楼盖结构体系

楼盖结构体系楼层作为沿竖向分隔的空间，楼盖必须具有传递竖向荷载的基本功能。因此，在高层建筑中，常将楼盖结构体系称为抗重力体系，对应上文提到的抗侧力体系。高层建筑中的楼盖结构不仅要承受该楼层的竖向荷载（如静载或活载），还要作为平面内刚度无穷大的构件协调抗侧力构件的变形，使楼层平面成为一个刚性平面运动。即平面内各点的运动与平面形心的平动和转动呈线性关系。换句话说，如果楼板因为功能需要开大洞，或者楼盖在平面内的刚度无法达到无穷大，则该楼层的抗侧力构件（如框架柱、剪力墙）的水平位移将不协调，这在采用有限元计算时需要特别注意。为此，在高层建筑中，楼盖的设计不仅要能承受竖向力的传递，还要能承受水平力的传递。高层建筑中常见的楼盖与多层结构相似，一般为现浇钢筋混凝土梁板式楼盖、密肋楼盖、装配整体式楼盖、预应力楼盖、平板式楼盖、压型钢板混凝土组合楼现浇梁板式楼盖梁板式楼盖又称肋梁式楼盖。竖向力通过板传递给周边的梁，继而传递给框架柱或剪力墙，再传递至基础。因为有梁的约束作用，楼板可以相对较薄。对于双向板，最小结构厚度可以是支撑梁短边跨度的1/60，但一般为1/45；对于单向板，一般可以做到1/301/45。考虑到平面内刚度无穷大及楼板的裂缝控制要求，同时考虑到施工可操作性和楼板的收缩与温度变形等因素，高层建筑的楼板厚度一般不小于100mm，（卫生间等特殊小板区间除外）。在保证上述功能要求的前提下，楼板越薄越经济。这是因为楼板重量是高层建筑重量的主要构成之一。楼板越重，地震作用越大，对结构的抗侧力要求和基础承载力要求越大。同时，楼层的有效净空高度也是设计追求的重要指标，有效减小楼板厚度可以有效增加楼层净空高度或增加建筑面积。高层建筑中，框架梁对于传递水平荷载和竖向荷载产生的弯矩和剪力具有重要的作用，因此对于框架结构体系、框架剪力墙结构和框架筒体结构等，必须设置沿主要受力方向的框架梁。钢筋混凝土框架梁的高度一般为跨度的1/10-1/15,如有特殊要求，也可以做到跨度的1/18。在多层建筑中曾经提到增大梁的高度对于提高梁的抗弯承载力是非常有效的。但是在高层建筑中，结构的有效性需要综合考虑，采取较为宽扁的梁，不仅可以有效提高楼层的有效净空高度，而且可以增加框架结构的延性，实现“强柱弱梁”的抗震理念。所以，在高层建筑设计的方案阶段和初步设计阶段，梁板结构的优化以及柱距的优化是非常重要的。装配整体式楼盖当高度不超过50m的剪力墙结构和框架结构，且各棉抗侧力构件的抗侧刚度基本一致，则水平力在各棉抗侧力构件中的分配比较均匀，楼盖在平面内受力较小，可采用预制楼板，现场装配后通过现浇板缝连为整体。现浇板缝宽度为50mm，放置一根钢筋，用高强混凝土充填密实。有时也可以在预制楼板之间现浇一条较宽的现浇带，形成叠合梁，以加强楼盖的整体性。《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)中规定的6、7度抗震设计时可采用装配整体式楼盖，且应符合下列要求：无现浇叠合层的预制板，板端搁置在梁上的长度不宜小于50mm；预制板板端宜预留胡子筋，其长度不宜小于100mm；预制空心板孔端应有堵头，堵头深度不宜小于60mm，并应采用强度等级不低于C20的混凝土浇灌密实；楼盖的预制板板缝上缘宽度不宜小于40mm，板缝大于40mm时应在板缝内配置钢筋，并宜贯通整个结构单元。现浇板缝、板缝梁的混凝土强度宜高于预制板的混凝土强度等级；楼盖每层宜设置钢筋混凝土现浇层。现浇层厚度不应小于50mm，并应双向配置直径不小于6mm、间距不大于200mm的钢筋网，钢筋应锚固在梁或剪力墙内。对于高度50m以下的框架-剪力墙结构体系，由于框架和剪力墙的抗侧力不同，要求楼板在自身平面内有足够大的刚度，水平力将通过楼盖进行传递和分配，应在预制板上浇筑现浇层：现浇面层混凝土强度不低于C20，不应高于C40，并应双向布置©6〜帼、间距150〜200mm的钢筋网，钢筋应伸入剪力墙内或与剪力墙预留的锚筋连接。对于50m以下的高层建筑中，房屋的顶层、结构转换层、楼盖有大的开洞处、平面复杂具有较大凹凸处等部分仍建议采用现浇楼盖。高度超过50m的建筑，宜采用现浇楼盖结构。特别是框架剪力墙结构，框架部分的水平力要通过楼盖传到剪力墙上，对楼板的平面内刚度有更高的要求，因此宜优先采用现浇楼盖结构。9度抗震设防时，宜采用现浇楼盖。现浇楼盖的混凝土强度等级不应低于C20，不宜高于C40。随着建筑工业化的快速发展，新的预制楼板和装配式方法不断涌现，设计理念为等同现浇，因此在构造处理中应确保连接可靠安全，确保等同现浇措施的落实，在高烈度地区和高层建筑结构中谨慎采用。板式楼盖板式楼盖区别于梁板式楼盖的主要特点就是没有突出板面的梁。虽然没有可见的梁，但是柱上条带楼板的作用具有梁的受力特点，需承担剪力、弯矩，并将水平力传递到各框架柱或剪力墙上，使其协调工作。板式楼盖最大优点是有效提高了楼层的净空高度，且方便施工，方便设备布置且空间灵活。我国规范建议一般用于50米以下的多高层住宅或办公楼中。但在北美和欧洲应用较为普遍，近百米的高层住宅和办公楼常采用板式楼盖。实心双向板的厚度一般不小于柱间跨度的1/30；当柱距较大时，实心板的抗弯承载力将不能抵抗其自重产生的弯矩，因此常采用密肋板，也称华夫板。即通过密肋在减小自重的前提下提高楼板的抗弯能力和抗剪能力。为了方便施工，同时满足板面和板底的平整，空心楼板也是一种不错的选择。即在支模时置入聚氯乙烯（PVC）管，形成空腔，其工作原理同密肋板。为提高板式楼盖的受力性能和使用效率，预应力双向板在上世