试论无梁楼盖结构在实际工程中的应用

张宇

（中铁十五局集团东来地产开发有限公司，贵州 黔南558004）

进行地下停车库顶板设计期间，设计人员要加强无梁楼盖结构应用的重视，以期能够提升地下车库的美观性，降低地下车库顶板的高度，提高风管顶等敷设的合理性，保障电气管线施工质量能达到规定要求，简化地下停车库顶板结构，提升地下停车库空间分割的合理性，有效减轻建筑重量，延长建筑的施工寿命。

1 无梁楼盖结构概述

1.1 无梁楼盖结构定义

无梁楼盖结构并不是指次梁和主梁承受楼盖平板，主要支撑为柱子，通过这种方式保障建筑荷载能够传输到建筑基础中。无梁楼盖常见于商场和车库中，部分非抗震区域也会采用无梁楼盖，现在我国无梁楼盖设计期间，仍旧存在内力计算结果精准度不高，设计软件精准度较低，部分符合规定要求的计算方法，也存在计算方法较为单一的问题，只能进行周期、位移计算。手算计算方法主要包括：经验系数法和等代框架法两种，等待框架计算方法需要将板带等效成相应刚度梁根据柱子组合进行计算，并且在计算过程中，要明确代框架取板的宽度，做好周期和结构位移计算，但是，这种计算方法会降低柱子刚度计算的准确性，部分施工单位也会采用真实柱子和弹性板进行计算，相较于其他计算方法而言，这种计算方法的准确性较高，并且计算期间无梁楼盖的弯矩并不会发生较大的变化。按照经验计算无梁楼盖，具有计算方法较为简单的优势，计算结果的准确性较高，计算过程中要重视跨度计算，重点计算荷载和模型，部分施工项目还需要计算托板和柱帽，并且计算期间要明确界面设计的具体位置，了解无梁楼盖结构的节点构造，以期能够有效提高计算结果的准确性。

1.2 了解无梁楼盖的基本构造

无梁楼盖结构主要是由板和柱构成，由于柱顶处平板直接将荷载传递给柱，因此会在柱顶形成集中受力区域，产生柱头对板的冲切破坏，为了防止这种破坏的发生，往往在柱顶设置柱帽，以增大柱头与楼板的接触面积，有利于荷载的合理分布。无梁楼盖结构中的板可分为柱上板带和跨中板带。为了提高结构的抗震性能，应在柱上板带设置暗梁，以提高结构的整体性。无梁楼盖的构造要求可参考为：混凝土等级不宜低于C30；板最小厚度不应小于150mm；柱帽边长不宜小于板跨度的1/6，厚度不宜小于1/4 板的厚度；柱截面边长不应小于400mm，剪跨比不应小于2，高宽比不宜大于3。

1.3 简述无梁楼盖的特点

无梁楼盖顾名思义即为板柱结构：不设梁的楼板直接支撑在柱上，形成双向受力的板柱结构体系。无梁楼盖结构的板可分为跨中板带和柱上板带，跨中板带传力给柱上板带，柱上板带直接传力到柱，在柱顶处受力较为集中，板受柱冲切作用，所以需要在柱顶设置柱帽，提高结构受力性能，改善结构整体性。此外地下室无梁楼盖结构体系，不但能有效降低地下室总层高或者提高层净高，还能有效减少地下室埋深，从而减少基坑开挖的土方量。

2 无梁楼盖结构体系的特点

2.1 楼盖选型

在工程项目施工中应用无梁楼盖时，要根据工程施工的实际情况选择合适的楼盖，常见的楼盖形式主要包括：传统梁板式和无梁式两种，在选择的过程重要充分了解地下停车库楼盖形式的具体情况。地下停车库采用的库柱网一般在8.4-8m之间，楼盖顶板填充土的厚度需要控制在3-1m 之间，车库的内部需要设置喷淋水管和通风管等相关设备，由此可知，楼盖的高度要始终控制在2.2 以上，保障地下停车库能够符合车辆停车标准。应用梁板式楼盖时，设计人员要充分考虑到地下停车库层高等相关因素，选择结构形式较大的梁板，将其作为次梁，设计次梁过程中，要选择符合主流设计要求的软件，梁本身是楼盖的支柱，如果设计人员没有考虑到楼盖变形、刚度等相关因素，就会增加楼盖投入使用后出现安全质量问题的概率。相较于其他建筑工程而言，地下车库对顶板要求较高，要求顶板厚度必须要在规定范围之内，选择次梁不符合楼盖设计要求，甚至严重的情况还会导致次梁出现变形等一系列问题，配筋施工也非常容易出现错误，部分建筑工程施工单位为了降低层高、减少水浮力、土方，会采用无梁楼盖结构，这种结构有效解决地下车库楼板斜柱帽等施工中存在的问题，中间柱的位置形成刚域，采用的支撑方式为平板制作，在地下车库边墙的位置设置半柱。

2.2 在地下车库中应用无梁楼盖

地下车库本身位于非人防区的内部，因此，设计人员要充分考虑到不同区域的荷载，根据荷载条件应用无梁楼盖，选择合适的柱帽形式，保障地下车库施工质量能达到规定要求。选择合适的地下停车库柱帽形式时，要充分考虑到柱网、顶板覆土等相关因素，保障地下车库能够过消防车辆，降低地下车库的人防荷载，控制顶板厚度时，要选择冲切绘制方式，并且框架柱帽本身的荷载较小，设置平托板时，要充分考虑到施工支模板本身的灵活性要求，根据要求选择合适的斜柱帽净高和净尺寸。

3 荷载组合与荷载取值应注意的问题

计算地下车库顶板恒荷载时，要充分考虑到斜柱帽重、覆土重等相关因素，根据消防车计算地下车库顶板活荷载的标准值，并且在这个过程中还要充分考虑到板跨影响、顶板覆土厚度等因素，根据建筑结构设计要求设置活荷载值。计算地下车库活荷载期间，并没有考虑到建筑小品土丘等相关因素，主要是因为地面堆载和消防车并不会同时出现，设计人员可以用消防车替代地面荷载，这种方式能够有效提高车库顶板承载能力计算的准确性，采用永久控制和组合的方式，提升地下车库顶板荷载取值的准确性。

荷载组合期间，要了解地下车库施工现场的具体情况。地下车库本身是非人防区，计算荷载取值期间要做好顶板裂缝宽度计算工作，计算非人防区顶板的极限性，以提高荷载准永久组合值的合理性，做好板冲切验算工作，充分考虑到人防工况材料、荷载取值等相关因素，并根据具体情况实时调整，保障无梁盖板的跨度始终在6m 之上，如果相邻跨度不同，可以按照静荷载与等效静荷载作用计算冲切荷载。

4 非人防弯矩与等代框架法人防弯矩分配比例之间的差异

在地下室内部应用无梁楼盖时，可以采用等代框架法进行科学的分析，并且这个过程中应该了解人防结构的受力点，计算等待框架时，可以按照弹性进行计算，根据计算结果下调支座弯矩，并且在这个过程中还要充分考虑到跨中弯矩的平衡性，结合实际情况调整正弯矩，并且还要充分考虑到人防荷载、结构裂缝等相关因素，如果正负弯矩比值出现降低的情况，会增加底部钢筋的形态，并且还要充分考虑到底部钢筋结构最终形态，保障底部钢筋的拉索作用不会受到影响。另外，底部钢筋伸入支座还能增加冲切破坏的延性，提高地下车库无盖楼板的整体性能，避免支座钢筋出现密度超过规定要求的情况。采用经验系数的方法分配弯矩能够直观推导支座负弯矩，有效降低支座负弯矩，提高跨中正弯矩，有效反应制作向跨中截面内力的重分布，处理边跨和不等跨时，可以采用等代框架方法，这种方法计算值更接近实际值，计算非人防区时，采用理正软件填写计算式中的相关参数，再这个过程中人防区支座弯矩需要向下调10%。

5 等代框架计算结果与SLABCAD 计算结果的比较

无梁楼盖结构施工过程中，为确保结构的稳定性，需要进行计算，结合本文工程而言，在该工程无梁楼盖结构施工之前，也进行了相关计算与验算工作。主要应用的软件为PKPM软件，工作人员可以利用该软件对复杂楼板有限元进行分析，最后再与SLABCAD计算结果进行比较，通过进行校核可以得出更为精准的等代框架法计算结果。具体计算方法与比较如下：先在模块内建立100mmx100mm 的虚梁，并定义其参数，做好柱帽的形式与尺寸的制定工作，使得有限元的网格划分合理。与此同时，还需要注意楼板有限元划分部分，一定要确保长度一致，否则可能会对计算结果产生较大的误差。在本工程模块计算过程中，主要选取0.6m的网格长度。经过严格计算后，在节点处会出现应力集中问题，其负弯矩非常大。因此，节点弯矩存在不合理的问题，就没有采用该数据。在实际计算中，工作人员则选择取用柱边缘的弯矩与柱帽边缘的弯矩平均值，以便确保计算结果的可靠性。

6 结论

通过上述研究可知，在实际工程施工中应用无梁楼盖结构，需要提高荷载组合的合理性，采用了合理安全的计算方法和设计方法，并判断配筋时候符合规定要求，降低地下车库无梁楼盖施工期间出现返工问题的概率，减少端跨施工的数量，增加无梁楼盖结构中打跨的数量，明确有限元分析的优势，以提升计算结果的精准度，从而能保证结构的安全、可靠、经济。