浅析建筑工程中现浇钢筋混凝土楼盖体系及其计算方法
【摘要】钢筋混凝土楼盖是建筑结构的主要组成部分，选择合理的楼盖体系，不仅可以改善整个结构的力学性能，降低工程造价，而且对建筑结构的安全使用和经济性有着重要的意义，现浇钢筋混凝土楼盖体系可分为：肋形梁楼盖、井式梁楼盖、反梁式楼盖、无梁楼盖和现浇混凝土空心楼盖体系。
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【关键词】钢筋混凝土，计算方法
1、肋形梁楼盖、井式梁楼盖及反梁式楼盖及其计算方法
肋形梁楼盖是纵横两个方向都布置有梁，构成主、次梁结构形式，力的传递次序是板、次梁、主梁，可分为单向板肋形楼盖和双向板肋形楼盖，它具有构造简单，施工方便，适用经济的特点，是整体楼盖结构中最常用的形式；井式梁楼盖也是纵横向布置梁，板的长边与短边的比一般小于2。
2、无梁楼盖体系及其计算方法
2.1 根据纵横两向柱距，无梁楼盖可分为单向板无梁楼盖和双向板无梁楼盖。由于平面布置的要求，无梁楼盖的柱一般接近正方形，常见的为双向板无梁楼盖，一般包括四种形式：
（1）带柱帽的无梁楼盖，因带柱帽又称为菌形楼盖，通称为无梁楼盖，由柱、柱帽、柱上托板及平板组成。国内对该楼盖体系在理论及试验方面做了大量的工作，是一种较成熟的结构形式，因此应用也较多。
（2）平板无梁楼盖，仅由柱和平板组成，这种楼盖在节点处平板受柱的冲切作用较大，需在柱顶处平板内设置受剪配筋。
（3）仅柱上有梁的双向板楼盖，简称为双向板楼盖，它不同于双向板梁式楼盖，柱上梁的刚度不大，不能将它视为板的支座，而只可作为板的一部分，加强了板与柱的连接，也可单独承受一些集中力。该楼盖在ACI71规范颁布之前，把梁作为板的加强设计该如何考虑一直是个空白，一直按照梁式楼盖进行设计，把梁当做板的支座。
（4）双向密肋格形无梁楼盖，可形象考虑为在厚板下面按一定的规则挖出一系列立方体后而形成的，保留部分即为肋，因为肋间距为0.9～1.2m，故称密肋式，柱上部分为抗冲切不挖空而为实体或沿柱列线一定宽度内不挖空而成的“暗梁”，目前在国内应用较广。
2.2计算方法
无梁楼盖的计算方法包括按弹性理论分析的精确算法、等代框架法、经验系数法以及按塑性理论分析的极限平衡法。工程设计中常采用等代框架法，该方法计算理论明确，便于编制计算程序。目前，在各国规范中，主要采用等代框架法和经验系数法。
等代框架法实质就是将三维结构二维化，将三维的计算单元化分为平面框架，把整个结构分别沿纵、横两个方向的柱列划分为具有“等代框架柱”和“等代框架梁”的纵向等代框架和横向等代框架，按此简化模型进行计算，得到的内力作为无梁楼板和柱的内力以进行设计。等代框架梁的高度取板的厚度；当竖向荷载作用时其宽度取与梁跨方向相垂直的板跨中心线之间的距离，当水平荷载作用时取为该板跨中心线之间距离的一半；等代框架柱的计算高度，对于楼层取楼层高度减去柱帽的高度，对于底层取基础面至该层楼板板底面的高度减去柱帽高度。模型简化后，就可以按照已有的混凝土结构计算方法进行内力分析。
经验系数法又称为“直接设计法”。由于采用等代框架法计算量偏大，因此，为了简化计算，工程中对于满足一定限制条件的楼盖体系，据板和梁截面按照一定的规则成比例分配弯矩。该方法简单明晰，物理概念清楚。我国《钢筋混凝土升板规范》推荐的“经验系数法”只是对柱上板带弯矩一步到位给出。
3现浇混凝土空心楼盖体系及其计算方法
现浇钢筋混凝土空心无梁楼盖是在传统的无梁楼盖的基础上发展起来的，它是一种平板无梁楼盖，在柱上设有双向暗扁梁，暗扁梁的高度与板厚相同，在无梁混凝土板中平行于受力钢筋方向，按一定间距放置永久埋入的空心填充构件，填充构件间的纵肋布置受力钢筋片，与板顶、板底钢筋绑扎形成整体，浇筑混凝土后形成不抽芯的现浇混凝土空芯板。工艺流程如下：测量放线―装平模板―放暗扁梁及填充构件放置线―绑扎暗扁梁及板底筋、水电预埋―肋间钢筋片绑扎、安放填充构件―绑扎板面筋―检查验收―铺设操作马道、安放混凝土输送泵管―浇捣混凝土―混凝土养护―拆板底模。施工时板的混凝土应分层浇捣，板底混凝土捣密实后，在浇捣肋部和板顶混凝土。
填充构件有薄壁管材（GBF薄壁管、金属薄壁波纹管、钢丝水泥管）、薄壁盒、薄壁箱体，采用薄壁管材作为填充构件有如下三个不利方面。第一，由于孔道是单向的，垂直和平行于孔道两个方向的截面是不同的，不符合无梁楼盖双向抗弯能力大致相同的基本特性。其次，薄壁管材得到的空心楼盖结构空心率一般在30%左右，如果计及区格板周边的实心板部分和和每段管端的肋，则空心率仅在20%左右，可见薄壁管材得到的空心率相对偏低。其三，施工过程中，由于板顶钢筋容易被踩压变形，必须在肋间设置门式钢筋或钢筋片进行加强，使得施工难度和工程费用增加。
3.1计算方法
3.1.1拟梁法。拟梁法是忽略了拟梁之间剪切和扭转影响的简化计算方法。对承受竖向均布荷载的多区格柱支承板楼盖采用拟梁法进行分析时，应根据楼盖的具体情况，选取包括边区格在内的多个区格，在楼盖平面范围内统一布置拟梁，并取拟梁为连续梁进行分析。每区格拟梁的数量应根据楼盖形式、区格板的跨度和计算要求确定，同一方向上不宜少于5个。
3.1.2直接计算法
为保证楼盖与直接设计法弯矩分配系数的计算条件基本相符，避免造成较大的误差，采用该方法时对楼盖体系采取了一些条件限制，具体限制条件参见CECS 175：2004第4.5.1条。
柱支承板楼盖采用直接设计法进行设计时，应明确计算板带、柱上板带和跨中板带的含义，柱支承板楼盖采用直接设计法进行内力分析时，应按纵、横两个方向分别进行计算，且均应考虑全部竖向均布荷载的作用。
设计思路如下：首先求出计算板带在计算方向一跨内的总弯矩设计值M0；然后根据经验系数按比例分配M0，从而得到计算板带各控制截面的弯矩设计值；最后将各控制截面所分配的弯矩根据经验系数按比例在柱上板带和跨中板带之间进行再分配。
具体参数计算参见CECS 175：2004第4.5.2―4.5.6条。
3.1.3等代框架法
对于不满足直接设计法限制条件的承受竖向均布荷载的柱支承板带和承受水平荷载、地震作用的柱支撑楼盖，可采用等代框架法进行内力分析。