4.5 直接設計法

4.5.1 當承受均布豎向荷載的住支承板樓蓋結構符合下列條件時，可按直接設計法進行內(nèi)力分析：
1 在結構的每個方向至少有三個連續(xù)板跨；
2 所有區(qū)格板均為矩形，各區(qū)格的長寬比不大于2；
3 兩個方向的相鄰兩跨的跨度差均不大于長跨的1/3；
4 柱子離相鄰柱中心線的最大偏差在兩個方向均不大于偏心方向跨度的10%；
5 荷載僅為豎向重力荷載，可變荷載標準值不超過永久荷載標準值的2倍；
6 當柱軸線上有梁時，兩個垂直方向梁應符合下列條件：
0.2≤μ1/μ2≤5 （4.5.1）
式中 μ1、μ2 —— 樓蓋區(qū)格板支承約束系數(shù):μ1=α1× l2/ l1、μ2=α2 l1/ l2；
l1、l2 —— 區(qū)格板計算方向、垂直于計算方向的軸線到軸線跨度；
α1、α2 —— 計算方向、垂直于計算方向柱上板帶中梁與板截面抗彎剛度的比值：α=ecbib/ ecsis,其中ecb、ecs為梁、板的混凝土彈性模量；i b為梁的計算截面抗彎慣性矩，對計算方向、垂直于計算方向按本規(guī)程第4.5.9條的規(guī)定計算；i s為樓板的計算截面抗彎慣性矩，對計算方向、垂直于計算方向本規(guī)程第4.5.11規(guī)定計算。
當不符合上述條件時，可按本規(guī)程第4.6節(jié)的等代框架法或第4.4節(jié)的擬梁法進行內(nèi)力分析。
4.5.2 在支座中心線兩側(cè)，以區(qū)格板中心線為界的板帶為直接設計法的計算板帶。計算板帶在計算方向一跨內(nèi)的總的靜力彎矩設計值mo應按下列公式計算： mo=1/8qd l2 l2 n (4.5.2)
式中 qd —— 考慮重要性系數(shù)的板面均布豎向荷載基本組合設計值；
l2 —— 計算板帶的寬度；
ln —— 計算方向區(qū)格板凈跨，取為區(qū)格板中柱（柱帽、托板或墻）側(cè)面之間的距離，ln取值應不小于0.65l1, l1為計算方向的柱中心距。
4.5.3 總的靜力彎矩設計值m0在計算方向各控制截面可按下列規(guī)定進行分配：
1 對內(nèi)跨，正彎矩設計值取為0.35 m0,負彎矩設計值取為0.65 m0；
2 對端跨，按表4.5.3中的系數(shù)分配。

表4.5.3 計算板帶端跨靜力彎矩設計值分配系數(shù)
支座約束條件 外邊緣無約束 板在各支座間均有梁 板在內(nèi)支座間無梁 外邊緣完全約束
無邊梁 有邊梁
內(nèi)支座負彎矩 0.75 0.70 0.70 0.70 0.65
外支座負彎矩 0 0.16 0.26 0.30 0.65
正彎矩 0.63 0.57 0.52 0.50 0.35

按上述方法分配彎矩時內(nèi)支座應能抵抗支座兩側(cè)分配負彎矩的較大值，否則應對不平衡彎矩進行分配：邊梁或板邊設計時應考慮外支座負彎矩引起的扭轉(zhuǎn)作用。
4.5.4 柱上板帶各控制截面所承擔的彎矩設計值可按本規(guī)程第4.5.3條確定的彎矩設計值乘以表4.5.4中的系數(shù)確定，表中系數(shù)βt按下列公式計算：
βt=ecbit/2.5 ecsis (4.5.4)

式中βt —— 計算板帶橫向邊梁截面抗扭剛度與板的截面抗彎剛度的比值；
it —— 梁抗扭慣性矩，按本規(guī)程4.5.10條的規(guī)定確定；

表4.5.4 柱上板帶承受計算板帶內(nèi)彎矩設計值的分配系數(shù)
l2 / l1
0.5 1.0 2.0
內(nèi)支座負彎矩 μ=0 0.75 0.75 0.75
μ≥1 0.90 0.75 0.45
外支座負彎矩 μ=0 βt=0 1.00 1.00 1.00
βt≥2 0.75 0.75 0.75
μ≥1 βt =0 1.00 1.00 1.00
βt≥2 0.90 0.75 0.45
正彎矩 μ=0 0.60 0.60 0.60
μ≥1 0.90 0.75 0.45

注：1系數(shù)可要表中數(shù)值線性插值：
2當支座由柱列或墻組成，且柱列或墻的長度不小于3/4 l2時，可認為負彎矩在l2范圍內(nèi)均勻分布。
4.5.5 計算板帶中不由柱上板帶承受的彎矩設計值應按比例分配給兩側(cè)的半個中間板帶；每個中間板帶應承受兩個半個中間板帶分配的彎矩設計值之和。
與支承在墻上的板邊相鄰且平行的中間板帶，應承受由第一列內(nèi)柱計算板帶分配給半個中間板帶彎矩設計值的2倍。
4.5.6 對帶梁的柱上板帶，當μ≥1時，梁應承受上板帶彎矩設計值的85%；當0＜μ＜時，可按線性插值確定梁承受的彎矩設計值。此外，梁還應承受直接作用在梁上的荷載產(chǎn)生的彎矩設計值。
4.5.7 對帶梁的區(qū)格板，當μ≥1時，各梁應承受從屬面積內(nèi)豎向荷載產(chǎn)生的全部剪力設計值；當0＜μ＜時，各梁應承受從屬面積內(nèi)豎向荷載產(chǎn)生的剪力設計值的μ倍，其余的剪力設計值由樓板承擔。此外，梁還應承受直接作用在梁上的荷載產(chǎn)生的剪力的設計值。
4.5.8 柱支承板樓蓋結構中，板柱之間由豎向荷載產(chǎn)生的不平衡彎矩宜按下列規(guī)定確定：
1 對計算方向的內(nèi)柱，不平衡彎矩宜考慮周邊可變荷載的不利布置；
2 對計算方向的內(nèi)柱，由節(jié)點受剪承擔的不平衡彎矩可取為0.3 m0。
4.5.9 帶梁的柱支承板中，梁計算截面翼緣自梁側(cè)面向外延伸寬度可取為梁的腹板凈高hw(hw=hb-hs, hb為梁高，hs為板厚)，梁的抗彎慣性矩可按t形或倒l形截面確定。梁計算截面抗彎慣性矩計算時，應取用扣除內(nèi)模后的實際截面確定。
帶暗梁的柱支承板中，梁的抗彎慣性矩可按暗梁實際截面確定。
4.5.10 梁抗扭慣性矩i t計算時，可將截面分成幾個矩形，按下列公式計算：
i t=∑〔1-0.63χ/y〕〔χ3y/3〕 (4.5.10)
式中χ、y——單元矩形的短邊、長邊邊長。
抗扭慣性矩應按下列三者計算，并取最大值：
1 寬度為柱、托板或柱帽在計算方向的寬度的那部分板；
2 第1款規(guī)定的部分再加上梁在板上、板下突出的部分；
3 本規(guī)程4.5.9條規(guī)定的梁計算截面。
4.5.11 計算方向、垂直于計算方向樓板的計算截面抗彎慣性矩可按下列公式計算： is= bsol h3s/12+ ihol (4.5.11)
式中 bsol —— 所考慮方向計算板帶中柱軸線上實心部分的寬度；
ihol —— 所考慮方向計算板帶中空心部分樓板截面抗彎慣性矩：當內(nèi)模為筒芯時，均按順筒方向?qū)嶋H截面計算；當內(nèi)模為箱體時，按實際截面計算；