建筑施工圖設計中異形板樓結構設計分析

金永鑫

摘 要：在建筑施工中，有多種施工的結構設計，尤其現在人們對建筑的使用功能有較高的要求，對建筑結構設計更帶來較大難度，其中異性樓板設計就是結構設計比較常見的一種。在實際應用中，異形板的受力情況是非常復雜的，這也為結構設計到來較大難度，設計人員應該從對個方面去考慮設計方案，并結合建筑的實際功能，讓異形板的設計達到使用的要求。本文結合實例分析了建筑施工設計中對異形板樓結構進行設計的相關分析，并對其受力特點進行了總結，提出合理的鋼筋配置建議，以供借鑒。

關鍵詞：建筑施工圖設計；結構；異形板樓；設計

建筑行業在經濟發展推動下的得到較高的發展，社會對建筑功能的使用情況也有著較高的要求，這也就使建筑在結構設計中有了更多的設計元素，尤其是大跨度異性樓板的設計和應用，這種異性樓板的受力情況和其他結構的受力情況相比，是比較復雜的，這個結構的應力集中部位是在轉角處，很容易有樓板開裂的現象出現，這為結構設計工作帶來較大難度，尤其在鋼筋配置上，更應該注意，防止出現質量問題，影響整個建筑結構的質量，下面以一工程為實例，分析一下異形板樓在實際設計中的具體情況。

1 模型介紹

有一高層結構是現澆剪力墻，在客廳結構和餐廳結構布置的時候有較高的要求，從專業的建筑使用功能來看，餐廳和客廳之間是不能設梁的，所以就要設計一個較大跨度的異形樓板，這樣才能滿足這兩個戶型結構的使用要求。因為是現澆建筑結構，所有靠在異形樓板邊上的支撐形式都可以當做一個固定的支座。但是在實際施工中還要對樓板的自重問題有所考慮，還有板上的裝修情況，此外還要考慮到抹灰之后的荷載力，將這些因素都考慮在內，其樓板受承受的恒載力達到5.5kN/m2，而可變荷載達到了2kN/m2。對于異性樓板應力的分析，下面將使用PKPN程序來準確分析出異性樓板實際承受的應力，在分析前，要先對其進行單元劃分，單元網格取值在350×350mm為最佳。

2 有限元分析

在這個建筑結構中，客廳和餐廳的邊上都有樓板，而這個樓板也就和異形樓板形成一個連續板，在建筑的實際施工中是不可以在這種結構上設梁的，但考慮到實際的結構類型，并為了傳力效果足夠明確，專業的結構設計通常都會是在異形樓板的凸角位置處設置一個暗梁。所以在設計分析過程中，就要對有暗梁的樓板和沒有暗梁的樓板分別進行分析，如果假定樓板的實際厚度為150mm，那么暗梁厚度就要取值為400×150mm，這樣分析會得出更準確的結果。從結構設計的情況來看，異形樓板應力最集中的部位就是凹角位置，而其他位置的樓板應力分布情況都沒有較大的差別，都和普通樓板受力情況差不多。要是從分析的數值上來看，凹角位置的實際應力峰值是很高的，和其他位置的應力相比要高出4倍，從這一分析結果來看，在對鋼筋進行布置的時候的要特別注意陽角那個位置，要讓其能對較大應力有抵抗作用，這樣才才能將樓板開裂的幾率降到最低。從有暗梁梁的樓板和沒有暗梁的樓板對比情況來看，設置暗梁的異形樓板并不會有較大的應力影響，也就是說樓板在這兩種情況下，應力分布都是差不多的，即便是設置了暗梁，凸角位置所承受的應力情況也沒有預想的效果要好，還和沒有設置差不多少。這也就得出了一個結論，就是設置暗梁之后，并不會改善樓板的實際應力分布情況，也就是不設置也可以的。

3 配筋建議

在異形樓板結構中，是受到彎矩作用影響的，這種情況下，樓板的所有應力都是要由鋼筋去承擔，所以在布置樓板部位鋼筋的時候，要依據實際的彎矩分布情況來定。從上面的有限元分析中我們可以知道，樓板底部是不用特別放大鋼筋的，主要是因為能依據樓板的實際跨度情況，以及其厚度，取到的值是很合理的。在樓板的陽角部分，其應力還是比較雞樅的，在對樓板的使用性和安全性計算的時候，要參考這個部位的應力值，要是這兩者的取值是相等的情況，那么就有取得一個相對保守的應力值。所以在配筋的時候，要依據樓板頂部的彎矩作用，以及樓板的面筋情況來定，放置鋼筋最合適的地方就是陽角部位，因為這里的的應力比較集中。放射鋼筋以陽角角點為中心，按放射狀布置。從前述板應力圖中可以發現，距離凸角四分之一板跨的位置已沒有負彎矩，因此，放射鋼筋的長度取四分之一。

4 板跨能滿足受力要求

從配置暗梁的樓板的應力分析來看，布置暗梁對樓板應力的改善并不大，尤其是對樓板陽角位置。只有布置成剛度較大的明梁的時候，才能把樓板分為兩跨，減小原來陽角位置的樓板應力。對于上面案例中的樓板，當樓板的厚度超過150厚以后，大部分配筋均為構造配筋，并不經濟。而在150厚的樓板厚度的情況下，如果做帶箍筋的暗梁，在扣除保護層厚度以后，再扣除雙層雙向鋼筋所占的厚度，再扣除暗梁箍筋的厚度以后，暗梁鋼筋之間的距離已經相當的小，按受彎構件來計算，其力臂很小，無法發揮梁的截面高度的優勢，但是對于剪力墻結構來說，如果在兩個陽角都有剪力墻布置，為了有效的傳遞水平力，保證整個結構的整體性，從概念設計的角度出發，應在兩個陽角之間布置加強鋼筋。因此，建議在兩個陽角剪力墻之間布置縱向加強鋼筋，鋼筋布置在樓板上下層鋼筋之間。以上述樓板為例，可以布置3根直徑16的加強鋼筋。

樓板的底部鋼筋應雙向通長布置，但是對于樓板頂部鋼筋來說，在跨中沒有板面負彎矩的情況下，可以采用分離式配筋。實際設計中，很多設計人員為了對異形樓板進行加強，對板面鋼筋也采用雙向通長布置，但是，對于以上實例中的樓板而言，由于陽角以下的板比較狹長，因此，可以采用局部分離式配筋的方式來處理，以節約鋼筋。對于異性樓板結構的鋼筋配置來說，一定要考慮到樓板的實際應力情況來定，讓樓板的安全性有所保證。

結束語

通過以上對實際工程中的異形樓板進行的有限元分析及配筋，可以得出以下一些結論：首先，異形樓板在陽角位置應力比較集中，其余位置應力無突變，實際設計時，可以采用在陽角位置設置放射鋼筋的方式來抵抗集中應力，防止出現裂縫。其次，通過設置暗梁并不能明顯改善異形樓板的受力方式，同時，暗梁設置時鋼筋布置比較密集，不便于施工，布置暗梁意義不大。但是對于兩陽角均有剪力墻的結構來說，為了保證整體性，可以在樓板上下層鋼筋之間布置縱向加強鋼筋。最后，對于狹長的異形樓板，在樓面負彎矩為零的位置，可以采用局部分離式配筋的方式以節約鋼筋。

參考文獻

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