無梁樓蓋出了事故,，在設(shè)計圈傳的風(fēng)生水起,，所謂好事不出門，壞事傳千里,。其實大家不必這么恐慌,，接下來結(jié)合我的工作實踐，我給大家介紹一下在 “板柱結(jié)構(gòu)”的設(shè)計中普遍存在的一些問題,，精心設(shè)計,，保證不出問題！

工作中大家一般認為板面荷載的傳遞方式有四種方式：

       第一種：懸挑板方式——只向一邊傳遞

       第二種：單向板方式——沿短向傳遞（兩邊傳遞）

       第三種：雙向板方式——塑性鉸線傳遞（四邊傳遞）

       第四種：彈性梁,、板協(xié)同方式——有限元方式

其實這也正是目前我們所常用結(jié)構(gòu)分析軟件能夠提供給大家的四種板面荷載的傳遞方式,。

正是由于以上的觀念，在大家頭腦中根深蒂固,，在建立結(jié)構(gòu)分析模型時,，往往習(xí)慣于在柱間布置完梁（含等代梁、虛梁,、暗梁）后,，由程序來進行整體分析，殊不知,，由于無梁樓板的傳遞方式有其特殊性,，往往導(dǎo)致采用軟件的結(jié)果存在安全隱患。

林同炎教授早在1981年其所著書《結(jié)構(gòu)概念與體系》（典型教材或資料,，第一本）中已做過明確推導(dǎo)說明,，現(xiàn)將結(jié)論摘錄如下：無梁板必須首先在一個方向（單向板）傳遞全部荷載，然后在另一個方向再完全一樣地傳遞一次全部荷載,。盡管有些設(shè)計人員往往不能認識到這一點,，但這是明確的。

林大師的這個結(jié)論,，在《建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)技術(shù)措施》 （典型教材或資料,，第二本）中已有細致、準確的運用，這也是我能找到的唯一一本,！

可以想象,，荷載傳遞分配有問題的軟件（以SATWE為例）分析結(jié)果，能不能拿來就用,？

前三種方式通常稱作——平面導(dǎo)荷方式,，就是傳統(tǒng)的處理方式，即作用在各房間樓板上恒活面荷載被導(dǎo)算到了房間周邊的梁或者墻上,，在上部結(jié)構(gòu)的考慮彈性板的計算中,，彈性板上已經(jīng)沒有作用豎向荷載，起作用的僅是彈性板的面內(nèi)剛度和面外剛度,，這樣的工作方式不符合樓板實際的工作狀況,，因此也得不出彈性樓板本身的配筋計算結(jié)果。

有限元方式是在上部結(jié)構(gòu)計算時,，恒活面荷載直接作用在彈性樓板上,，不被導(dǎo)算到周邊的梁墻上，板上的荷載是通過板的有限元計算才能導(dǎo)算到周邊桿件,。這樣的工作方式與平面導(dǎo)荷方式相比有兩個主要變化：

一是經(jīng)有限元計算板上荷載不僅傳到周邊梁墻,，也同時傳給柱，換句話說柱的受力增加,，梁承受的荷載將減少,。特別是平面導(dǎo)荷方式傳給周邊梁墻的荷載只有豎向荷載，沒有彎矩,，而有限元計算方式傳給梁墻的不僅有豎向荷載,，還有墻的面外彎矩和梁的扭矩，對于邊梁或邊墻這種彎矩和扭矩常是不應(yīng)忽略的,；

二是彈性板既參與了恒活豎向荷載計算,，又參與了風(fēng)、地震等水平荷載的計算,，計算結(jié)果可以直接得出彈性板本身的配筋,。

有限元方式可以佐證上述林同炎大師的結(jié)論！

2,、等代梁與虛梁的建模

等代梁的概念來源于鋼筋《混凝土升板結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》,，是為了模擬無梁板剛度以及便于荷載在柱上板帶與跨中板帶而提出的用于結(jié)構(gòu)分析時的概念，要想利用結(jié)構(gòu)分析軟件的結(jié)果,，那么在建模中要注意的一些準備工作,，在《建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)技術(shù)措施》 （典型教材或資料，第二本）中已有細致,、明確的提醒,?？春罂梢缘贸鼋Y(jié)論，要想直接利用軟件（以SATWE為例）的結(jié)果,，要做大量而細致的手工補充計算,，稍不留神，就會犯錯 ,！而且效率大大降低,！

如果只需要設(shè)計無梁樓板，且不考慮水平荷載作用時,，還可以采用虛梁建模,。用虛梁建模的注意事項,，各個分析軟件都有相關(guān)說明,。

采用虛梁建模時，房間（大板）內(nèi)需增加布置虛梁,，以便得到準確受力,！

為了保證彈性板與梁變形協(xié)調(diào)，應(yīng)勾選參數(shù)“梁與彈性板變形協(xié)調(diào)”,，這樣梁的中間節(jié)點和板的中間節(jié)點是聯(lián)系在一起工作的,。但是，如果不勾選這個參數(shù),，板只在梁端節(jié)點和梁連接,，不能發(fā)揮出板和梁共同工作的能力。

3,、板的力學(xué)模型選取

樓板作為一種空間薄殼結(jié)構(gòu),，可以用殼單元來模擬其剛度。

樓板剛度（殼單元）由面內(nèi)剛度和面外剛度兩部分組成：

面內(nèi)剛度——膜剪切單元,。

面外剛度——板彎曲單元,。

樓板分析可以有以下幾種分析模型：

剛性樓板：平面內(nèi)剛度無限大；平面外剛度為0,。

彈性板6：平面內(nèi),、平面外都按實際剛度計算 。

彈性板3：平面內(nèi)剛度無限大,；平面外按實際剛度計算 ,。

彈性膜：平面內(nèi)按實際剛度計算；平面外剛度為0 ,。

各種樓板特性的應(yīng)用條件:

“剛性樓板”的適用范圍：絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)只要樓板沒有特別的削弱,、不連續(xù)，均可采用這個假定,。

相關(guān)注意：由于“剛性樓板假定”沒有考慮板面外的剛度,，所以可以通過“梁剛度放大系數(shù)”來提高梁面外彎曲剛度,，以彌補面外剛度的不足。同樣原因,，也可通過“梁扭矩折減系數(shù)”來適當(dāng)折減梁的設(shè)計扭矩,。

“彈性板6 ”的適用范圍：所有的工程均可采用。

相關(guān)注意：由于已經(jīng)考慮樓板的面內(nèi),、面外剛度,，則梁剛度不宜放大、梁扭矩不宜折減,。板的面外剛度將承擔(dān)一部分梁柱的面外彎矩,，而使梁柱配筋減少。此時結(jié)構(gòu)分析時間大大增加,。

“彈性板3 ”的適用范圍：需要保證樓板平面內(nèi)剛度非常大,，如厚板轉(zhuǎn)換層中的厚板，板厚達到1m以上,。而面外剛度則需要按實際考慮,。

相關(guān)注意：一般在厚板轉(zhuǎn)換層不設(shè)梁，或用等代梁,，并注意上下部軸線差異產(chǎn)生的傳力問題,。

“彈性膜”的適用范圍：僅適用于梁柱結(jié)構(gòu)，設(shè)計時不使樓板面外剛度承擔(dān)荷載,，不使梁柱配筋減少,，以保證梁柱設(shè)計的安全度。

相關(guān)注意：不能用于“板柱結(jié)構(gòu)”,。設(shè)計時可以進行梁的剛度放大和扭矩折減,。

在上部結(jié)構(gòu)分析中，怎樣考慮樓板的作用,，應(yīng)根據(jù)工程的特點來選擇,。不假區(qū)分與選擇地采用板力學(xué)模型，是不可能得到結(jié)構(gòu)的真實受力的,！板柱結(jié)構(gòu)只能采用 “彈性板6”的力學(xué)模型,。不能選擇彈性膜模型，因為彈性膜僅有面內(nèi)剛度,！

4,、扁梁和暗梁的計算

兩塔92m高層結(jié)構(gòu)的大跨度板全部采用箱體空心板,全樓采用無梁樓蓋。    

本工程高度大于《高規(guī)》3.3.1條7度70米的限制,，為何不屬于超限工程,，不需超高超限審查？

6,、7度大量高層在100米左右,，8度高層在80米左右,，8.5度高層在60米左右。如何在這些高層中應(yīng)用空心板,，而又不屬于超限工程,？

本工程屬于框剪結(jié)構(gòu)，不屬于板柱墻結(jié)構(gòu),，因為內(nèi)板采用空心板,，而內(nèi)梁采用扁梁(梁高為400mm)，而不是暗梁,扁梁兩端有柱連接,。

結(jié)構(gòu)設(shè)計中的梁分3種：普通梁,、扁梁和暗梁，扁梁要滿足《抗規(guī)》6.3.2的要求：

工程中梁高=400≥16*25,柱的鋼筋不能大于25mm,第一道防線剪力墻,，第二道防線框架,，所以結(jié)構(gòu)類型主要屬于框剪結(jié)構(gòu)。

總結(jié)：

采用扁梁的框剪結(jié)構(gòu)超過板柱墻結(jié)構(gòu)層高限制的50%還是要超高超限審查,，如6度120米,，7度105米,，8度82.5米,，8.5度60米，9度或抗震等級一級不應(yīng)采用,。采用普通梁的的框剪結(jié)構(gòu)不受此限制,。

為了保證彈性板與梁變形協(xié)調(diào)，應(yīng)勾選參數(shù)“梁與彈性板變形協(xié)調(diào)”,，這樣梁的中間節(jié)點和板的中間節(jié)點是聯(lián)系在一起工作的,。但是，如果不勾選這個參數(shù),，板只在梁端節(jié)點和梁連接,，那么梁對豎向構(gòu)件約束程度會失真，難以保證整體分析的準確性,！

5,、扁梁和暗梁的計算不需超高超限審查？

扁梁和暗梁有兩種計算方法：按梁單元算和按板單元算 

1）按梁單元算:按扁梁輸入,，按實心截面輸入,，直接計算得到梁的配筋面積。

2）按板單元算:輸入虛梁,，按板計算,，根據(jù)板的節(jié)點配筋得到梁的配筋面積。

建議采用第1種方法,，可避免梁柱交接處的應(yīng)力集中問題,。

6,、現(xiàn)澆空心板的計算模型

現(xiàn)澆空心板特點概覽一：

現(xiàn)澆空心板是在現(xiàn)澆的樓板內(nèi)嵌入預(yù)制的空心筒芯、箱體或塊體,。箱體下可以設(shè)板,，也可以沒有板，有板時肋梁為工形截面,，無板時肋梁為T形截面,。

現(xiàn)澆空心板特點概覽二：

現(xiàn)澆空心板的計算有兩種模型：

1）按照密肋梁計算 

將箱體之間的肋轉(zhuǎn)化成工形截面或者T型截面的肋梁，肋梁翼緣的寬度取肋梁間距的一半,，每個房間形成小的交叉梁系,，房間周圍的梁是肋梁的彈性支座（如果是墻則為豎向不動支座），各個相鄰房間的交叉梁系互相連接,，再加上樓層的樓面梁共同形成全層的交叉梁體系,。軟件按照這樣的模型計算樓板上的恒載和活載，沒有考慮風(fēng)荷載和地震作用,。當(dāng)箱體下有板時肋梁為工形截面,，無板時肋梁為T形截面。計算結(jié)構(gòu)給出肋梁的內(nèi)力和配筋,。肋梁為T形截面時肋梁的配筋全都配置在肋梁內(nèi),，但對工形截面肋梁的配筋既可配置在肋梁上，又可配置在箱體上下板內(nèi),。

2）按照樓板的有限元計算

按照彈性樓板6的有限單元法計算,，考慮空心板的因素計算時取用樓板的折算剛度，計算折算剛度的公式取自現(xiàn)澆空心板設(shè)計規(guī)范,。需輸入的“板元細分最大控制長度”對樓板自動劃分單元,，對樓面梁按照考慮梁剛度的彈性支座計算。

力學(xué)單元不同,，計算結(jié)果可能會有較大不同,。設(shè)計師應(yīng)有能力，根據(jù)工程的具體情況,，選用不同的計算方式,。

7、設(shè)計中如何做,？

1） 由于SATWE軟件,，總是將板面荷載直接倒算到梁（無論是暗梁還是虛梁）上進行整體分析，即使采用了彈性樓板,，也沒有按上述所提到的“有限元方式”導(dǎo)荷方式,，梁板協(xié)同必然不夠準確。當(dāng)然也就無法輸出彈性板經(jīng)整體分析后的內(nèi)力（水平荷載與豎向荷載下）,。而采用等代梁分析,，正如前述,，結(jié)構(gòu)建模的工作量會大大增加，因此對于板柱結(jié)構(gòu),，不建議用SATWE軟件進行分析,！

另外如上所述，梁板協(xié)同存在問題,，那么梁對豎向構(gòu)件（柱,、墻）的約束必然也不夠準確，可見考慮彈性板后的SATWE軟件整體分析結(jié)果,，也存在問題,！

2） 目前PKPM系列中的PMSAP軟件，可以比較完整,、準確地解決這個問題,！但依然需要細致、準確把握軟件的技術(shù)條件及關(guān)鍵計算參數(shù)的設(shè)置,。

3） YJK軟件,、GSSAP軟件（廣廈建筑結(jié)構(gòu)通用有限元）、 佳構(gòu)STRAT軟件,，解決此問題的準確度也取決于使用者對軟件技術(shù)條件的把握,。

7、工程實例