讨论顶板与模型建立的假定

葛秀丽

（中国华西工程设计建设有限公司辽宁北方分公司，辽宁 沈阳 110000）

最近一段时间，报纸网络屡次报道地下室顶板发生坍塌事故，每次这种事情都会给广大的群众生命财产造成巨大损失。因此，地下室顶板在设计中如何选用合理结构布置，及软件计算如何合理定义更为合理，拟对此进行讨论。

结构计算的准确性与结构的规则性密切相关，结构越规则，结构计算可信度越高。有计算就需要假定计算条件，因此我们假定条件与实际越接近计算结果越接近真实，因此选择不同结构体系，软件计算定义则会存在区别。以地下室常用布置及条件，利用软件进行比较。

一、无梁楼盖结构

楼面荷载由板通过柱直接传给基础，传力简捷，结构布置简单，因为无主次梁使得楼层净空增大，利用率高，便于管线布置施工。但由于没有主梁和次梁，钢筋混凝土板直接支承在柱上，因而楼板的厚度较大。无梁楼盖又可分无柱帽和有柱帽两类。楼面荷载较大时，必须采用有柱帽的无梁楼盖，以提高楼板承载能力和刚度。通常无梁楼盖采用柱距不超过6m正方形的柱网最为经济。

软件中，如果采用无梁板进行计算，采用等代梁法计算板的纵横两个方向弯矩时，应符合计算假定：等代梁计算跨度取柱中心线的距离，计算宽度取垂直于计算跨度方向相邻区格板中心线的距离；计算纵横两个方向均应承担全部荷载。采用软件计算时需在参数设置中勾选传力方式为有限元传力方式，板计算中应定义板带，先围区板板带生成板带信息，等代梁自动划分时程序会根据平面角度判断生成等代梁，待划分完毕后，参数设置等代梁计算分配好相关分配系数，即可进行计算。计算结果只提供周期及位移，从施工图结果分析，无梁板采用等代框架，将板带等效成相应刚度的梁，等代后与竖向柱进行组合计算，计算过程中等代板宽应满足刚度要求，如果假定合理，计算结果对后续的位移和周期都起到有利作用。

有些时候，我们会使用弹性板6进行计算。软件中弹性板6定义为弹性板，传力途径与常规的弹塑性板差别很大，弹塑性板遵循四边传力，弹性板根据刚度传力，导致支撑点传力大，跨中几乎不传力，所以弹性楼板6的模型可以用来观察，板在弹性范围内的受力，可以用来比较结果。实际中板进入弹塑性阶段后，弹性板6的结果就不满足实际情况。这就导致了，软件采用无梁楼盖计算结果偏小。

当然无梁楼盖其本身的体系只要满足建筑的设计安全度和使用要求一般是不会出现事故。可是为何会常常出事故呢？主要有如下几点原因：

1.无梁楼盖延时性较差，破坏发生时没有预警期，经常是突然发生的，无法提前做预防措施。

2.由于实际施工中存在一定主观随意性，往往导致顶板超载甚至严重超载。

3.楼盖抗冲切承载力不足，未设置必要的加强措施。

二、梁板结构

梁板结构可分双向板和单向板，对于较大跨度的房间，为使楼板的受力与传力较为合理，宜在板下设梁，减小板跨和板厚；通常纵横两个方向都设置梁。梁承担由板传递的水平力；然后通过梁传递给竖向受力构件。

当上部荷载要求较高，存在消防车及其他可能重载车辆通过时，应尽可能采用梁板结构，《建筑结构荷载规范》中规定消防车荷载取值：（1）单向板楼盖（板跨不小于2m）和双向板楼盖（板跨不小于3mx3m）取值为35KN/m2；（2）双向板楼盖（板跨不小于6mx6m）和无梁楼盖（柱网不小于6mx6m）取值为20KN/m2。结构工程师多在10-35KN/m2之间取值。根据简支板跨中弯矩相等等效，将楼板的等效均布活荷应用于梁。是一种更大程度上的近似。以6米柱距为例，采用主梁大板布置时，双向板为6mX6m，消防车等效均布活荷载为20KN/m2，主梁荷载按板荷载的0.8倍计算，为0.8X20=16KN/m2。采用设置双向次梁布置时，双向板为3mX3m，消防车等效均布活荷载为31KN/m2，直接作用在主梁荷载按板荷载的0.8倍计算，为0.8X31=24.8KN/m2;但采用等效均布活荷计算时，楼板等效均布活荷应按楼面主梁包围的等代楼板计算，柱网6mX6m设置双向次梁的等效板带为6mX6m，则对应等效均布活荷载为20KN/m2，相应均布活荷为0.8X20=16KN/m2。换言之，采用等效荷载计算时，柱距决定了等效荷载的取值，不同的是，板厚可以依据梁跨取值。因此合理选择柱距也决定了成本。当然合理的柱距也可以决定梁高，决定地下室高度。

软件计算中，采用的主次梁很多人会对次梁进行铰接处理，个人认为，此种处理方法不合理。扭矩对梁伤害明显，如果盲目点铰有可能会造成主梁抗扭失真。梁板柱结构的地下室，往往会因为上部荷载较大，使得梁柱节点配筋量很大，要求梁上部钢筋不大，下部钢筋不小，保持总量不变，下部如有截断钢筋尽量不进入柱。

软件模型选择，模型条件假定，都应尽可能与真实接近，越规则越合理，结果越真实。

所以在地下室选择楼盖时候一定要注意选择合理的计算模型，弄明白计算需求，不可盲目的乱计算。软件程序可以反应结果，也可以反映不好的结果，所以计算中一定要明白模型选择的合理性。对于荷载要求不高，柱跨间距规则的地下结构，在保证施工条件，合理计算后，也可采用无梁楼盖。对于荷载要求较高，柱距较大的地下结构尽可能选择梁板结构。

工程中一方面是成本节约的诱惑，一方面是工程质量安全。个人认为安全最为重要，安全第一，成本第二！当然在满足设计规范和建造要求，安全性能达标的同时，也要考虑到建造成本。使得安全和成本的相互照应，达到最好的配合。