討論頂板與模型建立的假定

葛秀麗

（中國華西工程設計建設有限公司遼寧北方分公司，遼寧 沈陽 110000）

最近一段時間，報紙網絡屢次報道地下室頂板發生坍塌事故，每次這種事情都會給廣大的群眾生命財產造成巨大損失。因此，地下室頂板在設計中如何選用合理結構布置，及軟件計算如何合理定義更為合理，擬對此進行討論。

結構計算的準確性與結構的規則性密切相關，結構越規則，結構計算可信度越高。有計算就需要假定計算條件，因此我們假定條件與實際越接近計算結果越接近真實，因此選擇不同結構體系，軟件計算定義則會存在區別。以地下室常用布置及條件，利用軟件進行比較。

一、無梁樓蓋結構

樓面荷載由板通過柱直接傳給基礎，傳力簡捷，結構布置簡單，因為無主次梁使得樓層凈空增大，利用率高，便于管線布置施工。但由于沒有主梁和次梁，鋼筋混凝土板直接支承在柱上，因而樓板的厚度較大。無梁樓蓋又可分無柱帽和有柱帽兩類。樓面荷載較大時，必須采用有柱帽的無梁樓蓋，以提高樓板承載能力和剛度。通常無梁樓蓋采用柱距不超過6m正方形的柱網最為經濟。

軟件中，如果采用無梁板進行計算，采用等代梁法計算板的縱橫兩個方向彎矩時，應符合計算假定：等代梁計算跨度取柱中心線的距離，計算寬度取垂直于計算跨度方向相鄰區格板中心線的距離；計算縱橫兩個方向均應承擔全部荷載。采用軟件計算時需在參數設置中勾選傳力方式為有限元傳力方式，板計算中應定義板帶，先圍區板板帶生成板帶信息，等代梁自動劃分時程序會根據平面角度判斷生成等代梁，待劃分完畢后，參數設置等代梁計算分配好相關分配系數，即可進行計算。計算結果只提供周期及位移，從施工圖結果分析，無梁板采用等代框架，將板帶等效成相應剛度的梁，等代后與豎向柱進行組合計算，計算過程中等代板寬應滿足剛度要求，如果假定合理，計算結果對后續的位移和周期都起到有利作用。

有些時候，我們會使用彈性板6進行計算。軟件中彈性板6定義為彈性板，傳力途徑與常規的彈塑性板差別很大，彈塑性板遵循四邊傳力，彈性板根據剛度傳力，導致支撐點傳力大，跨中幾乎不傳力，所以彈性樓板6的模型可以用來觀察，板在彈性范圍內的受力，可以用來比較結果。實際中板進入彈塑性階段后，彈性板6的結果就不滿足實際情況。這就導致了，軟件采用無梁樓蓋計算結果偏小。

當然無梁樓蓋其本身的體系只要滿足建筑的設計安全度和使用要求一般是不會出現事故。可是為何會常常出事故呢？主要有如下幾點原因：

1.無梁樓蓋延時性較差，破壞發生時沒有預警期，經常是突然發生的，無法提前做預防措施。

2.由于實際施工中存在一定主觀隨意性，往往導致頂板超載甚至嚴重超載。

3.樓蓋抗沖切承載力不足，未設置必要的加強措施。

二、梁板結構

梁板結構可分雙向板和單向板，對于較大跨度的房間，為使樓板的受力與傳力較為合理，宜在板下設梁，減小板跨和板厚；通常縱橫兩個方向都設置梁。梁承擔由板傳遞的水平力；然后通過梁傳遞給豎向受力構件。

當上部荷載要求較高，存在消防車及其他可能重載車輛通過時，應盡可能采用梁板結構，《建筑結構荷載規范》中規定消防車荷載取值：（1）單向板樓蓋（板跨不小于2m）和雙向板樓蓋（板跨不小于3mx3m）取值為35KN/m2；（2）雙向板樓蓋（板跨不小于6mx6m）和無梁樓蓋（柱網不小于6mx6m）取值為20KN/m2。結構工程師多在10-35KN/m2之間取值。根據簡支板跨中彎矩相等等效，將樓板的等效均布活荷應用于梁。是一種更大程度上的近似。以6米柱距為例，采用主梁大板布置時，雙向板為6mX6m，消防車等效均布活荷載為20KN/m2，主梁荷載按板荷載的0.8倍計算，為0.8X20=16KN/m2。采用設置雙向次梁布置時，雙向板為3mX3m，消防車等效均布活荷載為31KN/m2，直接作用在主梁荷載按板荷載的0.8倍計算，為0.8X31=24.8KN/m2;但采用等效均布活荷計算時，樓板等效均布活荷應按樓面主梁包圍的等代樓板計算，柱網6mX6m設置雙向次梁的等效板帶為6mX6m，則對應等效均布活荷載為20KN/m2，相應均布活荷為0.8X20=16KN/m2。換言之，采用等效荷載計算時，柱距決定了等效荷載的取值，不同的是，板厚可以依據梁跨取值。因此合理選擇柱距也決定了成本。當然合理的柱距也可以決定梁高，決定地下室高度。

軟件計算中，采用的主次梁很多人會對次梁進行鉸接處理，個人認為，此種處理方法不合理。扭矩對梁傷害明顯，如果盲目點鉸有可能會造成主梁抗扭失真。梁板柱結構的地下室，往往會因為上部荷載較大，使得梁柱節點配筋量很大，要求梁上部鋼筋不大，下部鋼筋不小，保持總量不變，下部如有截斷鋼筋盡量不進入柱。

軟件模型選擇，模型條件假定，都應盡可能與真實接近，越規則越合理，結果越真實。

所以在地下室選擇樓蓋時候一定要注意選擇合理的計算模型，弄明白計算需求，不可盲目的亂計算。軟件程序可以反應結果，也可以反映不好的結果，所以計算中一定要明白模型選擇的合理性。對于荷載要求不高，柱跨間距規則的地下結構，在保證施工條件，合理計算后，也可采用無梁樓蓋。對于荷載要求較高，柱距較大的地下結構盡可能選擇梁板結構。

工程中一方面是成本節約的誘惑，一方面是工程質量安全。個人認為安全最為重要，安全第一，成本第二！當然在滿足設計規范和建造要求，安全性能達標的同時，也要考慮到建造成本。使得安全和成本的相互照應，達到最好的配合。