探讨地下室顶板结构设计方案比较

第３９卷第２２期　２　０　１　３年８月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．３９　Ｎｏ．２２　Ａｕｇ．　２０１３　・４３・　

文章编号：１００９－６８２５（２０１３）２２－００４３－０３　

某小区地下室顶板结构方案经济性比较　

钟俊杰　

（上海华都建筑规划设计有限公司，上海２０００９２）　

摘要：以某小区地下室顶板结构布置为例，对十字梁布置、单向双梁布置、井字梁布置三种方案进行了计算分析，并从经济性、结　

构合理性、配筋等方面对各方案进行了比选，得出“单向双梁为主，结合井字梁”的方案最佳。　关键词：地下室顶板，结构方案，经济性　

中图分类号：ＴＵ３７５．２　文献标识码：Ａ　

１　工程概况　本小区地下室车库与各单体脱离，之间以连通道连接。左右　

两排单体间为主要停车库，跨度以８．０　ｍ为主，宽为５跨（东西方　向），南北方向较长，跨数较多，拟分段处理（见图１）。主楼南北　

立面之间为窄条型车库，中间为８．０　ｍ一跨，左右两边各有４　ｍ一　跨。车库顶板覆土以１．２　ｍ厚为主，局部区域有消防车道。建筑　

方案中预留给结构的净高为１　ｍ。拟按普通荷载作用（活载为行　车荷载）和消防荷载作用（活载考虑消防车），对十字梁布置、单向　

双梁布置、井字梁布置三种顶板结构方案进行比对（见图２），寻　找最经济合理的方案。　

２计算模型　图１某小区地下车库平面图　２．１　计算程序　

在ＰＫＰＭ，ＰＭＣＡＤ中建立结构计算模型、输入荷载，ＳＡＴＷＥ　

中计算结构内力生成配筋，在ＳＴＡＴ—Ｓ（工程量统计）中统计钢筋与　混凝土用量。　

■＝＝＝＝＝＝ｑ？＿ｚｚｚ＝＝＝Ｉｔ　■＝＝＝＝　＝＝＝＝　＝＝＝＝■　■＝＝＝Ｚ￣ＺＺＺ＝　＝２－－■　：　：　：：　：：　：：　：：　：：　：：　：：　：：　：：　：：　：ｆ　：：　：：　：：　：　：：　：：　：：　：：　：：　：：　：ｊ　：　：　：　：：　：：　：Ｆ…　…　—　：　：｝一一　＃…一　：　：　＋Ｈ：ｌ　：：　：　：：　ｊ　ｊｊ　：：　：：　：　：　：：厘：：　：：　｝：　：　—　Ａ　ｔ－一　一　：　：：　：：　：：　：：　：：　：：　：：　：：　：：　：：　：：　ＩＩ　＝＝＝　ＩＩ＝＝＝＝　横向量　＝　ＩＩ　＝＝＝＝　ｎＺＺＺＺＺ５２２－：．－－　２＂２２－－＂　Ｉｔ　＝＝＝＝　＝＝＝＝　ｔ　＝＝＝■　ｔ＝＝＝＝　＝：＝＝　ｔ＝＝＝＝　＝＝＝＝　＝＝＝＝■　ａ）十字梁布置　ｂ）单向双梁布置　ｃ）井字梁布置　图２顶板结构布置方案图　２．２计算原则　

建筑结构　

探讨地下室车库顶板结构的优化设计　四日囫　圈：　

摘要：结构优化设计是近年来随着房地产市场的发展而日益得到重视的成本控制方，同时合理降低土建成本、节约无效投资，也　

是节约型社会的要求。结构优化设计可分成不同阶段，如结构选型阶段、设计优化阶段、施工控制阶段等。对此，设计研究人员已经　

进行了一定的讨论，如通过方案阶段的选型控制、模糊综合评判方法等分析结构选型阶段的结构优化设计方法；吴时适等利用平衡　

原理讨论三层地下室底板优化；马宏旺等比较了结构造价和失效概率之间的近似关系。　

关键字：地下室结构优化设计　

目前大中城市的住宅区和一些公共建筑规模都比较大，地下室多数用做　

商场、餐厅、汽车库等大空间房屋。且大部分的上部建筑与地下室不设永久　

缝，地下一层顶板作为上部结构的嵌同部位，按现行规范规定，应采用梁板式　

结构。　

本文主要对顶板采用梁板式结构，在不同荷载情况下经济性做比较，以　

供类似项目控制土建成本提供经验参考。条件１：某单层地下车库，顶板覆土　

１．５米，恒载按２７ＫＮ／Ｍ　，活载按４．０ＫＮ／Ｍ　，梁、板、柱的混凝土等级为Ｃ３５，柱网　

为６．６Ｘ８．４，５排５列，抗震等级为四级。采用大板时，板厚取３００ｒａｍ，其他梁板式　

结构顶板厚均为１８０ｒａｍ。　

结构类别　含钢量（ＫＧ／Ｍ。）　含砼量（Ｍ３）　梁高　备注　

３５０Ｘ７５０　缺：混凝土Ｊ＿ｆｊ量大，配筋不　人扳　５６．２　４５０　３５０Ｘ９５０　经济（板厚３００）　

３００Ｘ７００　十宁粱　５ｌ　ｌ　３９８　３５０Ｘ８００　４５０Ｘ９５０　Ｋ跨布胃　３００Ｘ８５０　优：钢筋省　根次梁　４８　３７２　４５０Ｘ９５０　缺：次梁截面高　

长跨靠霹■　４８　８　３８７　３００Ｘ７５０　根次粱　４５０Ｘ９５０　

短跨布置＿Ｉ　３００Ｘ７００　根次粱　４７．８　３７８　优：次梁截面低　４５０Ｘ９５０　

条件２：某地下车库，顶板覆土１．５米，恒载按２７ＫＮ／Ｍ　，活载按４．ＯＫＮ／Ｍ　，　

建筑科技

《华东科技》 2020·6 159地下室顶板大板加腋结构设计探讨 马慈平 （杭州蓝天园林建设有限公司，浙江 杭州 310000） 摘要：近些年来，伴随对于地下空间逐渐开发应用，地下室深度和面积逐渐增大，所以对于地下室设计特别对于顶板大板加腋结构设计方面提出比较高需要。本文首先对地下室顶板梁板加腋的优势以及加腋大板结构原理做出分析，并结合工程案例对加腋大板结构设计与应用要点进行研究，进而使地下室的顶板大板加腋结构设计实现有效、经济以及合理。 关键词：地下室；顶板大板加腋；结构设计 伴随经济飞快的发展进步，城市建设中对于地下空间开发应用力度逐渐增加，大量综合办公楼、居住小区以及写字楼等类型建筑都配建了众多地下室当做停车场、功能房以及人防地下室。建设规模逐渐扩增，导致大面积的地下室逐渐增多，地下室的层数和深度持续上升。由于水文条件、周围环境以及地质条件等方面原因的作用，现阶段地下室的设计和施工当中遇见大量新技术问题需要解决。 1 顶板梁板加腋结构的优势 1.1 整体受力得到显著的改善 地下室的顶板结构需要承受较大的荷载，楼板厚度相对较大。如果需要将地下室顶板作为嵌固端，那么楼板的厚度不能低于180mm。为了使楼板的厚度优势得到充分的发挥，通常会适当增加楼板的跨度。如果采用1/35的高跨比进行设计，在板厚为200mm到250mm的情况下，板跨可以达到7.0m到8.75m。但是，如果在厚板中添加了次梁，那么厚板优势就不能得到有效发挥。对于加腋整间大板而言，可以将其视作拱壳空间结构，它的受力性能明显优于平面构件。 1.2 提高地下空间的开阔、美观效果 如果不在地下室上空设置吊顶结构，整个地下室的空间环境将得到显著的改善。 1.3 施工相对便捷 由于该结构不需设置次梁顶板，因而在模板安装、钢筋绑扎等环节中能够有效节省人力、物力。同时，由于施工工序得到简化，使得工程施工周期能够得到有效的控制。 1.4 经济技术指标更加合理 对于加腋整间大板结构而言，其内部构件的分布较为均匀，结构截面的选取相对合理，结构的受力状况比较均衡。相对传统地下空间结构而言，加腋整间大板结构施工期间所用的混凝土、钢筋等材料更少，因而有助于施工造价的控制，进而为施工企业创造更大的经济效益。 2 案例分析 2.1 工程概况 在进行某高层建筑的地下室结构设计期间，采用了框架结构形式。该地下室主要用作车库，整个地下车库的长度达到了210m，宽度方面为130m，地下室的高度设计为4m，主要用于车辆的停放。设计工作中，将每根柱子的间距设计为8m，并将地下室的顶板结构当作上部结构的嵌固部位。同时，在地下室的顶部位置，覆盖了厚度为1m的土体，并在上面种植相应的植物。在开展结构设计工作时，因为地下室顶板的上部空间覆盖了较厚的土层，最终采用的是加腋大板结构。设计期间，将工作重点放在框架主梁的设计方面，尽可能降低次梁的数量，并在顶板的主梁处采用竖向加腋的处理措施。 2.2 加腋大板结构设计 具体设计期间，通常参考结构的最大弯矩进行支座钢筋的设计。这样一来，就将导致支座两端区域的钢筋性能无法得到充分的发挥，板支座的跨中弯矩明显小于两端区域的弯矩。为了降低结构的用钢量，可以通过扩大支座受力截面的方式，降低支座的弯矩大小。这一过程中，不改变跨中板的厚度，并且不会增加结构自身的质量。加腋搭板系统的应用，能够有效满足上述要求。此外，该结构的使用能够降低混凝土的用量，减少支座弯矩的大小。通过加腋的方式，使板的截面增大，厚板与框架梁之间会成一个T形截面，而翼缘板与矩形梁腹板共同承担截面上的弯矩。在采用现浇法进行混凝土结构的施工时，柱网结构中无需进行次梁的设置，只需要在轴网中合理设置框架梁，这就是典型的加腋整间大板结构，该型式的楼板结构主要由平板组成。 计算发现，在变截面位置处板面弯矩相对较大，但等截面区域的弯矩较小。此外，计算发现加腋大板是结构弯矩的主要承担对象，因而设计工作中要对加腋大板的设计引起重视，充分发挥其截面优势。另外，在柱顶位置处的应力相对集中，梁支座的钢筋用量比较大。因而，在开展结构计算与设计工作期间，要结合工程的实际情况，对柱顶位置的配筋状况做出适当调整，提高结构设计的科学性。 2.3 基于不同顶板形式的经济性比较 采用加腋大板的设计方案所消耗的混凝土数量最多，但是钢筋的用量相对较小，这与工程施工用量基本保持一致。地下室设计施工期间，除了会用到加腋大板结构，还会用到其他类型的一些结构。其中，井字梁结构就是最为常见的结构形式之一。对于井字梁结构而言，需要将主梁截面的尺寸控制为400mm×900mm，所采用的次梁截面通常为250mm×650mm。在进行顶板设计工作时，所使用的混凝土等级为C30。另外，十字梁结构在地下室顶板设计与施工期间也有着广泛的应用。十字梁主梁的规格通常为400mm×900mm，次梁的规格通常为250mm×750mm。施工期间所用的混凝土等级，要和井字梁保持一致。通过对加腋大板结构设计方案的受力状况做出分析、计算之后，便可得出配筋参数。一方面，在本工程中，混凝土的用量大约是每平方米0.45m3，每平方米钢筋的用量约为37kg。另一方面，如果采用十字梁结构的设计方案，那么每平方米混凝土的用量大约是0.3m3，每平方米钢筋的用量大约是43kg。此外，如果采用井字梁结构的设计方案，每平方米混凝土的用量大约是0.34m3，钢筋的用量约为45kg。 2.4 具体构造措施分析 一方面，在开展板厚设计时，需要将地下室的柱网间距控制在8.0m到9.0m的范围内。对于梁边加腋高度的设计，应以板厚的2倍作为设计标准。另一方面，加腋斜率计算过程中，要将斜率范围控制在1:4到1:8左右。此外，在进行板底配筋工作时，宜根据跨中计算值以及最小配筋量进行配筋设计。如果板的厚度较薄，加腋位置处的斜筋可以按照最小配筋率进行设计。跨中底筋的搭接数值要控制在20d上下，加腋处斜筋的搭接长度亦是如此。 2.5 施工图设计程序 一般来说，可以将加腋大板结构的设计工作分为以下几个部分：其一，要结合工程的实际状况选取合理的梁截面、板截面形式，并以此为依据进行有限元模型的创建；其二，应用盈建科软件等软件创建等截面模型，对结构进行受力分析。其三，使用有限元软件对梁腹板所需承担的总弯矩进行计算，在此基础上开展配筋工作。其四，对T型梁翼缘配筋状况做出验算。同时，还要根据裂纹管理标准对裂纹宽度做出计算。 3 结语 随着建筑规模的不断增加，地下室空间越来越大。当前，地下室不仅可以用于车辆、设备的停放，同时还可将其改造成为地下购物中心或人防工程。加腋大板结构的应用，能够有效缩短施工周期、降低施工成本，并发挥其厚度方面的优势。因而，现阶段在开展加腋大板结构的设计工作期间，要从工程的实际需求出发，重点做好梁截面、板截面的设计与选型。同时，还要借助有限元模型对加腋大板结构的受力状况进行全面的分析，不断优化结构的受力状况，降低施工期间混凝土、钢筋等材料的用量，提高工程的经济效益。 参考文献： [1]赵耀宗.地下室顶板采用加腋大板体系结构设计案例浅析[J].企业技术开发,2018(14):21-23. [2]马鑫.建筑地下室顶板加腋大板体系结构设计分析[J].建材与装饰, 2018(37):78-79.

关于地下室顶板楼盖结构选型设计的探讨

摘要：设置地下室可以减轻结构自重，增大建筑使用空间，对抗震较为有利。针对地下室顶板楼盖的选型，关系到整个地下室设计的重点，同时也是一大设计工作的难点，本文结合地下室结构设计的特点，对其顶板楼盖结构选型设计进行了简要分析和讨论，希望可以促进地下室设计和施工水平的不断提高。

关键词：地下室；顶板楼盖；结构选型；设计；

0前言

伴随着我国房地产行业的迅猛发展，在房屋建筑中，越来越多的地下室工程得到应用，地下室的结构设计已经成为了房间设计中的重要组成部分，发挥着非常重要的作用。但是，由于地下室设计自身的特点以及结构功能性的不同标准，相关工作存在着一定的特殊性，例如，在地下室顶板楼盖设计中，需要从其荷载情况，对顶板的承载能力进行充分考虑，还需要在保证工程施工进度和施工成本的前提下，适当提升顶板楼盖的防渗和抗裂性能。在建造实践的地下室顶板的楼盖设计之中，涉及到建筑方案和结构方案的有机结合。要求对结构选型进行多方面的考虑，同时深入力学分析。合理的结构选型和设计，需要设计工作的使用功能性以及结构可靠性等前提基础之上兼顾经济合理指标，以进一步满足业主的需要。在设计工作实践中，设计师应对各种不同结构方案进行合理的分析，力求做到最优。

1地下室结构设计的特点

（1）结构荷载大：地下室基础取代了传统的基础形式，其顶板所承受的荷载相对较大，为了保证顶板的稳定性和安全性，一般覆盖有较厚实的土层；（2）柱网间距大：通常来讲，地下室柱网间距多在8-9m之间，部分可以达到10m以上，对于每一根柱体的承载能力有着较高的要求；（3）受专业空间要求限制：与地面建筑相比，地下是的层高相对较小，为了保证建筑整体的稳定，有着非常严格的控制，当地下室顶板梁截面高度较大时，如果加上设备和管道高度，则地下室的净高很可能会无法满足建筑专业要求，影响建筑的整体质量。