林南金

（身份證號(hào)：441422198603024271）

1 工程概況

復(fù)星南方總部項(xiàng)目AH040223地塊位于海珠區(qū)，南臨琶洲大街東，西靠海洲路，東側(cè)、北側(cè)為規(guī)劃路。由1棟48層的超高層辦公塔樓（簡(jiǎn)稱“北塔”建筑高度207.15m，幕墻頂230m。）和1棟10層的高層辦公樓（簡(jiǎn)稱“北小塔”建筑高度48.05m，幕墻頂60m。）組成。北塔結(jié)構(gòu)體系為框架-核心筒結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)整體呈方形，平面規(guī)則；北小塔采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)整體呈方形，平面規(guī)則。北塔和北小塔在首層～三層范圍局部有裙房。兩棟塔樓在在裙樓范圍內(nèi)建筑功能為商業(yè)及辦公，塔樓區(qū)域?yàn)檗k公。本項(xiàng)目共設(shè)有4層地下室，L1層（即首層）為辦公大堂、商業(yè)、沿街騎樓商鋪，層高6.7m，北塔辦公大堂通高兩層；B1層（-1層）：為商業(yè)、后勤區(qū)、貨車卸貨區(qū)、非機(jī)動(dòng)車庫(kù)、消防水池、電設(shè)備房等，建筑層高6.2m；B2層、B3層及B4層主要為停車庫(kù)及部分機(jī)電設(shè)備房。其中B4層為人防區(qū)，人防設(shè)計(jì)面積為6075m2。B2層建筑層高3.7m，B3、B4層建筑層高均為3.6m。該項(xiàng)目總用地面積10075m2，總建筑面積為141955m2，其中地上建筑面積112642m2，地下建筑面積29313m2。

2 結(jié)構(gòu)布置

本項(xiàng)目共設(shè)4層地下室，B1層頂板樓蓋采用主、次梁結(jié)構(gòu)，單向雙次梁方案；B4～B2層因建筑層高所限，考慮設(shè)備管線凈高等因素，除北塔塔樓區(qū)域外均采用無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)板厚為250，梁板混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35。本文僅對(duì)B2層作論述，應(yīng)注意的是在樓、電梯間等較大開洞時(shí)，洞口周圍宜設(shè)置框架梁或邊梁，同時(shí)梁的箍筋全長(zhǎng)加密以提高其抗扭承載力，B2層結(jié)構(gòu)平面布置見(jiàn)圖2，板柱節(jié)點(diǎn)在垂直荷載作用下的受沖切承載力按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）計(jì)算。

3 無(wú)梁樓蓋的主要計(jì)算方法

板柱結(jié)構(gòu)在水平和垂直荷載作用下內(nèi)力和位移計(jì)算，宜優(yōu)先采用有限元空間模型的計(jì)算方法，亦可采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法、等代框架法或其他計(jì)算方法。

3.1 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法

滿足下列條件時(shí)，在垂直荷載作用下板柱結(jié)構(gòu)的平板的內(nèi)力可用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法計(jì)算：

（1）每個(gè)方向至少有3個(gè)連續(xù)跨；

（2）活荷載為均布荷載，且不大于恒載的3倍；

（3）同一方向上的最大與最小跨度之比不大于1.2；

（4）任一區(qū)格內(nèi)的長(zhǎng)、短邊之比不大于1.5。

采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法時(shí)，應(yīng)先計(jì)算垂直荷載作用下板的總彎矩設(shè)計(jì)值，按柱上和跨中板帶彎矩分配值分別確定柱上和跨中板帶的彎矩設(shè)計(jì)值。

對(duì)X方向板的總彎矩設(shè)計(jì)值，按下式計(jì)算：Mx=q1y（1x-2C/3）2/8。

對(duì)Y方向板的總彎矩設(shè)計(jì)值，按下式計(jì)算：My=q1y（1y-2c/3）2/8。

式中：

q——垂直荷載設(shè)計(jì)值；

1x、1y——等代框架梁的計(jì)算跨度，為柱中心線之間距；

C——柱帽在計(jì)算彎矩方向的有效寬度，無(wú)柱帽時(shí)，取C＝柱截面寬度。

3.2 等代框架法

當(dāng)不滿足經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法規(guī)定的條件時(shí)，在垂直荷載作用下，板柱結(jié)構(gòu)的平板內(nèi)力可采用等代框架法計(jì)算：

（1）等代框架的計(jì)算寬度，取垂直于計(jì)算跨度方向的兩相鄰平板中心線之間距；

（2）柱帽的等代框架梁、柱的線剛度，可按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土升板結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（GBJ130-90）的相關(guān)規(guī)定；

圖1 立面效果圖及平面圖

圖2 B2層結(jié)構(gòu)平面布置圖

（3）縱、橫向每個(gè)方向的等代框架均應(yīng)承擔(dān)全部作用荷載；

（4）宜考慮活荷載的不利組合。

等代框架在垂直荷載作用下板的彎矩，當(dāng)平板的任一區(qū)格長(zhǎng)邊與短邊之比不大于2時(shí)，可按規(guī)范規(guī)定分配給柱上板帶和跨中板帶；有柱帽時(shí)，支座負(fù)彎矩宜取剛域邊緣處之值，邊支座和邊跨中的彎矩除外，分配給各板帶上的彎矩應(yīng)乘以系數(shù)0.8。

3.3 有限元計(jì)算方法

本項(xiàng)目無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)采用盈建科軟件進(jìn)行計(jì)算分析設(shè)計(jì)時(shí)，建模時(shí)需布置虛梁和柱帽；上部結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)采用模型為彈性板6，彈性板荷載計(jì)算采用有限元；樓板設(shè)計(jì)時(shí)采用有限元計(jì)算。主要步驟如下：

3.3.1 建模時(shí)布置虛梁及柱帽

對(duì)無(wú)梁樓蓋，仍按照普通樓層的建模方式，對(duì)無(wú)梁樓蓋部分輸入虛梁及柱帽。

3.3.2 布置虛梁指示板帶位置

無(wú)梁樓蓋因無(wú)梁，柱間需布置虛梁。虛梁的作用一是生成樓板，作用二是指定柱上板帶的位置，軟件自動(dòng)生成的柱上板帶是沿虛梁布置的。且虛梁的剛度很小，軟件不會(huì)對(duì)其做設(shè)計(jì)，對(duì)整體計(jì)算基本沒(méi)影響。無(wú)梁樓蓋由板和柱、墻組成，此種結(jié)構(gòu)體系僅有采用有限元計(jì)算才能得到較符合實(shí)際的結(jié)果，墻和樓板采用殼單元，柱采用桿單元。

有限元法計(jì)算板配筋可在樓板施工圖模塊進(jìn)行，柱上板帶寬度越小則跨中板帶的寬度越大。正常的跨中板帶主要承受板的正彎矩，因此下部鋼筋計(jì)算結(jié)果較大，而上部鋼筋一般為構(gòu)造鋼筋；同樣柱上板帶的中間部位也主要承擔(dān)正彎矩和配置下部鋼筋，上部鋼筋也應(yīng)為構(gòu)造鋼筋。但是當(dāng)樓板負(fù)彎矩區(qū)域大于柱上板帶的寬度時(shí)，伸出部分的負(fù)彎矩鋼筋的計(jì)算結(jié)果將決定跨中板帶的上部鋼筋配置，或者柱上板帶頂部貫通鋼筋的配置，從而出現(xiàn)板頂鋼筋配置過(guò)多的結(jié)果。柱帽沖切計(jì)算可在上部結(jié)構(gòu)計(jì)算模塊進(jìn)行，上部結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，柱的沖切計(jì)算考慮了上部結(jié)構(gòu)中所有的荷載組合，無(wú)柱帽時(shí)為柱對(duì)板的沖切計(jì)算；有柱帽時(shí)包括柱對(duì)柱帽、柱帽對(duì)板的沖切計(jì)算。通過(guò)有限元計(jì)算分析，本項(xiàng)目初定的柱帽尺寸及樓板厚度均滿足沖切計(jì)算要求，樓板通長(zhǎng)鋼筋可按最小配筋率控制，雙層雙向配置12@200的通長(zhǎng)鋼筋，柱上板帶及跨中板帶局部需附加鋼筋，配筋合適。

3.4 無(wú)梁樓蓋應(yīng)采取的主要構(gòu)造措施

（1）無(wú)梁樓蓋樓板一般是等厚的，當(dāng)不驗(yàn)算板的變形時(shí)，板的最小厚度為150mm，且板厚與板短邊跨度之比，有柱托板時(shí)為1/32～1/40，無(wú)柱托板時(shí)為 1/30～1/35。

（2）柱托板的長(zhǎng)度、厚度應(yīng)按計(jì)算確定，且每向長(zhǎng)度不宜小于板跨度的1/6，厚度不宜小于板厚度的1/4，托板每向長(zhǎng)度尚不宜小于同方向柱截面寬度和4倍板厚之和，托板總厚度不應(yīng)小于柱縱筋直徑的16倍。

（3）設(shè)置柱托板時(shí)，非抗震設(shè)計(jì)時(shí)托板底部宜設(shè)置構(gòu)造鋼筋；抗震設(shè)計(jì)時(shí)托板底部鋼筋應(yīng)按計(jì)算確定，且應(yīng)滿足抗震錨固的要求。計(jì)算柱上板帶支座處的配筋時(shí)，可考慮托板厚度的有利貢獻(xiàn)。

（4）無(wú)梁樓板局部開洞時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算承載力和剛度。當(dāng)未作專門分析時(shí)，在板的不同部位開單個(gè)洞的大小應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范的要求。當(dāng)在同一部位開有多個(gè)洞口時(shí)，應(yīng)確保在同一截面上各洞寬之和不應(yīng)大于該處單個(gè)允許洞度，各洞邊均應(yīng)配置鋼筋補(bǔ)強(qiáng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)當(dāng)采用有限元方法計(jì)算時(shí)，應(yīng)采用合適的柱托板尺寸及樓板厚度，無(wú)梁樓蓋樓板在滿足柱帽沖切承載力要求的情況下，應(yīng)使樓板按最小配筋率配置通長(zhǎng)鋼筋，僅柱上板帶或者跨中板帶局部附加鋼筋，可達(dá)到節(jié)省樓板鋼筋造價(jià)的目的；經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法簡(jiǎn)單實(shí)用，易于掌握可直接手算，此法只適用于規(guī)整結(jié)構(gòu)；等代框架法與經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法的主要區(qū)別為需先計(jì)算等代框架的支座和跨中的彎矩，再分配到柱上板帶和跨中板帶?，F(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有限制性和針對(duì)性，計(jì)算結(jié)果也存在差異。設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)軟件計(jì)算結(jié)果合理分析，采取有效的構(gòu)造措施，確保結(jié)構(gòu)的安全。