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空心楼盖计算和设计浅析

张月月

现浇钢筋混凝土空心楼盖是一种新兴的楼盖体系，由于其空间间隔灵活、跨度大、净空

高、自重轻、隔音性能佳、隔热保温效果好、综合造价低、施工简便工期短等优点，在办公

楼、地下车库、仓库厂房、桥梁、大型商场、教学楼、图书馆、宾馆、医院、住宅等建筑有

着广泛的运用前景，并取得了良好的社会效益。

图一

近年来，大量建筑结构工程师对现浇混凝土空心楼盖的受力特点、结构以及构造进行了

深入研究，使得现浇混凝土空心楼盖结构体系得到推广。空心楼盖计算以前常采用的方法有

拟梁法、直接设计法、经验系数法、等代框架法、有限元法等方法。随着计算机技术的发展

和结构计算软件的迭代更新，目前更多的是采用有限元法计算空心楼盖。

YJK软件是在上部结构计算中嵌入了现浇空心板的计算，即没有在上部结构计算时直接

求解现浇空心板部分，而是计算参数中设置了“是否计算现浇空心板”的选项。如果布置了

现浇空心板，并且在计算参数中勾选了“计算现浇空心板”（图二），则对它按照单层模型计

算，有几层布置了现浇空心板就计算几次。这两部分是连续进行的，且现浇空心板的结果和

上部结构在一起输出；这种不同于常规结构的计算和输出方式，初学者往往对计算选项、设

计结果产生疑问。今天我们通过部分用户经常咨询的问题为大家梳理一下现浇空心板的设计

要点、计算方法及输出特点。

图二

问题1：空心楼盖肋梁选择“交叉梁法”与“板有限元法”结果差异比较大，请

教一下原因？

图三

工程分析：在上部结构计算参数中勾选“计算现浇空心板”时，程序对空心板提供了两个计

算方法选项：“交叉梁系”和“板有限元法”，默认是“板有限元法”。

图四

这两种计算方法代表了两种计算模型，两者本身有差异：

1)交叉梁法按照密肋梁计算，即：程序将箱体之间的肋转化成工形截面（箱体下有板

时）或者T形截面（箱体下无板时）的肋梁，肋梁翼缘的宽度取肋梁间距的一半，

每个房间形成小的交叉梁系，房间周围的梁是肋梁的弹性支座（如果是柱、墙则为

竖向不动支座），各个相邻房间的交叉梁系互相连接，再加上楼层的楼面梁共同形

成全层的交叉梁体系。

图五

图六交叉梁法计算模型示意

软件按照上述单层模型计算楼板上的恒载和活载，没有考虑风荷载和地震作用以及自定

义荷载等其他荷载。计算结果给出肋梁的内力和配筋。在构件信息中输出肋梁的工形或者T

形截面的详细尺寸。

配筋简图中对各房间周围的楼面梁仍是按照上部结构全楼整体模型计算的结果输出。它

们虽然参与了肋梁的整体计算，但这样计算的结果只给肋梁用，楼面梁本身不用。

2)板有限元法按照楼板的有限元计算，即：程序使用细分的弹性板有限元(壳元)模型

计算现浇空心板。对板元按考虑了空心部分的折算刚度计算，计算折算刚度的公式

参考《现浇混凝土空心楼盖技术规程》；而在暗梁处、柱周围的实心区处按照实心

板计算；对于柱帽处，按照变厚度的不同板单元计算。在空心板计算模型中，板计

算时把暗梁当做板的一部分，为了避免刚度重复计算，忽略了暗梁作为梁杆件单元

的刚度（这里在整体计算时没有忽略，只是空心板计算模型中忽略了）。

图七板有限元法计算模型示意

上述单层模型可考虑板上作用的恒、活、人防及自定义荷载，不能考虑其他荷载工况。

软件对楼板的有限元计算结果积分为肋梁的弯矩和剪力，再对肋梁进行配筋设计，以肋梁为

单位输出弯矩和配筋。最终的计算结果输出内力和配筋的形式和第一种按照密肋梁计算模式

相同。

密肋梁模型不能考虑薄板部分的贡献。一般来说使用密肋梁模型计算的配筋结果配筋偏

大。

问题2：分别按三种方式计算空心板模型，采用“板有限元法”，暗梁结果差异

很大，而肋梁无变化，哪个结果更真实？1