現澆混凝土空心樓蓋結構技術規程(第七節)

4.5 直接設計法

4.5.1 當承受均布豎向荷載的住支承板樓蓋結構符合下列條件時,可按直接設計法進行內力分析:
1 在結構的每個方向至少有三個連續板跨;
2 所有區格板均為矩形,各區格的長寬比不大於2;
3 兩個方向的相鄰兩跨的跨度差均不大於長跨的1/3;
4 柱子離相鄰柱中心線的最大偏差在兩個方向均不大於偏心方向跨度的10%;
5 荷載僅為豎向重力荷載,可變荷載標準值不超過永久荷載標準值的2倍;
6 當柱軸線上有梁時,兩個垂直方向梁應符合下列條件:
0.2≤μ1/μ2≤5 (4.5.1)
式中 μ1、μ2 —— 樓蓋區格板支承約束係數:μ1=α1× l2/ l1、μ2=α2 l1/ l2;
l1、l2 —— 區格板計算方向、垂直於計算方向的軸線到軸線跨度;
α1、α2 —— 計算方向、垂直於計算方向柱上板帶中梁與板截面抗彎剛度的比值:α=ecbib/ ecsis,其中ecb、ecs為梁、板的混凝土彈性模量;i b為梁的計算截面抗彎慣性矩,對計算方向、垂直於計算方向按本規程第4.5.9條的規定計算;i s為樓板的計算截面抗彎慣性矩,對計算方向、垂直於計算方向本規程第4.5.11規定計算。
當不符合上述條件時,可按本規程第4.6節的等代框架法或第4.4節的擬梁法進行內力分析。
4.5.2 在支座中心線兩側,以區格板中心線為界的板帶為直接設計法的計算板帶。計算板帶在計算方向一跨內的總的靜力彎矩設計值mo應按下列公式計算: mo=1/8qd l2 l2 n (4.5.2)
式中 qd —— 考慮重要性係數的板面均布豎向荷載基本組合設計值;
l2 —— 計算板帶的寬度;
ln —— 計算方向區格板淨跨,取為區格板中柱(柱帽、托板或牆)側面之間的距離,ln取值應不小於0.65l1, l1為計算方向的柱中心距。
4.5.3 總的靜力彎矩設計值m0在計算方向各控制截面可按下列規定進行分配:
1 對內跨,正彎矩設計值取為0.35 m0,負彎矩設計值取為0.65 m0;
2 對端跨,按表4.5.3中的係數分配。

表4.5.3 計算板帶端跨靜力彎矩設計值分配係數
支座約束條件 外邊緣無約束 板在各支座間均有梁 板在內支座間無梁 外邊緣完全約束
無邊梁 有邊梁
內支座負彎矩 0.75 0.70 0.70 0.70 0.65
外支座負彎矩 0 0.16 0.26 0.30 0.65
正彎矩 0.63 0.57 0.52 0.50 0.35

按上述方法分配彎矩時內支座應能抵抗支座兩側分配負彎矩的較大值,否則應對不平衡彎矩進行分配:邊梁或板邊設計時應考慮外支座負彎矩引起的扭轉作用。
4.5.4 柱上板帶各控制截面所承擔的彎矩設計值可按本規程第4.5.3條確定的彎矩設計值乘以表4.5.4中的係數確定,表中係數βt按下列公式計算:
βt=ecbit/2.5 ecsis (4.5.4)

式中βt —— 計算板帶橫向邊梁截面抗扭剛度與板的截面抗彎剛度的比值;
it —— 梁抗扭慣性矩,按本規程4.5.10條的規定確定;

表4.5.4 柱上板帶承受計算板帶內彎矩設計值的分配係數
l2 / l1
0.5 1.0 2.0
內支座負彎矩 μ=0 0.75 0.75 0.75
μ≥1 0.90 0.75 0.45
外支座負彎矩 μ=0 βt=0 1.00 1.00 1.00
βt≥2 0.75 0.75 0.75
μ≥1 βt =0 1.00 1.00 1.00
βt≥2 0.90 0.75 0.45
正彎矩 μ=0 0.60 0.60 0.60
μ≥1 0.90 0.75 0.45

註:1係數可要表中數值線性插值:
2當支座由柱列或牆組成,且柱列或牆的長度不小於3/4 l2時,可認為負彎矩在l2範圍內均勻分布。
4.5.5 計算板帶中不由柱上板帶承受的彎矩設計值應按比例分配給兩側的半箇中間板帶;每箇中間板帶應承受兩個半箇中間板帶分配的彎矩設計值之和。
與支承在牆上的板邊相鄰且平行的中間板帶,應承受由第一列內柱計算板帶分配給半箇中間板帶彎矩設計值的2倍。
4.5.6 對帶梁的柱上板帶,當μ≥1時,梁應承受上板帶彎矩設計值的85%;當0<μ<時,可按線性插值確定梁承受的彎矩設計值。此外,梁還應承受直接作用在樑上的荷載產生的彎矩設計值。
4.5.7 對帶梁的區格板,當μ≥1時,各梁應承受從屬面積內豎向荷載產生的全部剪力設計值;當0<μ<時,各梁應承受從屬面積內豎向荷載產生的剪力設計值的μ倍,其餘的剪力設計值由樓板承擔。此外,梁還應承受直接作用在樑上的荷載產生的剪力的設計值。
4.5.8 柱支承板樓蓋結構中,板柱之間由豎向荷載產生的不平衡彎矩宜按下列規定確定:
1 對計算方向的內柱,不平衡彎矩宜考慮周邊可變荷載的不利布置;
2 對計算方向的內柱,由節點受剪承擔的不平衡彎矩可取為0.3 m0。
4.5.9 帶梁的柱支承板中,梁計算截面翼緣自梁側面向外延伸寬度可取為梁的腹板淨高hw(hw=hb-hs, hb為梁高,hs為板厚),梁的抗彎慣性矩可按t形或倒l形截面確定。梁計算截面抗彎慣性矩計算時,應取用扣除內模後的實際截面確定。
帶暗梁的柱支承板中,梁的抗彎慣性矩可按暗梁實際截面確定。
4.5.10 梁抗扭慣性矩i t計算時,可將截面分成幾個矩形,按下列公式計算:
i t=∑〔1-0.63χ/y〕〔χ3y/3〕 (4.5.10)
式中χ、y——單元矩形的短邊、長邊邊長。
抗扭慣性矩應按下列三者計算,並取最大值:
1 寬度為柱、托板或柱帽在計算方向的寬度的那部分板;
2 第1款規定的部分再加上樑在板上、板下突出的部分;
3 本規程4.5.9條規定的梁計算截面。
4.5.11 計算方向、垂直於計算方向樓板的計算截面抗彎慣性矩可按下列公式計算: is= bsol h3s/12+ ihol (4.5.11)
式中 bsol —— 所考慮方向計算板帶中柱軸線上實心部分的寬度;
ihol —— 所考慮方向計算板帶中空心部分樓板截面抗彎慣性矩:當內模為筒芯時,均按順筒方向實際截面計算;當內模為箱體時,按實際截面計算;