淺談地下室底板無梁樓蓋的設(shè)計(jì)2

1、淺談地下室底板無梁樓蓋的設(shè)計(jì)（作者：歐陽蘇登）【摘要】本文結(jié)合理論、規(guī)范和工程實(shí)例，總結(jié)地下室底板無梁樓蓋設(shè)計(jì)的一般步驟?！娟P(guān)鍵詞】地下室底板 無梁樓蓋 PKPM-SLABCAD前言：地下室在民用建筑中應(yīng)用越來越廣泛（特別是高層建筑），一般用作地下商場、停車場以及人防設(shè)施。在多雨的廣東地區(qū)，地下室底板經(jīng)常承受水浮力作用，防水抗?jié)B要求地下室底板板厚比較厚，板厚不少于250mm, 無梁樓蓋是由樓板、柱和柱帽組成的板柱結(jié)構(gòu)體系，樓面荷載直接由板傳給柱及柱下基礎(chǔ)。無梁樓蓋的特點(diǎn)是板厚比較厚，樓蓋比較重，有利于提高結(jié)構(gòu)的抗浮能力，在施工方面，采用無梁樓蓋結(jié)構(gòu)形式有省磚模、樓面鋼筋綁扎方便，設(shè)備安裝方便等

2、優(yōu)點(diǎn)，從而大大提高了施工速度。因此，無梁樓蓋在地下室底板的應(yīng)用越來越廣泛了，本文主要針對(duì)地下室底板無梁樓蓋的設(shè)計(jì)，結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件08版PKPM-SLABCAD，談?wù)勛约旱囊恍┰O(shè)計(jì)心得。一由抗?jié)B等級(jí)、設(shè)防水位、地下室側(cè)壁壁厚初步定底板板厚1.由地下室的埋置深度確定防水混凝土的設(shè)計(jì)抗?jié)B等級(jí)，根據(jù)地下工程防水技術(shù)規(guī)程第條表 防水混凝土設(shè)計(jì)抗?jié)B等級(jí)工程埋置深度H(m)設(shè)計(jì)抗?jié)B等級(jí)H<10P610H<20P820H<30P10H30P122.由地下室的設(shè)防水位確定水頭高度H1，H1=設(shè)防水位標(biāo)高-底板板底標(biāo)高表1.水頭板厚比H1/t與抗?jié)B等級(jí)的關(guān)系水頭板厚比H1/t抗?jié)B等級(jí)（Mpa）

3、<10101515252535>353.側(cè)壁與底板（基礎(chǔ)）連接，底板（基礎(chǔ)）視為側(cè)壁的固定支承時(shí)，底板（基礎(chǔ)）的厚度必須大于池壁，。工程實(shí)例：工程概況：某工程位于中山東區(qū)，一層地下室車庫，室外地面標(biāo)高-0.100m,地下室底板板面標(biāo)高-3.300m,設(shè)防水位為-0.300m.樓梯間在首層±0.00m處無樓板，樓梯間外墻為懸臂構(gòu)件。暫定底板板厚300mm。工程埋置深度H約為（）m,根據(jù)表，底板的防水抗?jié)B等級(jí)為P6；水頭高度H1=(-0.300)-（-3.3-0.300）3.3m,根據(jù)表1，H1/t10,t330mm,暫取板厚t=350mm樓梯間外墻的計(jì)算模型為一端固端一端由

4、的懸臂構(gòu)件，通過構(gòu)件計(jì)算得樓梯間外墻的合理壁厚為350mm,故與樓梯間外墻相連的底板的板厚取1.21.5倍側(cè)壁壁厚，由于該工程地基土質(zhì)較好，故該部份底板板厚t取450mm.二板面荷載計(jì)算1、底板強(qiáng)度撓度裂縫主要受兩種荷載工況控制，向下力（自重、一般使用活荷載）控制和向上力（浮托力）控制兩種主要工況。計(jì)算底板配筋時(shí)，底板層的各種荷載的分項(xiàng)系數(shù)的取值如下：.計(jì)算向下力控制的工況時(shí)：.當(dāng)活載起控制作用時(shí)： 恒載（主體結(jié)構(gòu)、裝飾面層等自重）G1：1.20； 活載Q1：1.40。 .當(dāng)恒載起控制作用時(shí)： 恒載（主體結(jié)構(gòu)、裝飾面層等自重）G1：1.35； 活載Q1：。.計(jì)算向上力控制的工況時(shí)： .浮托力以

5、活載輸入（當(dāng)?shù)叵滤蛔兓瘎×視r(shí)）： 浮托力：1.40； 對(duì)抗浮有利的主體結(jié)構(gòu)自重：； 對(duì)抗浮有利的非主體結(jié)構(gòu)自重（如裝飾面層）和活荷載：0； 對(duì)抗浮不利的活荷載1.40。 . 浮托力以恒載輸入（當(dāng)?shù)叵滤蛔兓淮髸r(shí)）： 浮托力：1.35； 對(duì)抗浮有利的主體結(jié)構(gòu)自重：； 對(duì)抗浮有利的非主體結(jié)構(gòu)自重（如裝飾面層）和活荷載：0； 對(duì)抗浮不利的活荷載1.40。由于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)計(jì)算程序不能針對(duì)個(gè)別樓層的不同荷載設(shè)置不同的荷載分項(xiàng)系數(shù)，所以向上向下要分開兩次計(jì)算，程序統(tǒng)一按上部結(jié)構(gòu)計(jì)算的要求設(shè)置分項(xiàng)系數(shù)，底板層的荷載分別按照等效原則輸入等效荷載，取兩次計(jì)算結(jié)構(gòu)的較大值配筋。接上述工程實(shí)例，以08版PKPM

6、的SLABCAD為例：,車庫柱網(wǎng)尺寸不小于6mx6m計(jì)算向下力控制的工況：恒載G1=結(jié)構(gòu)板自重+裝飾面層等自重kN/m2活載Q1 kN/m2 當(dāng)活載起控制作用時(shí):1.2*G1+1.4*Q1=12*10.25+1.4*=1 kN/m2 當(dāng)恒載起控制作用時(shí): 1.35*G1+1.0*Q1=1.35*10.25+1.0*= kN/m2 故該由于08版PKPMSLABCAD已考慮結(jié)構(gòu)樓板自重，故模型輸入荷載如下：板面均布 kN/m2（裝飾面層等自重） kN/m2板跨內(nèi)墻體自重及其他活載在模型中以板上恒載、板上活載輸入 計(jì)算向上力控制的工況時(shí)： 由于本工程地下水水位比較穩(wěn)定，浮托力以恒載輸入： 浮托力F

7、=-*H1=-10*3.3=-33 kN/m2 (荷載作用方向向上) 自重G22（荷載作用方向向下），模型荷載以負(fù)值輸入計(jì)算結(jié)果有時(shí)不合理，故習(xí)慣上將向上的荷載（負(fù)值）按向下的荷載（正值）輸入，計(jì)算結(jié)果，板面與板底對(duì)調(diào)。 由于08版PKPMSLABCAD已考慮結(jié)構(gòu)樓板自重,故計(jì)算向上合力時(shí)按向下荷載輸入時(shí)，還需扣除多一遍板自重，模型輸入的等效荷載如下：F1 kN/m2三PKPM模型的建立與SLABCAD有限元分析計(jì)算 1.PM模型輸入中，無梁樓蓋除樓板周邊和局部高差處布置結(jié)構(gòu)梁外，其余的一般布置虛梁。邊梁的截面尺寸，梁寬不宜小于板厚，梁高不宜；虛梁的截面尺寸為100x100mm,虛梁的作用有兩

8、點(diǎn)，其一是為了SlabCAD軟件在接PMCAD前處理過程中能自動(dòng)讀取到樓板的外邊界信息，其二是為了輔助樓板單元的劃分，虛梁沒有剛度。模型只有在柱與柱、墻與墻、墻與柱之間布置虛梁，其余有磚墻或其他荷載的位置在SLABCAD前處理中以板上荷載輸入，虛梁的布置應(yīng)盡量使所形成的板塊形狀規(guī)則（幾何邊數(shù)不宜超過5邊），同一節(jié)點(diǎn)不宜太多根梁拉結(jié)。 2. SLABCAD前處理包括補(bǔ)充建模信息，輸入荷載、約束、位移信息，布置預(yù)應(yīng)力筋,單元?jiǎng)澐旨吧蓴?shù)據(jù).。.“參數(shù)輸入”中的單元?jiǎng)澐挚刂崎L度Dmax的取值與計(jì)算精度密切相關(guān)，有時(shí)還影響到房間是否能被劃分，取較小的Dmax可得到較高的計(jì)算精度，但相應(yīng)的計(jì)算量會(huì)增加。

9、同時(shí)若Dmax取值過小，會(huì)因應(yīng)力集中而導(dǎo)致樓板支點(diǎn)處的負(fù)彎矩過大、失真。Dmax應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模、柱網(wǎng)間距、柱帽大小而定，對(duì)于一般工程而言，可取Dmax6001500mm，程序隱含Dmax=1000.“樓板修改”中的柱帽形式有四種：無頂板柱帽、折線頂板柱帽、矩形頂板柱帽1和矩形柱帽2，由于地下室頂板的柱帽一般為基礎(chǔ)，故通常采用矩形頂板柱帽2。模型中有砼柱的地方才能輸入柱帽，有時(shí)因?yàn)檎w抗浮需要，部份樁可能均勻布置在板跨中而非柱下，這時(shí)可以在樁位處輸入砼柱模擬樁，然后輸入柱帽；對(duì)于有剪力墻的結(jié)構(gòu)，剪力墻底下也無法輸入柱帽，通常的處理方法是：.板跨比較小，則不輸入柱帽，以無柱帽無梁樓蓋計(jì)算；.板跨較

10、大，計(jì)算底板是可以在剪力墻中輸入砼柱來輸入柱帽。平面幾何形狀非矩形的基礎(chǔ)需簡化成矩形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)形狀不同，其簡化方法也不同，若基礎(chǔ)為正多邊形，可簡化成正方形，一般用其內(nèi)切圓的面積開方得正方形邊長；若基礎(chǔ)切割掉一小部份能成為矩形基礎(chǔ)，則取切割后規(guī)則的基礎(chǔ)為柱帽輸入模型。.“生成數(shù)據(jù)”中的“布筋方向”往往容易被忽略，“布筋方向”的作用有兩個(gè)：一是在單元?jiǎng)澐值膯卧螤顑?yōu)化過程中，考慮布筋方向約束條件，使盡可能多的單元邊界平行（或垂直）于布筋方向，以利于預(yù)應(yīng)力等效荷載的導(dǎo)算；二是在配筋計(jì)算時(shí)按平行（或垂直）于布筋方向計(jì)算板的配筋。實(shí)際配筋方向最好能和模型的“布筋方向”一致，否則，實(shí)際配筋需根據(jù)配筋計(jì)算結(jié)

11、果按模型“布筋方向”與實(shí)際配筋方向的角度進(jìn)行換算。3. SLABCAD有限元分析計(jì)算 SLABCAD計(jì)算參數(shù)輸入中，一般有地下水的樓板，板底的保護(hù)層厚度為50mm.板頂為20mm,但在計(jì)算向上力的作用時(shí)，由于向上的作用力在模型中是以向下力的方式輸入，板頂與板底對(duì)調(diào)，故板頂?shù)陌搴駷?0mm,板底為20mm. 通過“繪等值線”來初步判斷計(jì)算結(jié)果的合理性：顯示板面支座配配筋時(shí)，等值線應(yīng)在柱間板帶處比較集中；顯示板底筋時(shí)，等值線應(yīng)在跨中集中；同邊界條件和受荷情況下，跨度大的比跨度小的配筋要大，跨度差不多的配筋應(yīng)相近； 同跨度和受荷情況下，邊跨配筋應(yīng)比內(nèi)跨配筋要大； 同跨度和邊界條件下,荷載大的配筋應(yīng)比

12、荷載小的配筋要大. 通過“標(biāo)注極值”查看每個(gè)房間內(nèi)板的撓度或內(nèi)力的最大、最小值，了解最大擾度是否超限，鋼筋是否配得下。通過“標(biāo)注點(diǎn)值”查看每個(gè)房間內(nèi)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的撓度、內(nèi)力值、配筋，進(jìn)一步判斷計(jì)算結(jié)果的合理性，是否存在應(yīng)力集中，板厚是否經(jīng)濟(jì)合理（一般以板面柱間板帶處及板底跨中處的配筋值大部分接近板的構(gòu)造配筋值，小部份超出構(gòu)造配筋為合理）四地下室底板的構(gòu)造要求 1、地下室底板當(dāng)要滿足防水、抗?jié)B要求時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)成防水混凝土。防水混凝土通過調(diào)整配合比，摻加外加劑、摻合料配制而成，抗?jié)B等級(jí)不得小于P6；厚度不少于250mm；裂縫寬度不得大于，并不得貫通；迎水面的鋼筋保護(hù)層不少于50mm。 2、防水混凝土結(jié)構(gòu)底板的墊層，強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)小于C15，厚度不應(yīng)少于100mm，在軟弱土層中不應(yīng)少于150mm。 3、當(dāng)?shù)叵率业装宓纳炜s縫的間距超規(guī)范要求時(shí)，應(yīng)采取有效的抗裂措施，如：添加微膨脹劑，使混凝土成為補(bǔ)償收縮抗裂混凝土；加大結(jié)構(gòu)的構(gòu)造配筋率；嚴(yán)格把好原材料質(zhì)量關(guān)；嚴(yán)格混凝土的澆搗、養(yǎng)護(hù)等。4、地下室底板配筋宜細(xì)而密，鋼筋間距宜在100200mm范圍內(nèi)。五結(jié)語本文主要闡述了自己對(duì)地下室底板無梁樓蓋設(shè)計(jì)過程的一些認(rèn)識(shí)體會(huì)總結(jié)。限