1、Word文檔 地庫無梁樓蓋的分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探討 發(fā)表本文的本意及內(nèi)容是分析推想以往工程事故的緣由，總結(jié)閱歷教訓(xùn)，用以改進(jìn)今后的的工程設(shè)計(jì)。究竟無梁樓蓋還是有人在設(shè)計(jì)的。 對(duì)于不少同行的觀點(diǎn)，可以歸納為以下幾點(diǎn)，現(xiàn)分別來爭論一下。 1. 板式樓蓋與梁式樓蓋哪個(gè)更經(jīng)濟(jì)？ 先來分析板式樓蓋與梁式樓蓋的傳力路徑。板式樓蓋：板 柱帽 柱；梁式樓蓋：板 梁 柱（忽視柱周邊直接板傳柱部分）。由上導(dǎo)荷圖的對(duì)比可知，三角形的任意兩條邊之和大于第三邊。板式樓蓋比梁式樓蓋的傳力更直接一些，傳力路徑也更短一些。基于傳力路徑最短的概念推想，板式樓蓋也應(yīng)較梁式樓蓋更經(jīng)濟(jì)一些。 2. 一般梁板結(jié)構(gòu)是延性破壞，板式樓蓋屬于

2、脆性破壞。 工程事故的幾個(gè)無梁樓蓋的確是脆性破壞的。上文中也分析屬于彎剪破壞，即先由于縱筋配置不足引起受彎裂縫，裂縫進(jìn)展進(jìn)而引起沖切破壞。其破壞特征符合少筋梁的脆性破壞特征。從倒塌的工程事故樓蓋配筋也可以看出來。800厚柱帽配置頂筋18200+ 14200，配筋率約為0.25%，剛剛滿意最小配筋率。在彎矩及剪力均很大的柱帽，構(gòu)造配筋明顯有點(diǎn)不妥。那么我們柱帽為何不能設(shè)計(jì)成適筋梁呢。通過設(shè)計(jì)完全可以做到延性破壞。 一般梁板結(jié)構(gòu)的延性破壞：一般梁板結(jié)構(gòu)由于存在較高截面的框架梁，在支座形成塑性鉸后框架梁仍很大的承載力，調(diào)幅后的框架梁仍屬于適筋梁的破壞特征，破壞時(shí)已經(jīng)有很大的裂縫及撓度，即延性破壞。分

3、析梁板結(jié)構(gòu)的延性破壞緣由：框架梁配置了足夠多穿過框柱的頂部縱筋和梁底部縱筋，梁端設(shè)置了加密箍筋，使支座處能形成塑性鉸，穿過柱子的梁底部縱筋的因素可能更為關(guān)鍵。支座形成塑性鉸后框架梁仍有很大的承載力量和變形力量，這或許就是一般梁板結(jié)構(gòu)不易連續(xù)倒塌的緣由。 由于板式樓蓋取消了截面較大的框架梁改為在柱頂設(shè)置柱帽，其受力特點(diǎn)是柱帽肯定區(qū)域內(nèi)內(nèi)力很大，跨中板帶及柱上板帶跨中內(nèi)力均較一般梁板結(jié)構(gòu)小。通過配置足夠多的柱帽頂縱筋及板底穿過框柱的防墜落筋（上文中防倒塌筋，覺得墜落更合適）也可以形成塑性鉸，但由于板式樓蓋板厚一般相對(duì)于框架梁截面小許多，跨中柱上板帶配筋一般只能承受柱帽處很小一部分的調(diào)幅，假如柱帽處

4、完全形成塑性鉸，板帶無法承受調(diào)幅之后的荷載，此時(shí)結(jié)構(gòu)基本就破壞掉。板式樓蓋的破壞形式也不能算是脆性破壞。在板底設(shè)置通過柱子的防墜落筋，即使樓蓋破壞后，由于防墜落筋的作用頂板不會(huì)完全倒塌下來。 板式樓蓋也有肯定的延性，延性的確不如梁板結(jié)構(gòu)，防連續(xù)倒塌不如梁板結(jié)構(gòu)。個(gè)人覺得可以通過增設(shè)框架明梁，增設(shè)肯定的剪力墻來阻擋板式樓蓋的連續(xù)倒塌。 3. 板式樓蓋柱周易發(fā)生脆性的沖切破壞。 再來看一下大家說的脆性的沖切破壞（剪切破壞）。鋼筋混凝土構(gòu)件在彎距、剪力共同作用下，主要的破壞形式是先在彎剪區(qū)域消失斜裂縫，隨著荷載增加，裂縫向上擴(kuò)展，未開裂的部分的正應(yīng)力和剪應(yīng)力快速增加。當(dāng)正應(yīng)力與剪應(yīng)力組合后的主應(yīng)力消

5、失拉應(yīng)力，且大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，消失斜拉破壞，既是沖切破壞（剪切破壞）。 沖切破壞（剪切破壞）依據(jù)其開頭消失裂縫的位置不同，可以分為兩種破壞形式：（1）.首先由于柱頂因彎矩作用而首先消失垂直裂縫，隨著荷載增加，垂直裂縫漸漸進(jìn)展，并隨著主拉應(yīng)力方向轉(zhuǎn)變而傾斜，裂縫成頂寬下細(xì)特征。即彎剪斜裂縫（彎剪破壞）。（2）. 裂縫首先消失在中和軸四周且大致與中和軸成45度斜角，隨著荷載增加，裂縫垂直于主拉應(yīng)力方向進(jìn)展。裂縫中間寬，兩頭細(xì)，即腹剪斜裂縫（剪切破壞）。9月8號(hào)文中總結(jié)工程事故的破壞模式多屬于第一種破壞形式。 依據(jù)沖切破壞機(jī)理，延遲或避開沖切破壞的措施：1. 加大柱頂縱筋配置數(shù)量，延遲柱頂抗彎

6、裂縫發(fā)生；2.在柱帽內(nèi)配置箍筋及彎起鋼筋；3.柱帽尺寸設(shè)置的盡量大，預(yù)留足夠多的沖切富有，做到剪強(qiáng)于彎。 4. 施工的因素是工程事故主要因素。 我在上文也提到， 2021年以來的板式樓蓋地下車庫接連坍塌事故引起大家對(duì)板式樓蓋的廣泛爭論。那么2021年之前的幾十年里也做了許多板式樓蓋，為何沒有發(fā)生接連的坍塌事故？是現(xiàn)場施工措施及施工方法在2021年發(fā)生轉(zhuǎn)變了么？據(jù)我所知2021年前后，施工單位的施工措施及施工方法并沒有轉(zhuǎn)變。 也有同行列舉說有柱帽分次澆筑，柱帽留置水平施工縫是主因，柱帽留置水平施工縫的僅是個(gè)例，并非全部工程事故均存在此現(xiàn)象，不應(yīng)歸為一個(gè)主要因素。 關(guān)于施工期間超載，有幾個(gè)工程事故

7、施工期間的確超載了。莫非2021年之前的施工都不存在超載現(xiàn)象，2021年之后才存在大量施工超載現(xiàn)象。據(jù)我了解這么多年現(xiàn)場往車庫頂板堆土的方式方法并沒有怎么變化。為何2021年之前的超載引起破壞就少呢？ 施工因素有可能是引起部分工程事故的主要因素，不是全部工程事故倒塌的主要因素。 5. 多數(shù)同行劇烈反對(duì)板式樓蓋，仍舊覺得梁式樓蓋更平安。 如下圖兩個(gè)結(jié)構(gòu)布置方案，柱跨度及頂板覆土荷載均全都，頂板均為300厚。方案1長跨設(shè)置400X800框架梁，短跨框梁400X600的截面；方案2取消明梁，柱頂設(shè)置500高錐形柱帽+2.4X2.8X0.3托板的柱帽（如柱帽圖示）。兩個(gè)結(jié)構(gòu)布置方案的總混凝土量基本一樣

8、，設(shè)置柱帽的混凝土量略高一點(diǎn)點(diǎn)。設(shè)計(jì)條件基本相當(dāng)?shù)那疤嵯拢e例來分析一下梁板結(jié)構(gòu)與板式樓蓋在柱周邊受力狀況。 （1）分析柱周邊總的沖切承載力（或剪切）。兩個(gè)結(jié)構(gòu)布置方案框架柱跨度一樣，頂板受荷一樣，忽視混凝土自重差異影響，柱四周邊總的剪力基本全都。假如板式樓蓋方案2在600厚托板內(nèi)設(shè)置400X600的暗梁，柱根部梁截面實(shí)際400X1100高，縱筋箍筋與方案1中框架梁保持全都。對(duì)比可知，除兩個(gè)方向暗梁抗剪，板式樓蓋在400寬暗梁以外的柱帽混凝土仍能反抗很大的一部分剪力。方案2的抗剪力量明顯比方案1大許多。從抗剪承載力來說，板式樓蓋柱帽的極限抗剪（沖切）應(yīng)比梁板結(jié)構(gòu)中框架梁的極限抗剪大許多。由此板

9、式樓蓋應(yīng)較梁式樓蓋更不易發(fā)生沖切破壞。 （2）柱頂區(qū)域縱筋抗彎承載力對(duì)比分析。假如方案1梁板結(jié)構(gòu)中的框架梁彎剪均已達(dá)到極限承載，假如方案2板式樓蓋的暗梁配筋同方案1中框架梁配筋，方案2在柱周邊梁截面1100高，比方案1中800高框架梁截面高300。相同配筋時(shí)，1100高的梁抗彎承載力應(yīng)比800高框架梁更大。另外400梁寬范圍以外柱帽也配置了不少頂筋，綜上得到板式樓蓋柱帽的極限抗彎力量應(yīng)較梁板結(jié)構(gòu)中的框架梁更大。 （3）實(shí)際內(nèi)力分布分析。通過軟件計(jì)算。相同荷載、跨度的狀況下，通過增設(shè)柱帽，柱周邊柱帽應(yīng)力水平相對(duì)梁板結(jié)構(gòu)中的梁應(yīng)力水平小許多，跨中應(yīng)力水平也較梁板結(jié)構(gòu)小許多。梁板結(jié)構(gòu)柱頂處梁應(yīng)力基本是無梁樓蓋柱帽應(yīng)力的2 -3倍關(guān)系。下圖中紅筆圈處柱頂、跨中應(yīng)力對(duì)比。應(yīng)力水平低的結(jié)構(gòu)形式更簡單保證結(jié)構(gòu)平安的，通過合理設(shè)計(jì)板式樓蓋能得到更大的極限承載。 由以上幾點(diǎn)總結(jié)，板式樓蓋破壞時(shí)的延性及防連續(xù)倒塌特性的確比梁板結(jié)構(gòu)要差；對(duì)于的柱頂沖切承載力，通過增設(shè)暗梁箍筋（建議柱帽范圍內(nèi)均設(shè)箍筋或拉筋），對(duì)比方案圖中板式樓蓋極限抗沖切承載力應(yīng)較一般梁式樓蓋的框架梁極限抗剪大許多；板式樓蓋通過增設(shè)柱帽，能得到更勻稱的應(yīng)力分布，能同時(shí)減小柱頂及跨中應(yīng)力極值。柱周柱帽應(yīng)力水平比梁式樓蓋的框架梁應(yīng)力水平更低，通過配置足夠的柱帽頂部縱筋，能獲得較梁板結(jié)構(gòu)中框架梁更高的極限承載力。 關(guān)于