丁道紅

中山市南粵建筑設(shè)計(jì)有限公司，廣東 中山 528400

1 概述

樓蓋是鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的重要組成部分，是建筑使用功能得以實(shí)現(xiàn)的重要載體，同時(shí)樓蓋將各豎向構(gòu)件連為一個(gè)整體，提高了建筑的穩(wěn)定性。常見的樓蓋形式為梁板結(jié)構(gòu)[1-3]。

梁板結(jié)構(gòu)主要是將板支承于梁上，板上荷載及其自重通過梁傳遞給豎向構(gòu)件。當(dāng)空間的跨度比較大時(shí)，為了降低板的跨中撓度影響，常常在支承于豎向構(gòu)件上的梁的基礎(chǔ)上，增加一些支承于梁上的梁。支承于豎向構(gòu)件上的梁為主梁，支承于梁上的梁為次梁。根據(jù)次梁布置的形式不同，梁板結(jié)構(gòu)可以分為主次梁結(jié)構(gòu)、十字梁結(jié)構(gòu)、井字梁結(jié)構(gòu)等多種結(jié)構(gòu)形式。由主次梁結(jié)構(gòu)的思想，產(chǎn)生了密肋板樓蓋結(jié)構(gòu)。根據(jù)板的受力形式，可分為沿短邊方向受力的單向板和沿兩個(gè)方向均受力的雙向板。

隨著新技術(shù)、新工藝、新材料等多方面的進(jìn)步和發(fā)展，在傳統(tǒng)的梁板式樓蓋結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了各種各樣的新要求，產(chǎn)生了各式各樣的新型樓蓋結(jié)構(gòu)形式。對(duì)目前現(xiàn)有的各種鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分析，主要可概括為兩個(gè)方面，一方面是對(duì)梁的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了改進(jìn)，另一個(gè)方面就是改進(jìn)了板的結(jié)構(gòu)形式。

2 梁的結(jié)構(gòu)形式

由于梁降低了建筑的有效使用高度，因此，降低梁的截面高度或者不設(shè)梁構(gòu)件，對(duì)提高建筑的有效高度和降低建造成本具有一定的意義。目前，從改進(jìn)梁的結(jié)構(gòu)形式這個(gè)角度出發(fā)，產(chǎn)生了無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)、寬扁梁結(jié)構(gòu)以及加腋梁結(jié)構(gòu)等多種結(jié)構(gòu)形式。

2.1 無(wú)梁樓蓋

無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)中不設(shè)置梁構(gòu)件，直接將板支承在豎向構(gòu)件上，又稱之為板柱結(jié)構(gòu)。由于柱頂處板直接將荷載傳遞給柱，因此會(huì)在柱頂形成集中受力區(qū)域，產(chǎn)生柱頭對(duì)板的沖切破壞，為了防止這種破壞的發(fā)生，往往在柱頂設(shè)置柱帽，以增大柱頭與樓板的接觸面積，有利于荷載的合理分布。根據(jù)是否設(shè)置柱帽，無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)可分為帶柱帽的無(wú)梁樓蓋和平板無(wú)梁樓蓋。無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)中的板可分為柱上板帶和跨中板帶。為了提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，應(yīng)在柱上板帶設(shè)置暗梁，以提高結(jié)構(gòu)的整體性。

2.2 寬扁梁

寬扁梁結(jié)構(gòu)通過加寬梁的截面寬度，提高其承載力，降低梁的截面高度。由于寬扁梁結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)連接比較復(fù)雜，因此,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)其設(shè)計(jì)作了具體的要求[2]。

2.3 加腋梁

加腋梁可分為水平加腋梁和垂直加腋梁兩種。水平加腋梁主要用于梁柱中心線不重合，梁對(duì)柱的偏心影響較大的情況。垂直加腋梁相當(dāng)于在梁端設(shè)置了支托，可以在不增加梁的跨中高度的情況下提高梁的抗剪能力，對(duì)提高建筑的有效高度具有一定的意義。

3 板的結(jié)構(gòu)形式

板是樓蓋結(jié)構(gòu)的重要組成部分，是使用功能得以實(shí)現(xiàn)的直接載體，其承載能力和變形能力決定了建筑能否滿足一定的使用功能要求。由于板為空間受力構(gòu)件，跨中撓度大，常常采用反向起拱等施工工藝來(lái)降低板的變形對(duì)建筑使用功能的影響。為了提高板的承載能力和變形能力，考慮到混凝土材料具有抗壓性能良好，抗拉能力差等特性，將板中鋼筋改成預(yù)應(yīng)力鋼筋，這樣使得混凝土具有一定初始?jí)簯?yīng)力,從而可減輕混凝土的開裂，即預(yù)應(yīng)力板結(jié)構(gòu)[4]。此外，由于混凝土自重大，如果在滿足設(shè)計(jì)使用要求的情況下，將板中某些位置的混凝土予以剔除或使用一些輕質(zhì)材料予以替換，這將減輕板的自重，對(duì)提高板的承載能力和節(jié)約材料等多方面均具有積極的意義，目前在這方面比較常見的形式為空心樓板結(jié)構(gòu)[4]。

3.1 預(yù)應(yīng)力板

預(yù)應(yīng)力板根據(jù)其施工工藝的不同，可分為先張法預(yù)應(yīng)力混凝土板和后張法預(yù)應(yīng)力混凝土板。先張法預(yù)應(yīng)力混凝土板的施工特點(diǎn)是先張拉預(yù)應(yīng)力筋后澆筑混凝土，并通過放張預(yù)應(yīng)力筋由粘結(jié)傳遞而建立預(yù)應(yīng)力的混凝土板。后張法預(yù)應(yīng)力混凝土板的施工特點(diǎn)是在澆筑混凝土并達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，通過張拉預(yù)應(yīng)力筋并錨固而建立的混凝土板。

3.2 空心樓板

空心樓蓋可分為預(yù)制空心樓板和現(xiàn)澆空心樓板。預(yù)制空心樓板主要是在工廠內(nèi)制作，在板內(nèi)設(shè)一個(gè)或幾個(gè)總縱向孔道，以節(jié)省材料，并減輕重量，屬于將板中某些位置的混凝土予以剔除的一種方式?，F(xiàn)澆空心樓板通常是以一些輕質(zhì)材料作為填充主材，減少混凝土的用量，減輕樓蓋結(jié)構(gòu)的自重，屬于將板中某些位置的混凝土使用一些輕質(zhì)材料予以替換的一種方式。

4 展望

鋼筋混凝土樓蓋是建筑使用功能得以實(shí)現(xiàn)的重要載體，對(duì)樓蓋結(jié)構(gòu)的研究和改進(jìn)對(duì)鋼筋混凝土建筑的發(fā)展具有極其重要的作用。此外，傳統(tǒng)的梁板結(jié)構(gòu)具有體積大、自重大等不足之處，其可改進(jìn)和提高之處還很多。對(duì)于樓蓋結(jié)構(gòu)的后續(xù)發(fā)展主要可概括為以下幾個(gè)方面：

1）發(fā)展新技術(shù)、新工藝，豐富樓蓋結(jié)構(gòu)形式

目前所出現(xiàn)的各種樓蓋結(jié)構(gòu)形式都是在新技術(shù)和新工藝的發(fā)展之下得以實(shí)現(xiàn)的，但是目前還有很多想法難以得到實(shí)現(xiàn)，還需要進(jìn)一步的發(fā)展新技術(shù)和新工藝，以豐富樓蓋的結(jié)構(gòu)形式，實(shí)現(xiàn)樓蓋結(jié)構(gòu)形式的多樣化。

2）研發(fā)新材料，改善鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)性能

混凝土材料因其取材方便、價(jià)格低廉、制作加工簡(jiǎn)單等多方面的優(yōu)點(diǎn)，得到大量的使用。但是混凝土材料也有其自身的不足，如自重大、抗拉能力差、養(yǎng)護(hù)周期長(zhǎng)等，這些不足之處影響了鋼筋混凝土樓蓋的使用功能、建造成本和施工周期等。

如果研發(fā)出新型材料能夠具有混凝土的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)又能彌補(bǔ)混凝土的不足之處，這將可以改善鋼筋混凝土樓蓋的性能。目前常見的主要是一些混凝土材料添加劑，如減水劑，可以減少混凝土的用水量，縮短施工養(yǎng)護(hù)周期；纖維材料可以提高混凝土的抗開裂性能等。但是對(duì)于這些材料的添加對(duì)混凝土材料的其他性能造成的負(fù)面影響還需要通過實(shí)踐才能得以檢驗(yàn)。

3）通過實(shí)踐檢驗(yàn)和改進(jìn)各種樓蓋結(jié)構(gòu)

對(duì)于各種樓蓋結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生初衷都是積極向上的，但是其安全性、適用性等只有通過實(shí)踐使用后才能得以體現(xiàn)。

此外，大地震發(fā)生后的一段時(shí)間內(nèi)將是地震多發(fā)時(shí)間，因此，可以在震中地區(qū)建立各種形式的樓蓋建筑用以進(jìn)行相關(guān)的抗震性能研究和分析，這對(duì)提高和改進(jìn)鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)具有非常重要的意義。

[1]GB50010-2010. 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京: 中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 2010.

[2]GB 50011-2010. 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京: 中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 2010.

[3]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司，中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院. 全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施/結(jié)構(gòu)/混凝土結(jié)構(gòu)(2009年版)[M]. 北京: 中國(guó)計(jì)劃出版社，2012.

[4]GB/T 14040-2007. 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板[S]. 北京: 中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 2007.