一、普通樓蓋結構基本設計方法及無梁樓蓋特點

1. 普通樓蓋結構設計：常見的平板分為單向板及雙向板，其共同特點是以梁或墻作為支座。

單向板計算最簡單，計算模型與梁相同，亦稱為梁式板；

雙向板受力較復雜，可根據(jù)跨中“等撓度理論”反推所分擔的荷載比例，兩個方向分別按照單向板計算。

2. 無梁樓蓋特點：周邊無梁或墻作為支座，直接以柱子作為支座，如何計算？

1）“板帶法”應運而生：以柱列中心線兩側一定寬度作為計算單元，承受樓面荷載，可近似按照多跨框架或連續(xù)梁進行計算。一般柱網為正交矩形網格，沿兩個方向布置板帶便形成井字格，中間留下很多“天井”。

2） 問題

a．這些如何天井如何處理？

習慣做法：在前述板帶的基礎上另設雙向板帶（號稱跨中帶）將這些天井填滿！

b．跨中帶如何計算？

一些參考資料及規(guī)范都提供了一些計算方法，但是包括本人在內很多人并未真正理解其原理。

二、無梁樓蓋設計思路與方法

1. 要點：

1） 依據(jù)：結構力學基本概念常識原理

2） 強調概念設計（定性分析），避免迷信電腦軟件計算結果。

3） 從結構布置與構造做法合理性等方面全面考慮，使之與計算模型盡可能一致；

4） 使復雜問題盡可能簡化，受力明確，避免存在歧義，模棱兩可的現(xiàn)象。

5） 確保安全可靠，首先要避免剪切（沖切）導致脆性破壞。根據(jù)節(jié)點處以及柱列線等嚴重應力集中的薄弱部位采取切實的加強措施

6） 核心內容：

a． 板支座：就是柱子，不考慮“板搭板”的支承方式

b． 結構建模：設置對角線方向板帶，（不考慮“跨中帶”），板帶可作為“等代梁”與柱共同組成多跨等代（平面）框架。近似計算并可進一步可簡化為多跨連續(xù)梁甚至單跨（固端）梁計算。

c． 構造措施：設柱帽及暗梁

2. 明確基本概念

1）“力流”概念：由荷載作用點傳遞到支座的幾何軌跡和構件受力大小的形象表述，對無梁樓蓋而言，任何部位承受荷載基本上均通過板帶直接傳到柱中心；柱列處力流詳見圖1，跨中附近力流詳見圖2。根據(jù)基本概念，圖2a的力流方向是正確的，而圖2b的力流方向只適用于柱列處存在剛度很大的框架梁的情況，對于無梁樓蓋而言無疑是錯誤！

2）支座與反力：對無梁樓蓋而言，可根據(jù)經驗對各柱的荷載范圍作出簡單劃分，直接計算柱反力。

3）結構計算模型：

結構布置基本原理：傳力盡可能簡單直接，傳力路線盡量縮短。

板帶即是傳遞應力的主要通道。實際上板帶是客觀存在，而不是主觀劃分。

板帶可當作“等代梁” 每個板帶與柱一道形成多跨“等代框架”，近似也可按多跨連續(xù)梁計算。初步估算也可按照單跨梁進行。

3. 結構構造做法：

1） 設柱帽：必須足夠大、足夠厚，柱帽平面宜設計為正八邊形或圓形，建議直徑取柱距的1/3，最大厚度取跨度的1/12左右, 柱帽混凝土應與樓板同時整體澆筑，配置足夠多的鋼筋。確保抗沖切承載力，并可緩解高度應力集中的現(xiàn)象，保證柱上帶鋼筋有足夠的錨固長度；柱帽與樓板一道整澆，以確保整體性及抗沖切能力。柱帽的尺寸有限，厚度略大一點對建筑功能及觀感無明顯影響，因此絕不可太“摳”！

2） 受力順著板帶軸線方向配置，各板帶上下均配置通長鋼筋（不少于2根），大部分負筋根據(jù)彎矩圖確定切斷點。底部鋼筋不必全部伸入支座，詳見圖4。另沿X、Y兩向通長配置分布鋼筋。

3） 在各板帶設暗梁，在支托范圍內箍筋加密。板柱連接節(jié)點配筋示意見圖5

圖5 板柱連接節(jié)點配筋示意圖

4） 各板帶分擔荷載面積圖見圖6、圖7。

4. 結構計算分析

施工圖階段詳細計算應采用計算機軟件進行。

簡化計算方法可用于初步設計估算，荷載近似按均布考慮。

1） 所有柱列帶均為平面框架或單向多跨連續(xù)板，以柱子作為支座，計算非常簡單方便！

2） 各板帶支座及跨中內力計算最不利荷載組合參見下圖。

3） 簡化計算可按照塑性內力重分布方法，在均布荷載（恒活荷載比例不小于0.3時）作用下的彎矩系數(shù)見下圖，不必扣除板帶重疊部分的荷載，計算結果偏于安全，考慮柱帽剛度影響時，跨度可適當減小。

當活荷載所占比例太大時，可按實際荷載分布情況采用彎矩分配法等方法進行計算，也很簡單方便。

4）在均布荷載（恒活荷載比例不小于0.3時）作用下的彎矩系數(shù)見下圖，當活荷載所占比例太大時，支座剪力可按照實際荷載逐跨計算，驗算支托（柱帽）邊沿截面及柱帽與柱交接面的抗剪承載力即可，不必進行沖切計算，也不必考慮支座處的 “不平衡彎矩”的影響，（個人認為實際上所謂“不平衡彎矩”的提法不符合結構力學的基本概念，在此不贅述）

5）由于板帶剛度有限，柱截面一般不會太小，因此初步近似計算也可以將毎跨板帶按單跨固端梁計算，同樣考慮柱帽剛度影響，取剛域邊緣處的彎矩計算配筋數(shù)量。剪力計算則更簡單！

6）縱向受力鋼筋根據(jù)彎矩圖配置，均順著受力方向配置，牢固錨固于柱截面或柱帽之中，每根鋼筋均可以充分發(fā)揮作用。

三、對上述方法的簡單評價及注意事項：

1. 構造合理，受力情況大大改善，較常用方法安全可靠度至少提高1倍；

1） 設柱帽及暗梁可實現(xiàn)強剪弱彎，強節(jié)點弱構件的最低要求，明顯改善支座處應力集中現(xiàn)象，避免剪切或沖切破壞，配置足夠數(shù)量的鋼筋可大大增加抗剪承載力；

2） 板帶劃分及配筋合理，傳力路線明確，在明顯超載情況下，可能產生局部破壞，但不會發(fā)生連續(xù)倒塌。

2. 概念明確，傳力路線簡單，計算模型科學嚴謹，計算方法簡單方便。

3. 各板帶受力鋼筋均在柱截面或柱帽處相交，配筋構造應合理配置，以利施工方便，確保施工質量。

4. 無梁樓蓋觀感較好，又可減小建筑層高，很受甲方青睞，但從結構的安全可靠性角度則是相當不利，因此在無梁樓蓋設計中必須留有足夠的安全儲備，切不可過于遷就甲方及建筑專業(yè)的苛刻要求，導致工程隱患甚至惡性事故！例如：板厚不可太小，除了滿足承載力要求以外，還要滿足剛度及抗裂要求，配鋼率不可太“摳”，使用荷載必須嚴格控制等等。

5. 無梁樓蓋僅適用于跨度不大，荷載較小的情況，若無特殊需要，在方案設計階段，宜首選普通框架加梁板結構，荷載很大時例如地下車庫頂板上有很厚回填土或消防車荷載時應采用十字梁或井字梁板體系。