【關鍵詞】無梁樓板；板柱結構；抗震性能；質量控制 

　　1.　無梁樓板結構 

　　1.1無梁樓板（板柱結構）　的抗震性能比較優(yōu)良，無梁樓板一般指帶有柱帽或托板的平板結構形式見圖　1示；　無梁平板，一般指不帶柱帽或托板的平板結構形式見圖　2示。 

　　1.2另外一個近年用的比較多的詞即是板柱結構，加抗震墻的稱之為板柱——抗震墻結構。這個詞在國外用的較少，一般是用在節(jié)點上。無梁樓板結構，或稱板柱結構，是一種比較好的樓板結構，因為這種結構具有施工簡便、施工速度快、樓層凈高較高（　因而在同樣凈高的條件下，可以降低層高）　、管道穿行方便等優(yōu)點，所以在國外，尤其在北美洲應用很廣，包括地震區(qū)和非地震區(qū)，應用都很普遍。這種結構廣泛應用于住宅、辦公樓、停車樓以及其他工業(yè)與民用建筑。這些國家最常用的樓板形式是“無梁平板”，也即無柱帽也無托板的平板，整個樓板厚度是同一的。這種結構模板最簡單，施工速度可以更快。 

　　1.3無梁樓板結構　1906　年第一次在美國芝加哥建成。當時并沒有很科學的設計方法，是作為專利產(chǎn)品出售。由業(yè)主將需要的柱網(wǎng)尺寸（當時一般是20ft×20ft，約相當于　6m×6m）　、層高、層數(shù)、荷載大小（當時允許的活荷載一般為100lb/ft2，約相當于5KN　/m2）等等數(shù)據(jù)，提交承包商，由他們按合約時間建造完成，然后按合約規(guī)定，在4個左右區(qū)格（即柱網(wǎng)）內，進行堆載試驗，一般加載時間為1～3d，到時候板無明顯下垂、開裂等現(xiàn)象，即作為完成合約，交付使用。 

　　以后，隨著技術發(fā)展，有了計算方法，即現(xiàn)在還常用的“經(jīng)驗系數(shù)法”： 

　　mo=1/8qly（lx－2/3c）2 （1） 

　　美國規(guī)范規(guī)定，計算跨度　lx按凈跨ln計算，如兩邊支承柱中——中跨度為l0，假定　ln=　0.9l0，則按凈跨計算的M0，大約是按中——中跨度計算的80%　。 

　　1.4上世紀50年代，在北京設計建造了一批冷藏庫，都是無梁樓板建筑，有肉庫、水果庫、蛋庫等。當時都是按蘇聯(lián)規(guī)范和資料進行設計，有一本從俄文翻譯過來名為《無梁樓蓋》的書，里面介紹蘇聯(lián)曾建造了9個區(qū)格的無梁樓板足尺模型進行荷載試驗。樓板的配筋計算按上述的“經(jīng)驗系數(shù)法”，在M0的計算中采用柱子中——中跨度。從試驗結果發(fā)現(xiàn)，配筋富余很多，因此，規(guī)定以后在設計中都應將計算所得M0乘以0.7。當時，設計施工的那批冷庫都是按　M0乘以0.7設計的。從20世紀50年代至今未發(fā)現(xiàn)結構有問題。而我們現(xiàn)在的設計，都按中跨計算，M0未做任何折減，所以比蘇聯(lián)方法多用大約40%的鋼筋（1.4×0.7≈1.0）！比美國的按凈跨計算方法也多25%（1.25×0.8　=　1.0）！　所以，現(xiàn)在所設計的無梁樓板結構，從樓板本身承受豎向荷載來看，實在是富余太多了！ 

　　1.5有的資料說，設計無梁樓蓋須遵守以下三條要求：�。�1）每方向不少于3跨；（2）各跨的跨度相差不超過20%；（3）各跨荷載基本均勻。以上三條要求都是不正確的。這些要求實際上是對于經(jīng)驗系數(shù)法進行設計時的要求（　也即近似法的要求）　。如果不滿足以上三條要求則不能采用經(jīng)驗系數(shù)法，但是可以采用其他方法，例如等代框架法等等。所以，對于無梁樓板結構不應該有這三條限制。把不應該作為限制的條文拿來作為限制，是我們現(xiàn)在某些同行的“常見行為”。 

　　1.6又比如帶柱托板樓板（見圖1（b）　），有的資料上介紹托板寬度c　必須滿足：　c≥（1/6）　l，l為無梁樓板跨度。實際上這個要求是：　計算板支座負彎矩配筋時，如果把圖3中的（　h1+　h2）　都考慮進去，則c不能太短，否則可能不滿足彎矩包絡圖的要求。如果計算負彎矩配筋時，不考慮h2的有利作用，只將　h2作為滿足抗沖切承載力要求作用時，c的長度就不一定非滿足c≥（1/6）l不可。 

　　所以在應用規(guī)范條文，以及在看書學習的時候，一定要認真注意規(guī)范條文要求的背景和來源，以免誤用。 

　　2.　無梁樓板結構的抗震性能 

　　（1）關于無梁樓板的抗震性能，有一種看法認為其抗震性能不好，應在地震區(qū)限制使用，以致現(xiàn)行《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2001）所規(guī)定的板柱——抗震墻結構的最大適用高度，7度區(qū)只有35m，8度區(qū)只有30m。全國興建的冷藏庫由于使用要求，基本都采用無梁樓板結構，其中有相當一部分是由商業(yè)部設計院設計的，結構工程師感覺　2001版《抗震規(guī)范》所給出的最大適用高度太低了，不適用也不經(jīng)濟。事實是規(guī)范歸規(guī)范因有一個適用范圍，而設計中有了抗震墻和良好的抗沖切措施，建得高也不存在安全問題，如果實在不行就開專家論證會，做具體建筑超限審查，使抗震墻結構的適用最大高度加以放寬，7度區(qū)放寬到70m，8度區(qū)放寬到55m，放寬了滿足需要。 

　�。�2）有一個概念需要解釋一下，現(xiàn)行抗震規(guī)范中的表6.1.1中的各種結構　“適用的最大高度　”，不是“限制高度”，它是說規(guī)范所規(guī)定的計算方法、構造措施等等，只適用到一個最大高度，例如對于7度區(qū)的抗震墻結構，只適用到120m高度，超過此高度的結構應該采用比規(guī)范規(guī)定更嚴格的設計、構造要求，而不是不能超越這個高度。現(xiàn)在常用的“超限審查”的規(guī)定其中之一就是當結構超過規(guī)范“適用的最大高度”之后，由國家規(guī)定的機構聘請專家，提出各種設計、構造要求。 

　�。�3）所以，板柱——抗震墻結構的高度，如果超過《抗震規(guī)范》表6.1.1中的適用的最大高度，可以采用進一步的加強措施，申請“超限審查”，聽取專家們的意見，是可以滿足增加高度的要求的。 

　　3.　無梁樓板結構抗震性能的不足 

　　無梁樓板結構的抗震性能有一定的弱點，具體表現(xiàn)在：（1）抗側剛度較弱，地震時側移較框架結構大；（2）板柱節(jié)點的延性較梁柱節(jié)點差，耗能能力弱；（3）最重要的是板柱節(jié)點抗沖切能力差，地震時可能發(fā)生破壞，導致樓板墜落破壞，且板柱節(jié)點的不平衡彎矩會對板產(chǎn)生附加剪切（這點在相關的書上和規(guī)范中都提到過）。針對無梁樓板結構的這些抗震性能弱點可采用有關的加強措施：　在地震區(qū)宜設置抗震墻，形成板柱——抗震墻結構，這樣可以減少側移和節(jié)點彎矩。設墻以后，不僅減少了側移，還可以減少非結構構件的損壞。

　　4.　板柱結構具有一定的抗震能力 

　�。�1）板柱結構宜設置抗震墻，并非必須設置。未設置剪力墻的板柱結構在地震時也可以表現(xiàn)出不錯的性能。1971年美國洛杉磯圣婓南多發(fā)生強震，有一棟假日酒店為板柱結構，7層，無抗震墻，雖然由于較大的側移使非結構構件受到很多破壞，但是在板柱節(jié)點處并未發(fā)生沖切破壞。這是一棟7層的板柱結構，橫向3跨，平均柱中距為6.25m，柱截面為邊長450mm的方柱。板的厚度除層2為250mm外，其余各層均為216mm。建筑物周邊的裙梁截面為400mm×550mm。在建筑物的首層、層4和頂層設置了強震儀。在發(fā)生地震后的最初6s，結構的振動周期為0.7s。9s以后振動周期變成1.5s。主體結構除了柱邊負彎矩區(qū)受彎開裂外，其他并無多大損壞。從此實例可以看出板柱結構還是有一定的抗震能力的。 

　�。�2）值得注意的是該建筑物的柱和板的截面，比現(xiàn)在設計常用的截面偏小。在我國8度區(qū)（洛杉磯實際上相當于我國的9度區(qū)）　設計這樣一棟7層的板柱結構，如果要滿足位移要求，柱截面要不小于650mm，板厚將為250～300mm，9度區(qū)還要大很多。因此，按我國規(guī)范建成的建筑，遇到同樣的地震時，位移會小得多，非結構構件的損壞也將少得多。但是，這樣的位移也會造成損失，應盡量減少或避免。 

　�。�3）1976年唐山地震時，北京和天津的震害調查都表明，框架結構的震害較嚴重。2008　年四川汶川地震的震害也表明，框架結構的震害較重，主要表現(xiàn)在難以實現(xiàn)“強柱弱梁”。為了實現(xiàn)“強柱弱梁”的目標，規(guī)范規(guī)定通過柱端彎矩增大系數(shù)提高柱在軸力作用下的正截面受彎承載力，現(xiàn)行的《抗震規(guī)范》進一步提高了增大系數(shù)，但是要確定梁端實配的抗震受彎承載力仍然有兩個不確定因素，一是鋼筋屈服強度超強，二是樓板的有效寬度取值。這兩個因素導致梁端實配的抗震受彎承載力不能確定，因此盡管提高了增大系數(shù)，但仍然不能確定是否能夠實現(xiàn)“強柱弱梁”。由此來看，板柱結構可以避免“強梁弱柱”，因此板柱結構的抗震性能并不一定比框架結構差，尤其是在層數(shù)不多、柱截面不大的情況下。 

　　5.　板柱結構的應用步驟 

　�。�1）確定是否設置剪力墻。一般是以　12m（3層）為界，超過12m時應設置剪力墻；墻的數(shù)量宜多于一般框架——剪力墻結構的墻。周邊宜設置框架梁。 

　�。�2）抗震墻應承擔結構的全部地震作用。各層板柱和框架結構，應能承擔不少于各層全部地震作用的20%　。驗算柱周邊板的抗沖切承載力，注意應加上不平衡彎矩引起的附加剪應力。 

　　（3）在不影響使用的前提下，盡量設置托板。沖切驗算應驗算兩處截面：　柱帽與柱相交處以及柱帽與板相交處。 

　�。�4）宜采用栓釘抗沖切，尤其是板厚＜300mm的情況，抗沖切不宜采用箍筋的形式。 

　�。�5）沿兩個主軸方向通過柱截面的板底連續(xù)鋼筋的總截面面積應符合As≥NG/fy的要求。連續(xù)鋼筋的形式可參考圖3。

　　綜上淺要分析可知，無梁樓板即板拄結構歷史沿革及國外某板拄結構經(jīng)過地震的情況，分析板拄結構抗震性能的優(yōu)點及不足。并分析現(xiàn)行抗震規(guī)范公式所需要的構造要求及做法。給出了板拄結構的設計步驟和設置抗震墻的要求。在計算中應由抗震墻承擔全部地震應力，并計算柱周邊板的抗沖切承載力�？箾_切宜用栓釘，板厚當小于300mm不宜用箍筋形式。 

　　參考文獻 

　　［1］程懋堃.關于板柱結構的適用高度［J］.建筑結構學報，2003（1）　． 

　�。�2］GB50011-2001　建筑抗震設計規(guī)范［S］．北京：　中國建筑工業(yè)出版社，2001. 

　�。�3］GB50011-2010　建筑抗震設計規(guī)范［S］．北京：　中國建筑工業(yè)出版社，2010. 

　�。�4］王宗昌　建筑工程質量控制與防治【S】北京　化學工業(yè)出版社2012.4.