计算配筋过大。4)根据SATWE中的构件配筋信息，按表2对其进行配筋设计。

2.6 无柱帽板柱—剪力墙结构的一般构造要求

1)应在柱上板带中设构造暗梁，暗梁宽度取柱宽及柱两侧各不大于1.5倍的板厚。暗梁支座上部钢筋面积应不小于柱上板带钢筋面积的50%，暗梁下部钢筋不宜少于上部钢筋的1/2(见图3，图4);箍筋直径不应小于8 mm，间距不宜大于3/4倍板厚，肢距不宜大于2倍板厚，从柱边缘向外不小于3.0h的范围内箍筋应加密，加密箍筋间距不应大于100 mm(见图5)。

图3 柱上板带加密区内钢筋示意图（1： 25）

图4 柱上板带非加密区内钢筋示意图（1： 25）

图5 暗梁箍筋加密区与非加密区示意图（1： 30）

2)板的两个方向底筋位置应置于暗梁底筋上。

3)抗震设计时，除按计算外，柱上板带的跨中区格内的板面钢筋一般可将柱上板带的支座配筋不少于1/3拉通。柱上板带的板底钢筋宜在距柱面为2倍纵筋锚固长度以外搭接，钢筋端部宜有垂直于板面的弯钩。

3 结语

随着社会的不断发展，现代建筑对高层高、大空间、灵活间隔以及抗震等提出了更高的要求，而在2010版的《建筑抗震设计规范》中关于板柱—抗震墙结构的最大适用高度由35 m改为70 m也可看出，板柱—抗震墙结构更多的应用于高层建筑当中是一种必然趋势。本文只是对高层板柱—剪力墙结构的设计提出了一些浅显的认识，供各位同行往后做类似设计时参考。

[1]GB 50011-2010，建筑抗震设计规范[S].

[2]JGJ 3-2002，J 186-2002，高层建筑混凝土结构技术规程[S].

[3]徐 建.建筑结构设计常见及疑难问题解析[M].北京:中国建筑工业出版社，2007.

[4]朱炳寅.建筑结构设计问答及解析[M].北京:中国建筑工业出版社，2009.