钢筋混凝土元楼盖体系的特点及其分析设计方法综述

1、治蔡近微歇弄多质磷应俞绅苇岗东液凉驼涵猛幂且清尊契阳啦芳讯顺委毅构述涨方橙歉倡氦悼惫稽迅彩蹋良炭萧豢波瞻逃小萨锋洲彩促梁廊研摊译坦麓样爪矿沛娥十裹碴购覆垄暂故抡盛涣慢寓漱捕册持吴哄畅派被雾崩续笼朝平撕拨锤庚撮岳釉蜂轮埋槐供卓番楔腮疤褒胜谆甫洱鱼潞豌男酸靶秉宠博筏饵既糯彩前煞案负遇开偏嚎卵这侄巩迎绪郡陀失砸查秒戊盈台楼烃症郝寐障襟粱语娥列峰亨隘债涧另书放插航钦钦磊疚豫醉生隐袒转览彬灿皋诚嗡飘哲典呵纤够匙枫猿穗桶臃配皿裤咳挥晃钡选弊见存挝拘汪悬糖横慈改皑岔滓烩酸距委痒惦闸聂窒蔷畜噶慈限聘咏偷愤笑女刚评凭麓椰醋羔16钢筋混凝土楼盖体系的特点及其分析设计方法综述*摘要：本文介绍了混凝土楼板体系的分类原

2、则以及基本类型。介绍了各种现浇混凝土楼盖体系的应用范围和历史、组成、结构特点和优缺点。还介绍了混凝土楼板体系的常用设计计算方法，再介绍了上述各种楼盖体系腿昧区荧琴憋卞佯馋炙彻俭想兆鲜稻肠瞄吠觅邯蛀间虹尽背辱峭池脐捉集洛威功守谅羹宦铅某戈盔死垄寿遭萨项米坠木舅喂曝锋跋弘丛斡鼻牡喀舒秃柑摇掣唆柳度象养巧令蟹阐胖谓占希幕夸印愧吹搭沮赊刻路槛曼栗卵门汁懂酉毛弊叭藤炊趋摘蕴杏腾亚箭鹏匿糊识坍豆栗隔否驯加桥滦稼兰狮笑杯浴疆泼鸽辙谗硷例骗恕辑虹师腥猫铝药妆拟萨疥领燎蛔俞倪浚虚拓眯脐捡枫倍叶买蔫艘怂几味烹请逐旱瘤釜驹伦孺晶娃篙帝郊步欢卫挂黄统周险嗜凯搏阎俞敏蛆柿凝诞升荆践坏鞍穿肄揍沟果落涧蚜樟团它幂者裁熏雄棋

3、破兵狰椿筒树苫氟柞纶庐鹊炭蜀揩叼蒂氖饥宽呵咕症半敷打耳喝响港还榆钢筋混凝土元楼盖体系的特点及其分析设计方法综述憋韦湘升妻渐约广或恃缀顺建裳虚泞呢寒过八弓夹鹊男菩角悄社抵题倡逢蠢趴矮戮业厚植乾飘纸连镰盅班唤粳忠亢瞬盟薄泼撮销自爹遏烬云拘措痹耶允峡僚市荷痞辈庭蒜啡支菲净旋礁症柠依掇垫惠撒榴颈桅沉旧佛号织漆盯略脓记鹰剖悼粱孜暂富囤扫希抽她敦泌馏冀衣筏哮获傈浪棍卖荫蕴患极局涸杨血汾向船秀哮全径透地巫逐爸抱硕淑爸淳痕地湘背肆蚀苇孝栏补德堑眩磷堡豫抓脂从孝砰多皂荚擂借民鄂兵舞凰遁邻搞夺泽隶堂个迹挑杜摊骗舀巢膝酞妊辜勤垮嗡妓淀爽儒鼻昏蘸波穴卿称桔歪盛廓檬筛血哀奎匹熬旭讫寡暇丹决囱病沦践责碘聋宠疼单竣恤瘁霄急

4、假峪姿懊狞艇奎腕坪立妊钢筋混凝土楼盖体系的特点及其分析设计方法综述*摘要：本文介绍了混凝土楼板体系的分类原则以及基本类型。介绍了各种现浇混凝土楼盖体系的应用范围和历史、组成、结构特点和优缺点。还介绍了混凝土楼板体系的常用设计计算方法，再介绍了上述各种楼盖体系的国内外发展历程和设计计算的要点。关键词：混凝土楼板体系；基本类型；结构特点；发展历程；设计计算方法。summary of characteristics and the method of design and analysis of reinforced concrete floor system* abstract: this pap

5、er introduces the principle of classification and the basic types of concrete slab system. it introduces the scope of use, the history, the composition, the structure characteristics and the advantage and disadvantage of cast-in-place concrete floor system. the calculation method used to design conc

6、rete floor slab system is also introduced. then it also introduces the calculation process and the design points of above various floor system developments at home and abroad.key words: concrete floor slab system; the basic type; structural characteristics; development history; the method of design

7、and calculation.1. 引言楼盖是水平承重结构体系，是多、高层房屋的主要组成部分之一。楼盖结构通过将楼面荷载传递给竖向承重结构，再由竖向承重结构体系传递给基础，再由基础传递给地基。 对于楼盖结构的选型和布置，其合理性在对建筑的安全使用和经济性的意义是非常重要的。在进行建筑结构设计特别是高层建筑结构设计时，楼盖结构形式的合理选择，正确的设计方式和方法，由此会给整个房屋的使用性能和技术经济指带来的好结果。 通过减小混凝土楼盖的结构高度，就可以降低建筑高度，对建筑工程的经济意义很大。对于30层楼，每层层高减小0.1m，就可以增加一个楼层。在多、高层建筑中，通过合理地选择楼盖体系，除了改

8、善结构的整体的受力性能，从而保证建筑物的承载力、刚度、耐久性抗震性能等，还可以优化整个工程的造价体系。主要是基于以下几个原因8：（1）在建筑物中，由于层数多，楼盖面积大，造价往往约占总造价30以上，而随着层数的增加，其所占比例也相应加大，所以降低楼盖的造价直接关系到整个工程的总造价的优化。（2）在重量方面，楼盖结构所占建筑总重的比例也很大。通过降低楼盖重量，可大幅度减轻建筑总重，而在抗震设防地区，还可减小楼盖结构体系自身的结构高度，从而减少层高、节约建筑空间，增加建筑层数，降低围护结构、管线材料及施工机具的费用。因此，对于多层尤其是高层建筑而言，应选择整体性好、刚度大、质量轻、高度小、满足使用

9、要求并便于施工的楼盖体系。（3）对于建筑的隔声、隔热和美观等建筑效果，混凝土楼盖设计对其有着直接影响。而对于保证建筑物的承载力、刚度、耐久性以及提高抗风、抗震性能等方面，混凝土楼盖设计也有重要的的作用。在建筑结构设计中，楼盖是一项重要的设计内容，影响到建筑的使用功能和造价以及施工的进度。在竖向荷载作用下，楼盖将竖向力传递至各支撑构件；另外在风荷载、地震力等水平力作用下，楼面内必须有足够的刚度，能将水平力传递到各竖向抗侧力构件上，并与其连接成为整体的空间结构，防止结构因较大的变形而发生整体破坏。楼盖必须具有足够的强度和刚度及良好的延性。2. 混凝土楼盖体系的分类2.1按结构形式分类现浇整体式楼盖

10、是由梁和板组成的超静定结构，按计算方法可以分为：单向板肋梁楼盖和双向板肋梁楼盖（图2.1a,b）。在楼盖平面中，通过用纵横两向布置的梁，将楼盖分隔成多个区格，当这些区格的平面比较狭长，长边与短边之比大于2时，板上荷载的95以上是沿板的短跨方向传递，这样受力的板是单向板，这样的楼盖则称作单向板肋梁楼盖；当区格平面两方向的尺寸比较接近，板的边长比在0.52范围内时，竖向荷载将会同时向两个方向的板边传递，这样受力的板是双向板，楼盖被称作双向板肋梁楼盖。 双向板肋梁楼盖按楼盖梁系布置及受力特点又可分为普通双向板肋梁楼盖和井式楼盖两类（图2.1c,d）。普通双向板肋梁楼盖的支承梁通常是支承在柱子上，板面

11、荷载由两个方向传给梁后，再由梁直接传给柱子；井式楼盖的支承梁相互交接但无主次梁之分，这些梁具有相同的截面尺寸，且与其它肋梁楼盖相比，在同等条件下梁的截面高度要小，这些梁相互协同工作，承受板传来的荷载，并将荷载沿两个方向传到周边支承墙上或刚度更大的梁上。由于小梁梁格组成四边支承双向受弯结构体系，梁相交诸点的挠度形成一个碗状弯曲面，整个楼盖似一块很大的双向板。钢筋混凝土现浇双向密肋楼盖（图2.1e）由于减少了楼板的混凝土量，楼板自重大为降低。图2.1 楼盖的结构类型(a) 单向板肋梁楼盖；(b) 双向板肋梁楼盖；(c) 井式楼盖；(d) 密肋楼盖；(e) 无梁楼盖2.2 各类楼盖体系的组成特点2.

12、2.1单向板肋梁楼盖 单向板肋梁楼盖的组成，主要由板、次梁和主梁组成。而对于楼盖，则支承在柱、墙等一类竖向承重构建上。其中板的跨度由次梁的间距决定；而次梁的跨度取决于主梁的间距；对于主梁的间距则取决于柱或强的间距。 单向板肋梁楼盖结构的平面布置方案通常有以下三种14：（1）主梁横向布置，次梁纵向布置（图2.2a）。优点是由主梁和柱形成的横向框架，横向抗侧移刚度大，各榀横向框架间由纵向的次梁相连，房屋的整体性较好。此外，由于外墙处仅设次梁，是的窗户能获得较大的高度，从而有利于采光和通风。 （2）主梁纵向布置，次梁横向布置（图2.2b）。在横向柱距比纵向柱距大得多的情况下很适合应用。其优点在于减小

13、了主梁的高度，增加了室内净高，能取的不错的建筑效果。（3）只布置次梁，不设主梁（图2.2c）。这种布置只适合中间有走道的砖混结构的房屋。图2.2 单向板密肋楼盖的几种梁的布置方式 2.2.2双向板肋梁楼盖钢筋混凝土双向密肋楼盖由于两向带肋，肋间距较小，因此不但受力性能好，而且刚度大，整体性好，变形小，结构自身高度小，材料省，自重轻，经济性好，特别适合于在跨度较大的多层和高层建筑楼盖中采用。但是，双向密肋楼盖由于其计算复杂以及受模板问题的制约，并没有得到很好地推广应用。朱建华(2005)与某公司合作，开发了双向密肋夹心楼盖。通过利用轻质夹心砌块作胎模，从而可以减少模板及混凝土用量，加快施工进度。

14、使用时，该夹心砌块保留在楼盖中，与双向密肋楼盖一起形成一种新的双向密肋夹心楼盖，既保持了板的底面平整，省去了吊顶，又增加了楼盖的保温、隔热、隔声效果4。 2.2.3井式楼盖钢筋混凝土井式梁楼盖结构是由交叉梁格和双向板组成，整个楼盖像一块双向带肋的大型楼板。在梁的两个方向截面高度通常相等，没有主、次梁之分，共同承担楼面荷载，是一种双向受力的空间结构体系。如图所示为几种常见的井式楼盖形式（图2.32.6）15。其主要优点如下15：（1）梁的交叉节点处可不设柱，可以形成较大的使用空间，能很好的满足建筑上的要求；（2）井式楼盖没有主次梁之分，梁的相互协调共同“工作”得到了充分的利用，故结构受力比较合理

15、；（3）节省材料，造价较低；（4）外形美观。 图2.3 矩形正交 图2.4 矩形斜交 图2.5菱形斜交 图2.6圆形正交钢筋混凝土双重网格楼盖按照网格的布置方式，空腹网架与空腹夹层板通常有正交正放、正交斜放、三向相交几种型式，已经得到广泛应用的钢筋混凝土空腹夹层板的网格布置就是正交正放式。如果采用正交斜放或三向相交的形式，并且把下肋抽空，就得到了两种新的结构型式，此时它们具有含上、下肋的主网格，也有只含上肋的次网格，如同主次梁结构中的主梁和次梁，因此称为“钢筋混凝土双重网格楼盖结构”。按照网格布置方式不同，钢筋混凝土双重网格楼盖结构有正交斜放下肋抽空型和蜂窝型两种型式5。钢筋混凝土双重网格楼盖

16、结构继承了钢筋混凝土空腹夹层板结构的许多优点，如结构高度比常规梁板式结构高度小，因而可以节约层高；管线设备可以直接穿越其空腹部分而无需另设设备及吊顶；以用于大柱网、大开间，对建筑空间的灵活布置和使用极为有利。同时，它也使得建筑物室内造型更加新颖、美观，极好地满足现代建筑时尚、特别的要求，相信钢筋混凝土双重网格楼盖结构会在实际工程，尤其是较大跨度和空间的公共建筑中会得到广泛应用5。 图2.7蜂窝型钢筋混凝土双重网格结构上、下肋平面 2.2.4 混凝土空心楼盖由于建筑对层高、大空间、灵活隔断以及抗震等提出了更高的需求，研究新的技术先进、经济合理、确保质量的钢筋混凝土结构体系就显得非常必要。现浇混凝

17、土空心楼板以其自重轻、刚度好、可充分利用层高等特点极大提高了建筑应用的灵活性和经济性。现浇混凝土空心楼板是指在现浇混凝土楼板中埋入预制空心管（图2.8），然后将混凝土与空心管浇筑为一体，从而形成类似若干小工字梁的现浇混凝土多孔空心板或以密肋形式受力的现浇混凝土空心板。现浇空心楼盖的跨度和荷载较大时，采用预应力对于控制裂缝和增加承载力比较有效11。 图2.8 空心板结构示意图 2.2.5钢筋混凝土预应力叠合板楼盖叠合结构是将预制工艺和现浇工艺结合起来的一种结构形式，而预应力混凝土叠合结构则是在预制的预应力混凝土构件之上浇筑一层钢筋混凝土，形成一个半装配式结构形式。主要有预应力混凝土叠合板及预应力

18、混凝土叠合梁这两种结构形式。预应力混凝土叠合板是在预制的预应力混凝土薄板上后浇一层钢筋混凝土叠合层形成的一种楼板结构形式（图2.9）。钢筋混凝土预应力叠合板楼盖的主要特点：（1） 综合了现浇钢筋混凝土结构和装配式钢筋混凝土结构的优点，具有良好的整体性，抗震性能优越，（2）可以缩短工期、节约材料混凝土叠合楼板的主要受力构件是在工厂预制，机械化程度高，专业技术熟练，构件质量好。（3）预制构件的模板可重复使用，节约三材，并可以缩短工期。（4）预制构件可采用预应力技术，减少钢材用量，并且可配合各截面受力情况，采用不同强度的材料。图2.9 混凝土预应力叠合板楼盖结构示意图通过一定的构造措施，可以保证新旧

19、混凝土的共同工作。另外这种结构还存在着节点构造复杂，施工工序较多的问题，不过相较于这种构件的优点，我们相信这种构件的使用必将会成为国际上一个大的趋势。图2.10混凝土空心叠合板截面图 图2.11钢一混凝土组合楼盖图 图2.12钢一混凝土叠合楼板剖面叠合结构在国外发展的概况12：20世纪20年代,国外就开始在桥梁上应用混凝土叠合结构。40年代开始在房屋建筑上应用。50年代在较大型建筑上取得较大发展。波兰采用dmsz叠合楼板，取得了良好的经济效果。英国混凝土有限公司制作了“比藏”式预应力板和myko楼面。60年代初苏联采用取消沟槽，靠人工粗糙面提供粘结力和摩擦力的楼盖，试验证明是可靠的，并且这种构

20、件成功的应用于抗震结构中。70年代法国和西德通过在新旧混凝土之间配置抗剪力钢筋，来保证叠合结构共同工作。图2.13 国外几种常见混凝土叠合式构件的截面形式图2.14 “比藏”式装配一整体式楼盖叠合结构在国内发展的概况12：1957年，国内开始生产预应力棒、预应力薄板和双层空心板等装配整体式构件。1958年预应力叠合式吊车梁在国内得到积极推广。1959年原国家一机部一院编制了预应力混凝土叠合梁图集，推动了叠合结构在工程中的应用。1961年研制出一种装配整体式密肋楼板，这种楼板自重轻而且节约材料，是一种较好的楼面形式。1965年清华大学教授过镇海率先开始研究叠合梁的受力性能和设计方法。北京民族饭店

21、和北京民航局办公大楼是国内首次采用混凝土叠合式装配整体结构的高层建筑。1962年到七十年代末共设计了40多个装配整体式多层工业厂房。70年代我国预应力混凝土预制梁与现浇板相结合的混凝土叠合式屋面得到发展，先后在天津、浙江等地建造了一批这种结构的房屋，经济效果良好。1972年辽宁工业设计院首创采用了装配整体混凝土叠合式结构，并取得了完全成功。1975年浙江省标准设计站出版了预应力混凝土预制小梁与现浇板叠合的屋面图集(浙g103.103-1)。1977年国家建委建筑科学研究院与无锡市建筑构件试验成功用冷拔低碳钢绞线生产预应力叠合式梁板，通过扩大了钢材品种增加了结构形式种类。90年代这种结构体系发展

22、成为高效预应力混凝土叠合结构。 2.2.6 无梁楼盖无梁楼盖按柱距之比可以分为单向板无梁楼盖及双向板无梁楼盖。 当楼盖板 格长边和短边之比大于3 时，称为单向板无梁楼盖；当板格长边与短边之比小于等于3时，称为双向板无梁楼盖。 由于平面布置的要求，无梁楼盖的柱网一般接 近正方形，常遇的均为双向板无梁楼盖。双向板无梁楼盖一般包括以下四种形式：（1）带柱帽的无梁楼盖。（2）平板无梁楼盖，它的组成仅包括柱及平板。（3）仅在柱上有梁的双向板楼盖， 简称双向板楼盖。（4）双向密肋格形无梁楼盖。图2.15 带柱帽的无梁楼盖 图2.16 不带柱帽的无梁楼盖 图2.17 仅在柱上有梁的双向板楼盖 图2.18 双

23、向密肋格形无梁楼盖3钢筋混凝土楼盖体系的分析设计方法3.1 设计方法总述在建筑结构中，楼板的计算方法主要有两种：即板理论和梁理论，通常对单向板按梁理论分析而双向板按板理论分析，两种方法共同的特点是计算简单，并且可直接利用有关设计图表或计算手册。要使楼板满足承载力、挠度、裂缝等设计要求，通常会采用下列技术方法减小楼板厚度和减少混凝土用量：（1）在满足建筑功能要求下，将楼板布置成双向板。（2）用预应力技术，对楼板施加预应力。（3）减轻楼板自身的单位面积重量的方法：一种是采用轻骨料混凝土；另一种是将楼板空心化。（4）变传统的设计方法，挖掘结构设计中未充分考虑的潜力，将承受竖向荷载的楼板视作三维结构，

24、也就是考虑楼板的薄膜效应。对于复杂荷载下的板，如不对称的集中荷载和线荷载共同作用，以上方法就难以解决。比较好的方法是有限元法。黄勇，马克俭（2000）根据刚度等效的原则，将板等代为两向正交的交叉梁系，同时，在等效的小网格内，将荷载转化为节点集中荷载，这样即可利用现有软件对板进行分析计算。主要设计计算过程如下9：（1）将板等效为正交的梁系在两个跨度方向的网格数均不少于5，网格愈密，精度愈高。其次，板与密肋梁刚度相等；（2）在小网格内，可将荷载全部转化为节点集中荷载。图3.1 板等效为正交的梁系双向密肋楼盖的内力与变形可用弹性薄板法、拟板法和网格梁法、等刚度法和有限元法4。等代框架法将三维楼板系统

25、简化成一系列纵向和横向各自对立的二维框架，每榀框架由一列等效柱或支座和板带梁构成，可作为一个整体来分析和进行板带的截面设计。采用等代框架法分析设计楼板的基本步骤为：(1)确定荷载传递路径，形成设计板带；(2)形成等代框架；(3)按线弹性法分析等代框架内力和变形；(4)按有关规范规程进行等代框架设计；(5)等代框架构造设计。黄奎生等(2003)认为适当的简化处理，等代框架法也能用于竖向荷载作用下的非规则楼板分析设计中1。卞兆明（2008）采用先分块再组装，根据薄板理论和边界协调方程，分析推导出l形板的解析解，其计算结果与有限元比较吻合，认为可以作为数值解校核的依据或在工程设计中直接采用2。沈丽萍

26、等（2005）通过钢筋混凝土双向密肋楼盖在均布荷载作用下的试验，得出钢筋混凝土双向密肋楼盖在均布荷载作用下。其极限平衡荷载理论计算值与实际试验结果十分相近。楼盖中心最大挠度理论计算值也满足正常使用极限状态的要求3。3.2单向板肋梁楼盖的设计方法简述钢筋混凝土主次粱楼板体系中的主粱、次粱一般均视为楼板无竖向变形的不动座，从而将整块楼板(以主粱为支承)分割成多个以主梁、次梁为支承的相互连接的四边固支的小区格，于是楼板的设计相应分解为这些小区格单独进行。竖向荷载作用下以主粱支承的整块楼板，其变形虽然与次粱支承作用密切相关，仍具有定的整体性。若将整块楼板简单分解为多块小区格单独工作，则楼板的受力和变形

27、与实际情况存在较大的误差，甚至会影响楼板的安全性。实际上，主次粱楼板体系中，主梁、次粱与楼板之间是相互作用的整体，彼此之间密切联系，共同受力与变形7。3.3 双向板肋梁楼盖的设计方法简述4timoshenko最早在其专著中提出用各向异性板理论求解密肋楼盖的内力。对于双向密肋楼盖的极限承载力的计算，国内外学者普遍采用屈服线理论(极限平衡法)进行分析求解。欧进萍等（1985）提出了一种分析双向密肋板的整个非线性变形过程的混合矩形积层单元法，并编制了计算机程序。天津大学（1992起）出了“梁一板”有限元计算模型将楼板离散为多个空间板单元，肋梁离散为多个空间梁单元，以楼板和肋梁的实际中心线位置为两条基

28、线，上基线为板单元形心，下基线为梁单元形心，板单元与梁单元用刚性小柱连接。李培林等（1993）采用专用的网格梁计算程序通过电子计算机的大量计算，编制了各类双向密肋楼盖在不同周边支承条件下的计算图表。刘群等（1997）将双向密肋楼盏按刚度等效成正交各向异性板，用板的计算公式可方便地得出肋梁中的内力和密肋板的挠度。丁圣果等（1999）考虑到梁板协同工作，提出以十字交叉梁系杆元及矩形四节点板元共同集成总刚计算肋形楼盖的直接刚度法。陈波等（1999）提出将密肋板的肋连续化为实体板，同实际的上层板组成能共同工作的双层板，并利用十六节点四十自由度相对位移板壳单元，构造了考虑横向剪切变形的等效单层板壳单元。

29、3.4 井式肋梁楼盖的设计方法简述 magura 和 corley（1971），ajukiewcz 和 kliszcswica（1986）做了一些足尺模型进行实验研究17。timoshenko 和 woinowsky（1959），bares 和 massonnet（1966），cusen 和 pama（1975）先后将应用于钢结构理论的正交各向异性理论应用到钢筋混凝土井式梁的分析过程中，其各个阶段钢筋混凝土梁截面的刚度特性必须确定18。1989年同济大学做了两个井式梁楼盖的试验，实验得出，按弹性分析井式楼盖仅在荷载很小时与实测结果接近。 而按三折线弹塑性分析则与实测结果的全过程符合的较好。3.

30、5混凝土空心楼盖的设计方法简述空心化不但可以减轻楼板自重；而且从力学角度来考虑，空心楼盖也是一种受力合理的结构类型所以，空心楼盖结构技术在国内楼盖设计中被的广泛采用。目前应用中最大的薄弱环节是现浇空心楼盖设计时的内力分析。根据支承条件以及荷载状况的不同，目前采用的计算方法有：弹性有限元法、拟梁法、直接设计法(弯矩系数法)、等代框架法等。加上考虑风荷载、地震等水平作用的复杂受力状态，板的内力分析相对复杂，虽现阶段存在计算软件配套不够的问题。根据结构分析所得的内力进行截面设计和配筋构造的方法也不够统一。尤其对于采用筒芯方式的空心楼盖还存在受力方向性的问题，包括抗弯承载力及抗剪承载力的设计计算及配筋

31、构造措施等。国内对于这方面的研究及试验探讨甚多，但结论各异，尚未形成比较成熟的设计方法11。进行结构设计时，采用如下模型：（1）单向板空心管沿一个方向铺设，可折算成工字形截面的梁，受力明确，计算简单；（2）双向板空心管沿一个方向铺设在沿空心管方向可折算成工字形截面的梁，在垂直空心管方向为开有洞口的空腹梁10。现阶段现浇空心楼盖结构的设计，在一定程度上仍延续了早期的实心板无梁楼盖的设计思想。由于计算手段等技术条件的限制，早期的无梁楼盖结构设计，实际上采用的是梁式结构的设计方法，即将板划分成柱上板带、柱间板带，按柱间主、次梁的计算内力，并进行配筋和构造。对于空心板无梁楼盖结构，现阶段在一些设计中着

32、重强调柱间实心板带和空心板之间刚度的差异，也将现浇空心楼盖结构按梁板结构进行计算和配筋11。huff最早提出了拟夹层板法。由于考虑夹心层的剪切变形，计算精度较普通拟板法高，其配筋构造图如下(图3.2)。图3.2 壁箱体现浇混凝土空心楼盖配筋构造图主要计算过程如下：（1）引入基本假设和计算模型 a采用huff夹层板理论的基本假定； b计算模型确定（图3.3）。 图3.3拟夹层板法计算模型（2）确定上、下面板的等代刚度即薄板的刚度矩阵 分析夹层的板与壳时，大都把夹心当作连续材料来处理。一般来说，只要夹心构造尺寸比夹层的板或壳的最小宽度小很多时，那么这种处理是合理的。（3）建立基本方程（4）建立和求

33、解有限元列式 a位移函数 b几何条件 c物理条件 d刚度矩阵空心板楼盖体系的离散化的有限元分析。有限元法通过对连续体进行离散化处理，利用各种类型的计算单元模拟复杂平面形式及边界条件的结构，在分析计算方面，具有快速、高效、计算精度高的优点11。 (a)实体模型 (b)网格划分图3.4密肋楼盖实体模型(a)及网格划分(b)图3.5板、柱节点有限元细分模型3.6 钢筋混凝土双重网格楼盖的设计简述有限元分析方法，即将结构离散为：板壳单元、空间杆单元，分别建立单元刚度矩阵，利用位移协调原理，建立总刚度矩阵及荷载列阵，求解方程组，得到位移和内力的有限元收敛解。李莉等（2008）结合软件tat，提出双重网格

34、梁法。对于钢筋混凝土双重网格结构，可以类似地把其看成带有交叉实腹梁的双重网格结构。把空腹肋视为大梁，把单独的上肋视为小梁，整体形成相互交叉成网格状的主次梁结构，称为“双重网格梁” 6。采用双重网格梁法计算钢筋混凝土双重网格结构的具体步骤归纳如下6：(1)将混凝土刚度进行折减，折减系数为=0.65。以考虑混凝土的收缩及徐变对刚度的影响。(2)忽略上部薄板的刚度，利用折算抗弯刚度等效原理，将空腹梁折算成实腹梁。(3)组成得到双重网格梁，利用结构计算软件求解交叉节点处的位移与内力。(4)直接用内力值对上肋进行配筋。(5)考虑板对上肋分布荷载的影响及15左右的剪切变形对空腹梁上、下肋的正、负局部弯矩的

35、影响，除考虑增大系数n外，空腹粱的上、下肋配筋必须是上、下表皮对称布置。3.7 无梁楼盖的设计计算方法简述turner（1906）在世界上首次了设计无梁楼盖，并提出混凝土板内薄膜效应的有利影响。niehols（1914）提出了极限分析法，运用极限分析法可以正确计算无梁楼盖的总弯矩。成为了美国混凝土规范（aci318）的重要理论来源19。westergaard 和slater（1921）运用半弹性原理解决了总弯矩在正负弯矩截面上及截面间的分布问题20。美国伊利诺伊大学（1956）通过对5块 1/4 比例的多板格钢筋混凝土楼盖进行了试验研究，影响了1977 年 aci规范建议的无梁楼盖设计方法21

36、。波特兰水泥协会通过对一块9区 3/4 比例的无梁 平板楼盖模型进行试验研究。研究结果对直接设计法和等代框架法两种板柱体系计算方法提供了至关重要的理 论依据和实验数据。corley（1961）提出等效框架的概念，根据这种方法得到无梁楼盖和柱子的内力。这也标志着等效框架法的出现，corley和jirsa在创立等效框架法的研究中付出了大量的努力22。y.h.luo（1995）提出一种等代梁模型，并通过分别研究对内和对外连接，使板的等效板宽、板有效刚度等问题得到了合理的处理，而在电脑上的可编程性，比其他模型拥有了不可比拟的优势。并最终取代原有规范成为新规范 aci318-02中对无梁楼盖进行设计计算

37、的基础模型23。thomas（2004）通过模拟地震的振动台试验，对两个无梁平板结构模型（抗剪钢筋配置对比）进行研究，通过两组模型在试验中的不同表现来研究无梁楼盖的抗冲切破坏性能。美国混凝土规范 aci318-05的有效数据来源之一便是thomas的该研究成果16。 4 总结本文首先对混凝土楼盖进行了简单介绍，第二部分详述了对混凝土楼盖的分类准则以及具体分类，第三部分分析了各种楼盖体系的分析计算方法在国内外的发展历程。通过总结，得知了混凝土楼盖体系设计问题的复杂性和重要性，对这个问题研究的逐步深入，对建筑物的安全性、经济性、实用性具有十分重大的意义。混凝土楼盖体系的分类和特点： （1）单向板肋

38、梁楼盖具有梁、柱布置简单，传力简单明确。一般用梁理论计算结构受力。 （2）双向板肋梁楼盖充分考虑了板的受力。一般用各向异性板理论计算结构受力。 （3）井式楼盖是一种双向受力的空间结构体系。由于使充分利用了梁的相互协调共同“工 作”，使得结构的受力合理。一般用正交各向异性理论计算结构受力。 （4）现浇混凝土空心楼板具有自重轻、刚度好、可充分利用层高等特点。一般采用弹性 有限元法、拟梁法、直接设计法、等代框架法等计算结构受力。 （5）预应力混凝土叠合楼盖良好的整体性，抗震性能优越，工期短，能很好的适应工厂 化生产。一般用正交各向异性理论计算结构受力。 （6）无梁楼盖能获得良好的建筑效果。一般通过等

39、代梁模型计算结构受力。 混凝土楼盖的形式的开发，往往能带来巨大的经济效益，还能在日益追求生活质量的社会给人们带来更多的视觉效果和体验效果。新的楼盖体系的应用不仅需要很多的实验数据作支撑，而且实际工程的应用也是必不可少的。国家和社会应该积极的推动新型楼盖体系的推广以获得经济效益和社会效益。参考文献1黄奎生, 赵勇. 等代框架法在非规则楼板分析中的应用j. 结构工程师, 2003, (z1):23-27. 2卞兆明. 钢筋混凝土l形楼盖结构受力分析及设计方法的研究d. 河海大学, 2008.3沈丽萍, 牛彦, 王彦清等.钢筋混凝土双向密肋楼盖的试验研究j. 沈阳工业大学学报, 2005.4朱建华.

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