介于梁板体系与无梁楼盖体系之间的结构体系及其构建方法

摘要

本发明公开了一种介于梁板体系与无梁楼盖体系之间的结构体系及其构建方法，属于建筑领域。本发明的一种介于梁板体系与无梁楼盖体系之间的结构体系，包括平板和柱子，平板上设有纵横交错布置的宽明肋，纵向布置的宽明肋和横向布置的宽明肋相交处通过柱帽支撑在柱子上，宽明肋的厚度为1.5～1.8倍的平板厚度，柱帽平面尺寸为0.2～0.3倍的柱跨尺寸，在确保承载能力的前提下节约了材料，降低了制造成本，并同时具有梁板体系和无梁楼盖体系的优点。本发明的一种介于梁板体系与无梁楼盖体系之间的结构体系的构建方法，操作简单，结合有限元计算分析，确保在满足承载能力的要求下得出平板和宽明肋的最佳厚度，最大限度地节省材料。

说明书

技术领域

本发明涉及一种结构体系，更具体地说，涉及一种介于梁板体系与无梁楼盖体系的结构体系及其构建方法。

背景技术

地下室顶板常用的结构形式为梁板结构和无梁楼盖结构两种。梁板结构的优点：1、受力明确；2、结构平面外刚度相对较好，在使用上没有限制。梁板结构的缺点：1、由于按经典的梁板受力理论不能充分考虑板的作用，造成梁截面很大，致使地下室的层高高，增加竖向构件的造价；2、由于层高增加，增加了底板的水浮力，从而增加了抗浮成本和底板的土建成本；3、由于层高增加，增加了地下室平时运行成本。无梁楼盖结构的优点：相对于梁板结构，层高降低，从而降低了地下室土建成本和平时运行成本；缺点：结构平面外刚度较差，在使用上有很大局限性，根据现行结构规范，有抗震要求的地区，对于有上部建筑的地下室，主楼相关范围内不能采用无梁楼盖结构，故基本只能用于无上部建筑的地下室。

发明内容

1.发明型要解决的技术问题

本发明的目的在于克服上述的不足，提供了一种介于梁板体系与无梁楼盖体系的结构体系及其构建方法，采用本发明型的技术方案，结构简单，施工方便，结合有限元计算分析，在确保承载能力的前提下节约了材料，降低了制造成本，并将梁板结构体系和无梁楼盖结构体系的优点相结合。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明型提供的技术方案为：

本发明的一种介于梁板体系与无梁楼盖体系之间的结构体系，包括平板和柱子，所述的平板上设有纵横交错布置的宽明肋，纵向布置的宽明肋和横向布置的宽明肋相交处通过柱帽支撑在柱子上，宽明肋的厚度为1.5～1.8倍的平板厚度，柱帽平面尺寸为0.2～0.3倍的柱跨尺寸。

更进一步地，所述的平板和宽明肋的厚度配筋做法采用有限元计算确定。

更进一步地，所述的宽明肋的位于设备层以上的安装操作空间范围内。

更进一步地，所述的平板厚度不小于150mm；宽明肋的宽度取垂直宽明肋方向柱跨的1/(5.5～7)。

本发明的一种介于梁板体系与无梁楼盖体系之间的结构体系的构建方法，其步骤为：

1)根据竖向载荷初步定下平板的厚度和宽明肋的厚度，要求平板厚度不小于150mm，宽明肋的厚度为1.5～1.8倍的平板厚度；

2)根据柱网的规格定下柱帽的平面尺寸，要求柱帽平面尺寸为0.2～0.3倍的柱跨，柱跨为双向主跨大值；

3)把初定的平板的厚度、宽明肋的厚度和柱帽按板单元建有限元模型，通过计算后进行调整平板、宽明肋的厚度，直至大部分平板的跨中计算配筋值的最小配筋率约为0.2％为止，此时平板的厚度为土建成本比较经济的板厚，同时宽明肋的跨中计算配筋值的配筋率约为0.4％；

4)如为主楼相关范围内，需验算结构的侧移刚度，使其的侧移刚度不小于同等条件下梁板式结构体系的侧移刚度的90％，同时按梁板式结构体系计算宽明肋的配筋；

5)根据有限元模型的计算弯矩结果进行平板的配筋设计；

6)根据有限元模型的计算弯矩结果进行宽明肋的配筋设计，主楼相关范围内部分还需与步骤4)中计算得出的宽明肋的配筋相比较后取大值；

7)主楼相关范围内的宽明肋的构造还需满足宽扁梁框架结构的构造要求。

3.有益效果

采用本发明型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种介于梁板体系与无梁楼盖体系的结构体系，其平板上设有纵横交错布置的宽明肋，纵向布置的宽明肋和横向布置的宽明肋相交处通过柱帽支撑在柱子上，宽明肋的厚度为1.5～1.8倍的平板厚度，柱帽平面尺寸为0.2～0.3倍的柱跨尺寸，采用“受力大处用厚板，受力小处用薄板”的原则构建，其中平板的厚度和宽明肋的厚度在有限元计算分析后确定，充分发挥采用有限元计算分析时平板、宽明肋和柱帽的协调作用，使得在满足竖向载荷和侧移刚度的要求下能够最大限度地节省材料，同时由于宽明肋位于设备层以上的安装操作空间范围内，充分利用设备的安装操作空间设置构件，同等层高条件下增加使用净高，故整个空间感观好；

(2)本发明的一种介于梁板体系与无梁楼盖体系的结构体系，其宽明肋的存在，与无梁楼盖体系相比，结构刚度好，适用范围无局限，克服了无梁楼盖体系结构平面外刚度较差及使用上局限性大的不足；

(3)本发明的一种介于梁板体系与无梁楼盖体系的结构体系，其层高比采用梁板体系结构的层高低，降低了柱、墙、底板的土建造价，同时降低了地下室平时运行的成本，克服了梁板体系的不足；

(4)本发明的一种介于梁板体系与无梁楼盖体系之间的结构体系的构建方法，其操作简单，结合限元计算分析，确保在满足竖向载荷和侧移刚度的要求下得出平板和宽明肋的最佳厚度，最大限度地节省材料。

附图说明

图1为本发明的一种介于梁板体系与无梁楼盖体系的结构体系的结构示意图。

示意图中的标号说明：1、柱子；2、柱帽；3、宽明肋；4、平板。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明型作详细描述。

实施例

结合图1，本实施例的一种介于梁板体系与无梁楼盖体系之间的结构体系，包括平板4和柱子1，平板4上设有纵横交错布置的宽明肋3，纵向布置的宽明肋3和横向布置的宽明肋3相交处通过柱帽2支撑在柱子1上，宽明肋3的厚度为1.5～1.8倍的平板4厚度，柱帽2平面尺寸为0.2～0.3倍的柱跨尺寸，采用“受力大处用厚板，受力小处用薄板”的原则构建，其中平板4的厚度和宽明肋3的厚度采用有限元计算确定，充分发挥采用有限元计算分析时平板4、宽明肋3和柱帽2的协调作用，在满足竖向载荷和侧移刚度的要求下能够最大限度地节省材料，同时由于宽明肋3位于设备层以上的操作空间范围内，充分利用设备的安装操作空间设置构件，同等层高条件下增加使用净高，故整个空间感观好；平板4厚度不小于150mm；宽明肋3的宽度取垂直宽明肋3方向柱跨的1/5.5～7，本实施例中宽明肋3的宽度取垂直宽明肋3方向柱跨的1/6；由于宽明肋2的存在，与无梁楼盖体系相比，结构刚度好，适用范围无局限，克服了无梁楼盖体系结构刚度差及使用上局限性大的不足；由于层高比采用梁板体系建设的层高低，降低了柱、墙、底板的土建造价，同时降低了地下室平时运行的成本，克服了梁板体系的不足。

本实施例的一种介于梁板体系与无梁楼盖体系之间的结构体系的构建方法：

1)根据竖向载荷初步定下平板4的厚度和宽明肋3的厚度，要求平板4厚度不小于150mm，宽明肋3的厚度为1.5～1.8倍的平板4厚度；

2)根据柱网的规格定下柱帽2的平面尺寸，要求柱帽2平面尺寸为0.2～0.3倍的柱跨，柱跨为双向主跨大值；

3)把初定的平板4的厚度、宽明肋3的厚度和柱帽2按板单元建有限元模型，通过计算后进行调整平板4、宽明肋3的厚度，直至大部分平板4的跨中计算配筋值的最小配筋率约为0.2％为止，此时平板4的厚度为土建成本比较经济的板厚，同时宽明肋的跨中计算配筋值的配筋率约为0.4％；

4)如为主楼相关范围内，需验算结构的侧移刚度，使其的侧移刚度不小于同等条件下梁板式结构体系的侧移刚度的90％，同时按梁板式结构体系计算宽明肋3的配筋；

5)根据有限元模型的计算弯矩结果进行平板4的配筋设计；

6)根据有限元模型的计算弯矩结果进行宽明肋3的配筋设计，主楼相关范围内部分还需与步骤4中计算得出的宽明肋3的配筋相比较后取大值；

7)主楼相关范围内的宽明肋3的构造还需满足宽扁梁框架结构的构造要求。

本发明型的一种介于梁板体系与无梁楼盖体系之间的结构体系的构建方法，其操作简单，结合有限元计算分析，确保在满足竖向载荷和侧移刚度的要求下得出平板和宽明肋的最佳厚度，最大限度地节省材料。

本实施例应用于8米×8米柱网，1.5米厚覆土的现有地下车库时，柱帽2平面尺寸取1.6米×1.6米，有限元计算分析后确定宽明肋3厚度取0.7米，宽取1.2米，平板4厚度取0.40米，柱子1取0.6米×0.6米，层高为3.4米；同等条件下梁板式的板厚为0.3米、梁截面为0.4米×1.0米、柱子取0.6米×0.6米，层高为3.8米，无梁楼盖体系的板厚取值约为0.5米、柱子取0.6米×0.6米。

本发明的一种介于梁板体系与无梁楼盖体系之间的结构体系及其构建方法，结构简单，施工方便，结合有限元计算分析，在确保承载能力的前提下节约了材料，降低了制造成本，并将梁板体系和无梁楼盖体系的优点相结合。

以上示意性的对本发明型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。