不滿足經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法時(shí),可采用等代框架法。等代框架法的實(shí)質(zhì)是取一定寬度的樓板,當(dāng)做“等代梁”,然后在兩個(gè)方向分別計(jì)算平面框架(均考慮全部荷載)。如果有柱帽的話,需要將其視為剛域,修正等代梁和框架柱的線剛度。等代框架法可以考慮豎向荷載與水平荷載,不過(guò)需要注意兩種情況等代梁寬度取值不一樣。
在豎向均布荷載作用下,等代梁的寬度一般取樓板的全寬。由豎向荷載產(chǎn)生的等代梁彎矩按照一定比例分配到柱上板帶和跨中板帶。
在水平力作用下,等代梁寬度取樓板全寬的一半(有柱帽的話加上柱帽有效寬度的一半)和垂直方向板跨度3/4的較小值。對(duì)于跨度差別不大,且沒(méi)有柱帽的無(wú)梁樓蓋,等代梁的寬度一般與柱上板帶相同。水平荷載產(chǎn)生的等代梁彎矩只由柱上板帶承擔(dān)。當(dāng)二者寬度相同時(shí)可認(rèn)為等代梁的彎矩即為柱上板帶的彎矩。而當(dāng)二者寬度不同時(shí),如何將等代梁彎矩?fù)Q算為柱上板帶的彎矩還是個(gè)問(wèn)題,各本規(guī)范都沒(méi)有給出。實(shí)際工程中,計(jì)算樓板時(shí)忽略柱帽的影響,盡量使等代梁和柱上板帶的寬度一致,應(yīng)該也可行,對(duì)于樓板是偏于安全的。
將豎向荷載和水平荷載作用下,柱上板帶的內(nèi)力組合后,便可配筋;而跨中板帶只需承擔(dān)豎向荷載的內(nèi)力。
上述等代框架法的詳細(xì)算法可見(jiàn)《鋼筋混凝土升板結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GBJ 130-90,3.3節(jié)和6.2節(jié)。
對(duì)于最一般的情況,如需要考慮地震等水平力、有剪力墻、結(jié)構(gòu)層數(shù)跨數(shù)較多、比較復(fù)雜時(shí),手算會(huì)很繁瑣,還得求助于電子計(jì)算機(jī),用結(jié)構(gòu)分析軟件設(shè)計(jì)板柱結(jié)構(gòu)。用電腦分析時(shí),其計(jì)算原理無(wú)非是上面介紹的等代框架法,或者是樓板有限元法。
對(duì)于等代框架法,和手算一樣,需要在豎向荷載和水平荷載作用下,采用不同的等代梁寬度,而且要有“板帶”的概念,我們最常用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件如satwe,etabs等,都沒(méi)有這些計(jì)算的功能。