建筑施工图设计中异形板楼结构设计分析

金永鑫

摘 要：在建筑施工中，有多种施工的结构设计，尤其现在人们对建筑的使用功能有较高的要求，对建筑结构设计更带来较大难度，其中异性楼板设计就是结构设计比较常见的一种。在实际应用中，异形板的受力情况是非常复杂的，这也为结构设计到来较大难度，设计人员应该从对个方面去考虑设计方案，并结合建筑的实际功能，让异形板的设计达到使用的要求。本文结合实例分析了建筑施工设计中对异形板楼结构进行设计的相关分析，并对其受力特点进行了总结，提出合理的钢筋配置建议，以供借鉴。

关键词：建筑施工图设计；结构；异形板楼；设计

建筑行业在经济发展推动下的得到较高的发展，社会对建筑功能的使用情况也有着较高的要求，这也就使建筑在结构设计中有了更多的设计元素，尤其是大跨度异性楼板的设计和应用，这种异性楼板的受力情况和其他结构的受力情况相比，是比较复杂的，这个结构的应力集中部位是在转角处，很容易有楼板开裂的现象出现，这为结构设计工作带来较大难度，尤其在钢筋配置上，更应该注意，防止出现质量问题，影响整个建筑结构的质量，下面以一工程为实例，分析一下异形板楼在实际设计中的具体情况。

1 模型介绍

有一高层结构是现浇剪力墙，在客厅结构和餐厅结构布置的时候有较高的要求，从专业的建筑使用功能来看，餐厅和客厅之间是不能设梁的，所以就要设计一个较大跨度的异形楼板，这样才能满足这两个户型结构的使用要求。因为是现浇建筑结构，所有靠在异形楼板边上的支撑形式都可以当做一个固定的支座。但是在实际施工中还要对楼板的自重问题有所考虑，还有板上的装修情况，此外还要考虑到抹灰之后的荷载力，将这些因素都考虑在内，其楼板受承受的恒载力达到5.5kN/m2，而可变荷载达到了2kN/m2。对于异性楼板应力的分析，下面将使用PKPN程序来准确分析出异性楼板实际承受的应力，在分析前，要先对其进行单元划分，单元网格取值在350×350mm为最佳。

2 有限元分析

在这个建筑结构中，客厅和餐厅的边上都有楼板，而这个楼板也就和异形楼板形成一个连续板，在建筑的实际施工中是不可以在这种结构上设梁的，但考虑到实际的结构类型，并为了传力效果足够明确，专业的结构设计通常都会是在异形楼板的凸角位置处设置一个暗梁。所以在设计分析过程中，就要对有暗梁的楼板和没有暗梁的楼板分别进行分析，如果假定楼板的实际厚度为150mm，那么暗梁厚度就要取值为400×150mm，这样分析会得出更准确的结果。从结构设计的情况来看，异形楼板应力最集中的部位就是凹角位置，而其他位置的楼板应力分布情况都没有较大的差别，都和普通楼板受力情况差不多。要是从分析的数值上来看，凹角位置的实际应力峰值是很高的，和其他位置的应力相比要高出4倍，从这一分析结果来看，在对钢筋进行布置的时候的要特别注意阳角那个位置，要让其能对较大应力有抵抗作用，这样才才能将楼板开裂的几率降到最低。从有暗梁梁的楼板和没有暗梁的楼板对比情况来看，设置暗梁的异形楼板并不会有较大的应力影响，也就是说楼板在这两种情况下，应力分布都是差不多的，即便是设置了暗梁，凸角位置所承受的应力情况也没有预想的效果要好，还和没有设置差不多少。这也就得出了一个结论，就是设置暗梁之后，并不会改善楼板的实际应力分布情况，也就是不设置也可以的。

3 配筋建议

在异形楼板结构中，是受到弯矩作用影响的，这种情况下，楼板的所有应力都是要由钢筋去承担，所以在布置楼板部位钢筋的时候，要依据实际的弯矩分布情况来定。从上面的有限元分析中我们可以知道，楼板底部是不用特别放大钢筋的，主要是因为能依据楼板的实际跨度情况，以及其厚度，取到的值是很合理的。在楼板的阳角部分，其应力还是比较鸡枞的，在对楼板的使用性和安全性计算的时候，要参考这个部位的应力值，要是这两者的取值是相等的情况，那么就有取得一个相对保守的应力值。所以在配筋的时候，要依据楼板顶部的弯矩作用，以及楼板的面筋情况来定，放置钢筋最合适的地方就是阳角部位，因为这里的的应力比较集中。放射钢筋以阳角角点为中心，按放射状布置。从前述板应力图中可以发现，距离凸角四分之一板跨的位置已没有负弯矩，因此，放射钢筋的长度取四分之一。

4 板跨能满足受力要求

从配置暗梁的楼板的应力分析来看，布置暗梁对楼板应力的改善并不大，尤其是对楼板阳角位置。只有布置成刚度较大的明梁的时候，才能把楼板分为两跨，减小原来阳角位置的楼板应力。对于上面案例中的楼板，当楼板的厚度超过150厚以后，大部分配筋均为构造配筋，并不经济。而在150厚的楼板厚度的情况下，如果做带箍筋的暗梁，在扣除保护层厚度以后，再扣除双层双向钢筋所占的厚度，再扣除暗梁箍筋的厚度以后，暗梁钢筋之间的距离已经相当的小，按受弯构件来计算，其力臂很小，无法发挥梁的截面高度的优势，但是对于剪力墙结构来说，如果在两个阳角都有剪力墙布置，为了有效的传递水平力，保证整个结构的整体性，从概念设计的角度出发，应在两个阳角之间布置加强钢筋。因此，建议在两个阳角剪力墙之间布置纵向加强钢筋，钢筋布置在楼板上下层钢筋之间。以上述楼板为例，可以布置3根直径16的加强钢筋。

楼板的底部钢筋应双向通长布置，但是对于楼板顶部钢筋来说，在跨中没有板面负弯矩的情况下，可以采用分离式配筋。实际设计中，很多设计人员为了对异形楼板进行加强，对板面钢筋也采用双向通长布置，但是，对于以上实例中的楼板而言，由于阳角以下的板比较狭长，因此，可以采用局部分离式配筋的方式来处理，以节约钢筋。对于异性楼板结构的钢筋配置来说，一定要考虑到楼板的实际应力情况来定，让楼板的安全性有所保证。

结束语

通过以上对实际工程中的异形楼板进行的有限元分析及配筋，可以得出以下一些结论：首先，异形楼板在阳角位置应力比较集中，其余位置应力无突变，实际设计时，可以采用在阳角位置设置放射钢筋的方式来抵抗集中应力，防止出现裂缝。其次，通过设置暗梁并不能明显改善异形楼板的受力方式，同时，暗梁设置时钢筋布置比较密集，不便于施工，布置暗梁意义不大。但是对于两阳角均有剪力墙的结构来说，为了保证整体性，可以在楼板上下层钢筋之间布置纵向加强钢筋。最后，对于狭长的异形楼板，在楼面负弯矩为零的位置，可以采用局部分离式配筋的方式以节约钢筋。

参考文献

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