悬次梁板框架结构技术领域
本发明涉及一种悬次梁板框架结构，属于建筑结构技术领域。
背景技术
框架结构是由框架梁、框架柱以刚结形式连接而成的承重结构体系。框架柱网尺寸可以根据使用需要灵活确定，办公楼、写字楼等框架结构其开间及进深较大，柱网尺寸多为6～9m。为减小楼板跨度，从而减小楼板厚度，传统框架结构一般设置十字交叉形式次梁或单向次梁，减小楼板跨度，次梁在柱网内拉通设置，例如，柱网内设置十字交叉形式次梁，楼板跨度即可减小一半，如图1所示。
传统设置单向次梁或十字交叉形式次梁的主次梁布置方式，由于在柱网中部区域存在次梁，使得通风、空调等管线、吊顶等只能设置在次梁底面的下部，管线下面再设置吊顶，吊顶下部的室内净使用高度受到较大限制，容易给人们带来空间压抑感。
为了增加室内空间高度，在不改变结构层高的前提下，可以采用板柱结构，如图2所示。板柱结构不设置框架梁及次梁，设置柱上板带，框架柱顶部一般设置柱帽。板柱结构抗震性能相对框架结构较差，在抗震设防区的建造高度、建造层数等受到一定限制。
框架结构内部增加楼板厚度而不设置次梁，即厚板式楼板框架结构，是另一种增加室内空间高度的传统方法，即在图1中去掉普通次梁。楼板设置次梁时，楼板跨度减小，楼板厚度较薄，混凝土综合用量较小，而不设置次梁时，楼板跨度大，混凝土综合用量相对较多，一般来说，无次梁楼板混凝土用量为设置次梁楼板混凝土用量的1.5倍左右。混凝土用量的增加，一方面随着自重增大结构地震反应相应增大，不利于抗震设计，另一方面混凝土用量增大，混凝土材料费用、运输费用、浇筑费用等均相应增加。
因此，在不改变框架结构层高的前提下，如何尽量增加框架结构室内空间高度，同时又不削弱结构抗震性能，也不增加结构自重，成为工程技术人员所关心的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：在不改变结构层高及结构体系的前提下，提出一种具有独特梁板布置方式的框架结构，既增加框架结构柱网内部的室内空间高度，提高空间使用舒适性，同时又不削弱结构抗震性能，也不增加结构自重。
本发明提出一种悬次梁板框架结构，其特征在于，由框架柱1、框架梁2、悬次梁3、菱形次梁/菱形暗梁4、楼板5组成，悬次梁3支撑在框架梁2上，向板内悬挑不超过四分之一柱网尺寸；柱网内相邻悬次梁3端部设置呈菱形布置的菱形次梁或菱形暗梁4，设置菱形次梁4时其截面高度按其跨度计算确定。
所述悬次梁板框架结构的悬次梁3悬挑端为等截面悬臂梁、坡形悬臂梁或阶形悬臂梁。框架梁两侧均设置悬次梁时，悬次梁类似扁担，亦可称为扁担梁。单根框架梁上的悬次梁3可以为1根、2根或多根，具体可根据柱网跨度确定，普通6m～9m跨度的柱网，单根框架梁上的悬次梁(3)数量为1根～2根，效果较好。悬次梁3的截面及配筋通过计算确定。
所述悬次梁3的悬臂长度根据楼板最大跨度不变原则进行计算确定，从而保证本发明结构的楼板厚度与传统带有次梁的楼板厚度相等。
所述菱形次梁或菱形暗梁4的截面高度及其配筋按其跨度计算确定，即，当框架梁1上的悬次梁3数量为1根，菱形次梁或暗梁4的跨度相对最大，根据跨度大小确定该梁的截面高度，此时该梁截面高度可能大于板厚，但一般来说，该梁高度相对于悬次梁来说仍然较小；当框架梁上1的悬次梁3数量为2根或更多时，菱形次梁或暗梁4的跨度较小，可以做成与楼板厚度相同的暗梁。
悬次梁3应在框架梁2的两侧同时布置，并增加框架梁2抗扭钢筋配筋量，避免仅在框架梁单侧布置悬次梁3的情况。
与传统主次梁模式的框架结构相比，本发明的悬次梁板框架结构，通过改变次梁受力机制及楼板受力方向，将两端固结次梁改为一端固结一端悬挑的次梁，并将柱网内相邻次梁端部采用暗梁或次梁连接，楼板跨度不变，但受力方向旋转约45度，从而去掉了柱网内中部区域次梁，又不增加楼板厚度，其最大特点是除了框架梁为连续梁之外，楼板主要次梁均为悬挑梁，所以命名为悬挑次梁楼板式框架结构，简称悬次梁板框架结构。
与传统主次梁框架结构、板柱结构及厚板式楼板框架结构相比，本发明具有的优点是：
(1)与传统主次梁框架结构相比，本发明的悬次梁板框架结构增加室内净使用高度，减少因板跨中部存在次梁而导致降低吊顶带来的压抑感，使得室内空间大气、挺拔，提高室内使用品质和舒适度。
(2)与板柱结构相比，本发明的悬次梁板框架结构设置框架梁，不削弱结构抗震性能。
(3)与厚板式楼板框架结构相比，本发明的悬次梁板框架结构不增加结构自重，其自重基本等同于传统主次梁框架结构，有利于抗震设计。
(4)对于本发明的悬次梁板框架结构，如果不改变吊顶高度，即吊顶至楼面的距离仍按传统主次梁结构的吊顶高度设计，则可以增大吊顶内部空间的高度，便于进行空调管线、消防管线及灯具等设备的检修工作。
附图说明
图1为十字交叉式主次梁楼板框架结构平面示意图；
图2为板柱结构平面示意图；
图3为本发明的悬次梁板框架结构实施例一平面示意图；
图4为本发明的悬次梁板框架结构实施例一剖面Ⅰ-Ⅰ示意图；
图中标记：1-框架柱；2-框架梁；3-悬次梁；4-菱形次梁/菱形暗梁；5-楼板。
具体实施方式
本发明提供了一种悬次梁板框架结构，下面通过附图和具体实施方式做进一步说明。
参照图3、图4，示出了本发明的悬次梁板框架结构的一个具体实施例。框架结构柱网尺寸7.8×7.8m，结构层高3.3m，框架柱截面尺寸700×700mm，框架梁截面400×700mm，按传统十字形次梁方式布置的次梁截面高度一般为600mm，次梁截面宽度250mm，空调管线、通风管线占用高度按300mm考虑，吊顶厚度100mm，楼面面层厚度50mm，楼板厚度125mm，此时柱网内中部区域吊顶至楼面的净高度为2.25m。
利用本发明的悬次梁板框架结构，在每根框架梁上设置1根悬次梁，悬次梁截面高度仍取600mm，其截面宽度可取1.5～2倍次梁截面宽度。传统十字形次梁布置方式下楼板的净跨度为3.575m，根据楼板最大跨度不变原则，菱形次梁4所围楼板的最大跨度也为3.575m，则计算出悬次梁的悬挑长度为1.422m(约五分之一柱网尺寸)，菱形次梁的最大跨度3.575，菱形次梁的截面高度为240mm，截面宽度350mm，其悬挑端部呈坡形，柱网内同一方向悬次梁的净间距为4.556m。此时，柱网内中部区域即图3菱形次梁所围区域同样考虑空调管线、通风管线占用高度300mm，吊顶厚度100mm，则该区域吊顶底面至楼面的净高度为2.725m，较传统十字形次梁布置方式的净高度2.25m高出475mm，参见图4。图4中，楼板下面的实线表示本发明的吊顶位置，虚线表示传统十字形次梁楼板的吊顶位置，两者对比可知，本发明的悬次梁板框架结构较大程度增加了室内净使用高度，减少因板跨中部存在次梁而导致降低吊顶带来的压抑感，使得室内空间大气、挺拔，提高室内使用品质和舒适度。
以上通过实施例对本发明进行了详细介绍，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。