楼盖结构分类详解

按使用的结构材料划分，楼盖可分为钢筋混凝土楼盖结构、钢楼盖结构、木楼盖结构和组合楼盖结构。组合楼盖可分为钢-木组合楼盖和钢-混凝土组合楼盖。本章主要学习房屋建筑中钢筋混凝土楼盖结构的设计方法。

钢筋混凝土楼盖按其施工方法的不同，可分为现浇楼盖、装配式楼盖、装配整体式楼盖等形式。现浇混凝土楼盖整体刚度大，抗震性能好，对不规则平面和开洞的适应性强，在地震区应用较多，其缺点是需要大量模板，工期也长。装配式混凝土楼盖中主要由多孔板及槽形板等铺板组成，其施工进度快，但整体刚度差，在混合结构房屋中应用较多。装配整体式混凝土楼盖是在铺板上做混凝土现浇层，它兼有现浇楼盖和装配式楼盖的优点。

钢筋混凝土楼盖按结构形式可以分为普通钢筋混凝土楼盖和无黏结预应力混凝土楼盖两大类。其中普通钢筋混凝土现浇楼盖按其梁系布置方式的不同，又可分为肋梁楼盖和无梁楼盖（图3.1）。肋梁楼盖可分为普通肋梁楼盖、井格梁楼盖、密肋楼盖、扁梁楼盖；普通肋梁楼盖按其楼板的支承受力条件不同，还可以分为单向板肋梁楼盖和双向板肋梁楼盖。

图3.1　普通钢筋混凝土楼盖的结构类型

1.普通肋梁楼盖结构

1）普通肋梁楼盖结构的特点

钢筋混凝土现浇普通肋梁结构是最常见的水平向承重结构形式之一，它的应用范围很广，既可作为房屋建筑的楼盖与片筏式基础，又可作为水池的顶板、侧板和底板结构等。它适用于各种竖向承重结构，如砌体承重结构、框架承重结构等。当结构受到侧向荷载作用时，楼盖梁也可同时作为抗侧力结构中的梁。

现浇钢筋混凝土肋梁楼盖结构整体性好，节省材料，梁系布置灵活，特别能适应各种有特殊要求的楼盖，如承受某些特殊设备荷载，或楼面开有较复杂孔洞，或建筑平面布置不规则等。但肋梁楼盖结构高度较大，主次梁的截面规格多变，施工支模较为复杂。板底不平整，一般需做吊顶方能满足建筑美观要求。

2）肋梁楼盖的组成与结构布置

现浇肋梁楼盖结构一般由板、次梁和主梁三种构件组成，见图3.2。

在肋梁楼盖结构布置时，首先应根据房屋的平面尺寸、使用荷载的大小以及建筑的使用要求确定承重墙位置和柱网尺寸。考虑到经济、美观以及施工的方便，柱网通常布置成方形或矩形。主梁一般沿墙轴线或柱网布置，以形成完整的竖向抗侧力体系。梁系的布置应考虑到楼板上隔墙、设备的重量及楼板上的开洞要求等，板上一般不宜直接作用较大的集中荷载，隔墙处、重大设备处及洞口的周边都应设梁加强。梁板布置应力求受力明确，传力路线简捷，并尽量布置成等跨，板厚和梁的截面尺寸在整个楼盖中力求统一有规律。

图3.2　现浇肋梁楼盖

在肋梁楼盖中，柱或墙的间距往往决定了主梁和次梁的跨度，根据设计经验及经济效果，一般次梁的跨度以4～6m为宜，主梁的跨度以5～8m为宜。由于楼盖中板的混凝土用量要占整个楼盖混凝土用量的50%～70%，考虑到经济的因素，板的厚度宜取得薄些。为此应控制板的跨度，单向板的跨度以3m以下为宜，常用的跨度为1.7～2.7m。方形双向板的区格不宜大于5m×5m；矩形双向板区格的短边不宜大于4m。

几种常见的楼盖结构布置方案如图3.3所示。

图3.3　几种常见的楼盖结构布置方案（单位：mm）

2.井格梁楼盖结构

井格梁结构作为楼盖或屋盖在工业与民用建筑中应用较为广泛，特别在礼堂、宾馆及商场等一些大型公共建筑入口大厅、会议室中常被采用。作为屋盖时常取消楼板而采用有机玻璃采光罩或玻璃钢采光罩，以满足建筑物采光的要求，造型上也颇为新颖壮观（图3.4）。

图3.4　北京政协礼堂井格梁式楼盖（单位：mm）

1）井格梁楼盖结构布置

井格梁楼盖是由肋梁楼盖演变而来的，是肋梁楼盖结构的一种特例。其主要特点是两个方向梁的高度相等且一般为等间距布置，不分主次共同直接承受板传来的荷载，两个方向的梁共同工作，提供了较好的刚度，能够很好地解决如大会议室、娱乐厅等大跨度楼盖的设计问题。梁布置成井字形故也称井式楼盖，亦称交叉梁楼盖，可以不做吊顶即能给人一种美观而舒适的感觉。

交叉梁系的布置常用的有正放正交，斜放正交、三向交叉等几种（图3.5）。三种井格梁系相比，混凝土和钢筋用量相差不多，但由于正放正交梁系施工和模板制作较为简单而较多地得到采用；后两种梁系的优点是造型新颖（图3.6），但梁的规格不一，带来施工和模板制作的不便。

图3.5　交叉梁系

图3.6　井格梁楼盖结构实例

井格梁楼盖两个方向梁的间距最好相等，这样不仅结构比较经济合理、施工方便，而且容易满足建筑构造上不做吊顶时对楼盖天花板的美观要求。

井格梁楼盖一般有四角柱支承与周边支承两种。周边支承的井格梁楼盖四周最好为承重墙，这样能使井格梁都支承在刚性支点上；若周边为柱子，应尽量使每根梁都能直接支承在柱子上；若遇柱距与梁距不一致时，应在柱顶设置一道刚度较大的边梁，以保证井格梁支座的刚性。当建筑物跨度较大时，也可在井格梁交叉点处设柱，成为连续跨的多点支承，或周边支承的墙与中间的柱支承相结合。从结构计算简图看，井格梁的边界支承条件有柱支承、周边简支支承、周边固定支承及介于简支支承和固定支承之间的周边弹性支承。

2）井格梁楼盖的受力特点

井格梁楼盖属空间受力体系，其内力分析与变形计算是一个十分复杂的问题。要较准确地对井格梁楼盖进行受力分析，大都采用有限单元法，借助电子计算机来完成。

目前在工程设计中，还常常采用“荷载分配法”来近似地解决井格梁楼盖的受力分析问题。井格梁楼盖中的楼板一般可按双向板计算，板上的荷载按路径最近的原则传至相近的井格梁节点，其值为p＝ql2，q为楼面均布荷载。井格梁楼盖中两个方向的梁只考虑主要的竖向变形协调，忽略次要的转角变位，即认为在同一个交叉点上两个方向梁的挠度是相同的，它们之间可以假定为一根链杆相互连系在一起，在交叉点上受着集中荷载P的作用，链杆承受的力为多余未知力，见图3.7。

图3.7　正放正交梁系受力分析

这样，便可以根据两个方向梁的刚度和其交叉点挠度相同的条件计算出每根梁所受的荷载及其相应的内力。目前，根据“荷载分配法”编有各种井式楼盖梁的内力、变形计算表格，设计时可以直接查用。

井格梁楼盖梁的间距一般大于2m。梁的截面高度一般可取跨度的1/20～1/15。

3.密肋楼盖结构

当梁肋间距小于1.5m时的楼盖常称为密肋楼盖，适用于中等或较大跨度的公共建筑，也常被用于筒体结构体系的高层建筑结构。密肋楼盖有单向密肋楼盖和双向密肋楼盖两种型式。双向密肋楼盖由于是双向受力作用，受力较单向密肋楼盖合理，且双向密肋较单向密肋的视觉效果要好，可不吊顶，与一般楼板体系对比，由于省去了肋间的混凝土，可节约混凝土30%～50%，降低楼板造价，技术经济合理，故近年来在大空间的多高层建筑中得到了广泛的应用。密肋楼盖可为普通混凝土结构，适用跨度可达10m，也可为预应力混凝土结构，适用跨度可达15m。

1）密肋楼盖的特点

密肋楼盖适用于跨度较大而梁高受限制的情况，其受力性能介于肋梁楼盖和无梁平板楼盖之间。与肋梁楼盖相比，密肋楼盖的结构高度小而数量多间距密；与平板楼盖相比，密肋楼盖可节省材料，减轻自重，且刚度较大。因此，对于楼面荷载较大，而房屋的层高又受到限制时，采用密肋楼盖比采用普通肋梁楼盖更能满足设计要求。密肋楼盖的缺点是施工支模复杂，工作量大，故目前常采用可多次重复使用的定型模壳，如钢模壳、玻璃钢模壳、塑料模壳等。

2）双向密肋楼盖

双向密肋楼盖的形式及受力与井格梁楼盖相似，但双向密肋楼盖的柱网尺寸较小，肋的间距较小。由于板的跨度小而又是双向支承的，板的厚度可以做得很薄（一般为50mm左右），由于肋排得很密，肋的高度h也可以做得很小，一般取肋高h为肋的跨度L的1/20～1/17。

为了解决柱边上板的冲切问题，常常在柱的附近做一块加厚的实心板（图3.8），这时梁高h可适当减小，但不应小于L/22。为了获得满意的经济效益，整体现浇的密肋楼盖肋的跨度不宜超过10m。密肋楼盖中肋的网格形状可以是方形、略微长方形、三角形或正多边形。

图3.8　双向密肋楼盖体系(www.xing528.com)

4.无梁楼盖

无梁楼盖是因楼盖中不设梁而得名，它是一种双向受力楼盖，它与柱构成板柱结构体系（图3.9）。

因为无梁楼盖通常直接支承在柱上（其周边也可能支承在承重墙上），故与相同柱网尺寸的双向板肋梁楼盖相比，其板厚要大些。为了增强板与柱的整体连接，通常在柱顶上设置柱帽，这样可提高柱顶处板的受冲切承载力，又可有效地减小板的计算跨度使板的配筋经济合理。当柱网尺寸较小且楼面活荷载较小时，也可以是无柱帽的。柱和柱帽的截面形状可根据建筑的要求设计成矩形或圆形（图3.10）。

图3.9　无梁楼盖

图3.10　约翰逊制腊公司办公大楼

无梁楼盖的建筑构造高度比肋梁楼盖的小，这使得建筑楼层的有效空间加大，同时，平滑的板底可以大大改善采光、通风和卫生条件，故无梁楼盖常用于多层的工业与民用建筑中，如商场、办公楼、书库、冷藏库、仓库、水池顶盖以及某些整板式基础等。

无梁楼盖根据施工方法的不同可分为现浇式和装配整体式两种。其中装配整体式系采用升板施工技术，在现场逐层将在地面预制的屋盖和楼盖分阶段提升至设计标高后，与柱通过柱帽整浇在一起，由于它将大量的空中作业改在地面上完成，故可大大加快进度。其设计原理，除需考虑施工阶段验算外，与一般现浇无梁楼盖相同。此外，为了减轻自重，也可采用多次重复使用的塑料膜壳填充以构成双向密肋的无梁楼盖。

无梁楼盖的四周边可支承在墙上或边柱的墙梁上，也可做成悬臂板。设置悬臂板可有效减少柱帽种类。当悬臂板挑出的长度接近中间区格跨度的l/4时，边支座负弯矩约等于中间支座的弯矩值，因而较为经济。

无梁楼盖每一方向的跨数常不少于3跨，可为等跨或不等跨。通常，柱网为正方形时最为经济。根据经验，当楼面活荷载标准值在5kN/m2以上，柱距在6m以内时，无梁楼盖比肋梁楼盖经济。但要注意，无梁楼盖与柱构成的板柱结构，抗侧刚度较差。

5.无黏结预应力混凝土楼盖结构

1）无黏结预应力楼盖的特点

无黏结筋可如同非预应力筋一样，按照设计要求铺设在模板内，然后浇筑混凝土，待混凝土达到设计强度后，再张拉钢筋，预应力筋与混凝土之间没有黏结，张拉力全靠锚具传到构件混凝土上去。因此，无黏结预应力混凝土结构，不需要预留孔道、穿筋及灌浆等复杂工序，操作简便，加快了施工进度。无黏结预应力筋摩擦力小，且易弯成多跨曲线形状，特别适用于建造需要复杂的连续曲线配筋的大跨度楼盖和屋盖结构。

就施工造价而言，预应力混凝土楼盖比普通混凝土楼盖要高。但采用无黏结预应力混凝土楼盖结构具有如下特点：①有利于降低建筑物层高和减轻结构自重；②改善结构的使用功能，在自重和准永久荷载作用下楼板挠度很小，几乎不存在裂缝；③楼板跨度增大可以减少竖向承重构件的布置，增加有效的使用面积，也容易适应对楼层多用途、多功能的使用要求；④节约钢材和混凝土。因此，总的来说，采用预应力混凝土楼盖是非常经济合理的。

2）无黏结预应力楼盖的组成及其适用范围

无黏结预应力楼盖常见的形式如图3.11所示。单向板［图3.11（a）］常用跨度为6～9m。对于跨度在7～12m、使用可变荷载在5kN/m2以下的楼盖，采用双向平板［图3.11（b）］或采用带有宽扁梁的板［图3.11（c）］，比采用单向板要经济合理得多。若建筑物跨度或使用可变活荷载更大时，采用带柱帽和托板的平板［图3.11（d）］、密肋板［图3.11（e）］或梁支承的双向板［图3.11（f）］，将会比前两者更为经济合理。

图3.11　无黏结预应力楼盖的形式

6.组合楼盖结构

在组合楼盖中，目前用得最多的是钢与混凝土组合楼盖（图3.12）。它构成的基本前提是：型钢与混凝土之间必须密实结合，在构件受力变形时接触面无相对滑移或滑移在微小的容许限度内。直至破坏前，组合楼盖都是一个共同受力的整体。组合结构不仅能更好地发挥各自材质的优点，而且其承载能力将大大超过单纯的钢结构或混凝土结构。

图3.12　压型钢板-混凝土板组合楼盖

1）钢-混凝土组合楼盖结构的特点

（1）能充分发挥混凝土和钢材各自材料的力学性能，使混凝土受压，钢材受拉，经济合理，节省材料，尤其对重载结构更为有利。

（2）适合于采用更高强度的钢材和混凝土，因而可减少截面尺寸，降低自重，增大建筑的使用空间，尤其是适用于较差的地基条件和大跨度结构。

（3）受力变形时，可产生较大应变，吸收能量大，因而塑性、韧性、耐疲劳性、耐冲击性等均好，很适合于抗爆、抗震结构工程的楼盖。

（4）施工中浇注混凝土时，压型钢板可同时作为模板，因而可省去模板，方便施工。

（5）压型钢板的凹槽内便于铺设电力、通信、通风、空调等管线，还能敷设保温、隔音、隔热等材料，也便于设置顶棚或吊顶。

2）组合楼板的构造要求

组合板的总厚度h不应小于90mm，压型钢板翼缘以上混凝土的厚度hc不应小于50mm。

组合板应设置分布钢筋网，其作用是承受收缩和温度应力，并可以提高火灾时的安全性，对集中荷载也可起到分布作用。分布钢筋两个方向的配筋率均不宜少于0.2%。

在有较大集中荷载区段和开洞周围应配置附加钢筋。当防火等级较高时，可配置附加纵向受拉钢筋。

支承于钢梁上的组合板，支承长度不应小于75mm，其中压型钢板的支承长度不应小于50mm。支承于混凝土上时，支承长度不应小于100mm，压型钢板的支承长度不应小于75mm。

7.装配式及装配整体式楼盖结构

在多层民用房屋和工业厂房中，广泛应用着装配式和装配整体式钢筋混凝土楼盖，这种楼盖与现浇楼盖相比，有加快施工速度、缩短工期和节约模板的优点。

1）装配式钢筋混凝土楼盖

装配式钢筋混凝土楼盖的形式很多，大致可以分为铺板式、密肋式和无梁式等，现只介绍应用最为广泛的铺板式。铺板式楼面是将预制板搁置在承重砖墙或楼面梁上，预制板的宽度视制作、吊装和运输设备而定，可以从300mm到整个房间宽度，长度一般为2～6m。预制板有实心板、空心板、槽形板、单T板、双T板等（图3.13），其中空心板应用最为广泛。它们可以是预应力的，也可以是非预应力的。

图3.13　板的截面形式

实心板上下表面平整，制作简单。小型的实心板跨度为1.2～2.4m，板厚h≥L/30，常为50～100mm，板宽500～1 000mm。适用于荷载不大、跨度较小的走道、地沟盖板和楼梯平台板等处。大型的实心板尺寸可与房间平面尺寸相同，双向布置预应力钢筋，可作为高层建筑的楼盖结构，具有较好的整体性和抗震性。

空心板上下表面平整、自重轻、刚度大、隔音隔热效果较好，但板面不能任意开洞。故不适用于厕所等开洞较多的楼面。空心板的空洞可为圆形、正方形、长方形、椭圆形等，孔洞数目视板宽决定。目前国内民用建筑中常用圆孔空心板。

普通钢筋混凝土空心板板厚h≥（1/25～1/20）L；预应力混凝土空心板厚h≥(1/35～1/30)L；板厚通常有120mm、180mm和240mm。空心板的宽度常用500mm、600mm、900mm、1 200mm。板的长度视房屋开间或进深的长度而定，一般有3.0m、3.3m、3.6m，……，6m等。

铺板式楼盖板的布置可以根据房屋的总体承重方案确定，一般有3种布置方案：①横墙承重板铺设在横墙上，居住建筑横墙间距在4m以内的楼板可直接搁在横墙上；②纵墙承重板铺设在大梁上，在公共建筑的办公楼、教室等横墙间距较大的情况下可将板搁置在与横墙平行的楼盖大梁上，大梁则支承在纵墙上；③纵横向承重。

2）装配整体式楼盖

装配整体式楼盖是将预制构件吊装就位后，再现浇一部分混凝土，使预制构件连成整体的楼盖。这种楼盖所需模板量很少，施工速度快，当为了提高预制装配楼盖的整体性或提高预制楼板的承载能力时，常采用装配整体式楼盖。

设计中一般根据房屋的性质、用途、平面尺寸、荷载大小、抗震设防烈度以及技术经济指标等因素综合考虑，选择合适的楼盖结构形式。