加腋梁板楼盖设计探讨

李惠敏

（广东中人工程设计有限公司，广东省广州市  510610）

摘要：加腋梁板楼盖设计应考虑梁板共同作用进行设计，采用传统的梁板分开设计的方法可能不符合结构的实际受力状态；加腋梁板配筋设计应考虑梁板构件的尺寸效应，按有限元计算得出的弹性板的单元结果不宜直接采用，存在不满足结构承载力要求的风险。

关键词： 加腋梁；  加腋板；  加腋梁板；  尺寸效应；  承载力

1概述

加腋梁是指凝土梁在根部斜向加宽或加高的梁，分为水平加腋梁和竖向加腋梁。加腋板是指凝土板在根部斜向加高的板，类似于竖向加腋梁。加腋梁板楼盖是指采用竖向加腋梁和加腋板组成的楼面结构体系。结构设计中，对人防顶板、覆土较厚的地下室顶板等，结构荷载大、最小板厚要求较高，采用加腋梁板楼盖是一种比较合理的结构方案。

2  加腋梁板楼盖受力形式与配筋方式

随着计算机技术和结构分析计算软件的发展，现在加腋梁板分析已经不是什么问题，国内主流的结构分析设计软件均可对加腋梁板楼盖进行分析计算。本文采用YJK结构分析计算软件，对加腋梁板做一个简单的分析，并对加腋梁板的受力形式和配筋方式进行探讨。计算模型：混凝土C30，附加恒载24KN/m2，活载5KN/m2，考虑人防顶板荷载70KN/m2，模型标准跨8.1mx8.1m，柱截面600x600，加腋板跨中厚取250mm,加腋长度1300mm，加腋高度250mm，分别以四边为墙、500x1300、500x1000、500x800、500x600的加腋梁（加腋长度1300mm，加腋高度300mm）为支承进行分析。计算得中部加腋板M-max的内力云图如下所示。

图一、四边为墙M-max云图

图二、梁截面500x1300 M-max云图

图三、梁截面500x1000 M-max云图

图四、梁截面500x800 M-max云图

图五、梁截面500x600 M-max云图

图六、无梁楼盖M-max云图

从上面的M-max内力云图可以看出，加腋梁板结构，随着梁板刚度比由大到小，加腋板的受力形式逐渐由双向板的受力形式变为无梁楼盖的受力形式，加腋板的内力受到梁板刚度变化的影响。这说明加腋梁板的受力应考虑梁板共同作用来进行分析，而不应再采用传统的分开设计方法，特别是梁刚度较小时，按常规的梁板分开设计，板的受力和配筋都会相差甚远。当梁板刚度比较大时，加腋板配筋可以按普通楼板的配筋方式；当梁板刚度比较小时，加腋板配筋可以采用无梁楼盖的配筋方式。

3尺寸效应与加腋梁板配筋

采用弹性板进行计算时，国内的结构分析设计软件，无论是PKPM还是YJK，考虑梁板共同作用都是采用有限元计算，先得出梁、板单元的内力，再按梁、板单元的内力分别进行配筋计算，没有考虑到梁板尺寸效应的问题。软件计算中梁和板分别是平面的线单元和壳单元，而实际上梁、板都是有厚度的空间单元，这就有可能导致梁侧边的板算出配筋较大，而考虑实际尺寸后板底钢筋有可能不能屈服的问题，导致结构实际的承载力不能满足设计要求。故采用弹性板计算时，应对梁侧板底钢筋能否屈服进行验算，以保证结构的承载力。根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）第6.2.10及条件说明，混凝土受弯构件要保证受拉钢筋屈服，受压区高度x需满足如下条件：

下面按框架梁三级抗震，来推导一下要使梁侧板底钢筋可以屈服的条件。设梁截面为bxh，考虑最不利的情况，保守地取x=0.35hb0（hb0为梁截面有效高度），根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）6.2.1、6.2.6条，则混凝土满足平截面假定按中和轴确定的受压区高度

，地下室顶板混凝土等级一般低于C50，取，

混凝土的极限压应变为εcu=330x10-5，

钢筋的屈服应变εs =360/2x105=180x10-5，

则根据平截面假定，梁侧边板底钢筋屈服时的临界应变图如下图所示(应变x10-5）：

可以推出，要保证板底受拉钢筋屈服，需满足下式要求：

如果板厚不能满足上式要求，则说明梁侧板底钢筋可能不屈服，按有限元计算出来的结果存在承载力不足的风险，不能直接采用。这时，建议可以先将梁有效宽度范围内的梁板内力进行积分，得出总的弯矩，再按倒T型截面进行整体分析设计，计算出梁底配筋，这时加腋板根部板底可以按构造配筋。

4结论

（1）加腋梁板楼盖设计应考虑梁板共同作用来进行分析设计，不宜采用传统的分开设计方法，特别是梁刚度较小时，按常规的梁板分开设计，加腋板的受力相差较大，不符合结构的实际受力状态。

（2）采用有限元计算，考虑梁板共同作用进行加腋梁板楼盖设计时应考虑构件的尺寸效应，复核梁有效宽度范围梁侧板底钢筋是否可以屈服，如果不能保证梁有效宽度范围板底钢筋屈服，按有限元计算出来的加腋板根部板底钢筋不能直接采用，应先将梁有效宽度范围内的梁板内力进行积分，得出总的弯矩后，按倒T形梁进行配筋设计，才能保证满足结构的承载力要求。

参考文献

［1］   混凝土结构设计规范：GB50010-2010［S］.北京：中国建筑工业出版社，2011.

［2］   建筑抗震设计规范：GB50011-2010［S］.北京：中国建筑工业出版社，2016.

［3］ 人民防空地下室设计规范：GB50038-2005［S］.北京：中国建筑工业出版社，2005.

［4］   王晶、孙伟等.材料力学［M］.北京：高等教育出版社，2019.