无梁楼盖的内力计算方法也分为按弹性理论和塑性绞线法两种。在弹性理论的计算方法中,有精确计算法、等效框架法、经验系数法等。本节仅简单介绍工程设计中常用的经验系数法和等代框架法。
1.经验系数法
经验系数法又称总弯矩法或直接设计法,是指根据力学分析和实验研究直接给出两个方向的截面总弯矩,再将截面总弯矩分配给同一方向的柱上板带和跨中板带。计算过程简捷,因而被广泛采用。
为了使各截面的弯矩设计值适应各种活荷载的不利布置,在应用该法时,要求无梁楼盖的布置必须满足下列条件:
(1)每个方向至少应有三个连续跨。
(2)同一方向相邻跨度最好相近,最大和最小跨度之比不应大于1.2;而端跨的跨度不应大于其相邻的内跨。
(3)区格必须为矩形,任一区格板的长跨与短跨之比不应大于1.5。
(4)可变荷载和永久荷载之比不应大于3。
(5)该计算方法仅适用于竖向均布荷载,不考虑活荷载的不利布置。
弯矩系数法的计算步骤如下:
(1)分别按下式计算每个区格两个方向的总弯矩设计值:
x方 向
y方向
式中 lx、ly——两个方向的柱距;
g、q——板单位面积上作用的永久荷载和可变荷载设计值;
c——柱帽在计算弯矩方向的有效宽度。(www.daowen.com)
(2)将每一方向的总弯矩,分别分配给柱上板带和跨中板带的支座截面和跨中截面,即将总弯矩(M0x或M0y)乘以表1.8中所列系数。
表1.8 无梁双向板的弯矩计算系数
(3)在保持总弯矩值不变的情况下,允许将“柱上板带”负弯矩的10%分配给“跨中板带”负弯矩。
2.等代框架法
钢筋混凝土无梁双向板体系不符合经验系数法所要求的四个条件时,可采用等代框架法确定竖向均布荷载作用下的内力。
等代框架法是指把整个结构分别沿纵、横两个柱列划分为具有等代框架柱和等效框架梁的纵向等代框架和横向等代框架分别进行计算。其中等代框架梁就是各层的无梁楼板。计算步骤如下:
(1)计算等代框架梁、柱的几何特征。其中等代框架梁宽度和高度取为板跨中心线间的距离(lx或ly)和板厚,跨度取为(ly-2c/3)或(lx-2c/3);等代柱的截面即原柱截面,柱的计算高度取为层高减柱帽高度,底层柱高度取为基础顶面至楼板底面的高度减柱帽高度。
(2)按框架计算内力。当仅有竖向荷载作用时,可近似按分层法计算(详见第3章)。
(3)计算所得的等代框架控制截面总弯矩,按照划分的“柱上板带”和“跨中板带”分别确定支座和跨中弯矩设计值,即将总弯矩乘以表1.9或表1.10中所列的分配比值。
表1.9 方形板的柱上板带和跨中板带的弯矩分配比值
表1.10 矩形板的柱上板带和跨中板带的弯矩分配比值
这里可能会产生一个疑问,即在用经验系数法或等代框架法计算板柱结构时,在x方向和y方向都用了荷载(g+q),是否重复了?产生这个疑问的根源是错误地把双向板中荷载在两个方向分配的概念带到了板柱结构中。在板柱结构中,无梁楼盖的每个区格板都是四点支承板,柱间的“柱上板带”(包括有暗梁的情况)是有竖向位移的,它们是“跨中板带”的弹性支承,因此荷载往四个支承点传递,不存在荷载在两个方向分配的问题。双向板是周边支承板,支承处是没有竖向位移的,所以荷载往板的支承边传递,于是就有荷载分配问题。显然,把无梁楼盖当作双向板设计,增加了传力路线,是不经济的。
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