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1、关于无梁楼盖和梁板式楼盖经济性的比较内容在地下室顶板施工图设计中经常有关于无梁楼盖和梁板式楼盖经济性的比较和讨论,现就该问题做仅限于楼盖部分的比较,不涉及墙柱基础等变化的因素.比较的条件是在同样的工况和环境下进行,其最终的目的是找到两种不同的楼盖形式合理的跨度和负荷,即本文所述的经济跨度和经济覆土厚度.1、假设一个工程,做比较的平台建立一个比较典型的柱网,水平向4x8.4m,垂直向3x6.6m.混凝土的结构环境类别为2a,结构构件的最大抗裂缝宽度为0.2mm.楼盖采用C30混凝土,框架的抗震等级为3级,楼面的覆土厚度为0.9m.解决问题的四个步骤1、梁板
2、式楼盖的计算方法的确定2、梁板式楼盖合理的平面布置形式和经济跨度及覆土厚度3、无梁楼盖的经济跨度及覆土厚度4、综合比较两种楼盖形式得出结论内力计算结果比较配筋计算结果比较施工图配筋比较两种算法比较得出结论1.两种计算方法在内力和配筋计算结果上相差不大,而后者相对经济2.在考虑裂缝宽度后的施工图前者更加合理,后者在配筋形式上有明显的错误3.通过配筋量说明主梁400X900不满足设计要求,在后续比较中将加大;同时也说明地下室层高将要增加,并引出许多变化.4.结论是可采用算法1在后面计算中应用二.梁板式合理的平面布置形式梁截面内力计算结果比较梁计算配筋结果比较
3、考虑抗裂缝宽度后的实际配筋图两种梁平面布置形式比较的结论(一)从计算结果看主梁截面采用400x1100比较合理,布置方式2的计算配筋比方式1小,但因为楼盖配筋量是由抗裂缝宽度控制,两者实际用钢量相同.(二)方式2配筋形式不合理,300x900的连续梁受力过大.不能体现主梁作为主要受力构件的作用.方法1相对配筋较均匀,因此采用方式1在其后比较.(三)从前面数据可以发现抗裂缝宽度实际配筋量是强度计算配筋量的2倍左右,说明0.9M的覆土是不经济的,没有充分发挥楼盖的强度.因此我们要计算在该跨度下的经济覆土厚度.在覆土厚度1.2m工况下的楼盖平面布置计算结果讨论
4、1.混凝土构件的强度利用率和抗裂缝宽度的高配筋量的矛盾仍然没有解决,配筋量增加20%,负荷增加33%的结果差强人意,只是构件的截面尺寸没有增加则可避免新增加的问题,但施工图中的配筋形式说明楼板负荷已经到了极限.这都说明了一点:8.4M不是梁板式楼盖的经济跨度.2.在建筑地下室车位布置时,如果是总长度84m的地下室,8.4m的柱网可排30辆车,6m的柱网可排28辆,在车位经济性要求不高的时候应该可考虑采用6m的柱网,下面我们来计算一下6m柱网和1.5m覆土的工况下的用钢量.6m柱网+1.5m覆土梁板式楼盖计算结果讨论1.虽然配筋还是抗裂缝宽度控制,但构件强
5、度的利用率比较理想.2.主梁的截面为400x800,对地下室的高度可控制,配筋的形式比较的合理.3.比8.4m跨度楼板的用钢量增加4%,负荷增加67%,经济效果明显.4.梁板式楼盖的经济跨度为6m,其相应的经济覆土高度为1.5m.无梁楼盖部分计算比较步骤1)8.4m跨度下在0.9m覆土和1.8m覆土下的数据比较2)针对无梁楼盖和梁板式楼盖在用钢量上的横向和竖向的比较.3)得出无梁楼盖得经济跨度和覆土厚度数据8.4m跨+0.9m覆土无梁楼盖无梁楼盖计算结果讨论1.经计算无梁楼盖的配筋在0.9m覆土条件下时以抗裂缝宽度控制.因此可考虑进一步加高覆土厚度.2.
6、和8.4m的有梁式楼盖比，在用钢量节约14%.并且地下室净高控制有优势.3.无梁楼盖的抗裂缝宽度计算的讨论,我采用<<混凝土结构设计规范>>的8.1.2条,因为我认为无梁楼盖的受弯特征很明显,并且弯矩在柱上板带集中,完全可用等代梁的方法来演算抗裂缝宽度,同时计算时留一定余量(例如按0.15mm来控制).8.4m跨度+1.8m覆土厚度无梁楼盖计算计算结果讨论1.从计算结果看,1.8m的覆土下无梁楼盖的强度充分发挥,钢筋用量增加23%,负荷增加100%.和梁板式的楼盖相比钢筋用量节约12%,负荷增加50%.由此可见无梁楼盖的经济性很高.2.同样我们也发现无梁
7、楼盖对边界的要求很高,(我在SLAB中设置边支座的约束为简支,目的是在于外墙对楼板无法形成完全固端,因此按简支计算一种极限状态下的内力)其薄弱部位在于边单元的内支座和跨中.如果边界约束的条件越好,无梁楼盖的经济性就越好.综合比较两种楼盖的结论下表为楼盖用钢量综合比较表格结论1.梁板式楼盖建议采用6m的柱网跨度,覆土厚度可做到1.5m.2.无梁楼盖在采用III级钢,柱网跨度可做到8.4m,覆土厚度可做到1.8m,具有比较高的经济性,但要注意边界条件.
