多层地下室底板的结构设计

各板带上的弯矩应乘 以 ０ ８的系数 。 ．
柱上板带和跨 中板 带弯矩分 配比例 （ ）
截面位置
内跨 ：
柱上板带 ７ ５ ５ ５
跨中板 带 ２ ５ ４ ５
支座截面负弯矩 跨 中正 弯矩
端跨 ：
第 一个 内支座截 面负弯矩 跨 中正弯矩 边支座截 面负弯矩
７ ５ ５ ５ ９ ０
与 Ｓ ＡＢ ＡＤ竖 向荷 载作 用下 有 限元分 析 的结果 进行 组合 Ｌ Ｃ 得 到计算设计 内力 ， 并进 而进行 板带设计 和验算 。①板 带划
分： 对于柱上板带一般建议取两侧间距 的 Ｌ ４ 本工 程柱上板 ／，
带宽度取 四桩 承台的宽度 ， 如下图所示 。②内力计算 ： 计算地 下室底板 时不考 虑水平 地震作 用 ， 仅考虑竖 向荷载作 用下 的
一
部分 ， 总平布置如右图 ， 地上建筑为三座 ３ 层 高层 ， ３ 结构采
用 剪力墙结构 ， 地下为 二层地下室 ， 基础为 预应 力管桩 ， 中 其 主楼部 分为桩筏 ， 房 部分 地下 室柱 距 多为 ７ ８ ８ ０ 和 裙 ．ｍｘ ．ｍ
７ ８ ９ ０ 柱下 为四桩 承台， ． ｍｘ ． ｍ； 承台高度约为 １ ５ 地下室抗 ． ｍ； 浮水位 为罗零 高程 ８ １ ０ 底板底标 高为罗零 一Ｏ １０ 由于 ．０ ， ． ０ ｍ，
板 面（ 图 ４ 。 如 ）
Ｖ
对 Ｙ方 向板 的总弯矩设计值为
一 ｑ （ － ２ ／ ）／ Ｃ ３ ８
②按等代框架计算垂直荷载作用下板的弯矩可按下表的
规定分配给柱上板带和跨 中板 带 ， 有柱帽 时支座弯 矩取刚域
边缘处的值 （ 如图 ５ ， ） 除边支座弯矩和边跨 中弯矩外 ， 配到 分
板及无梁楼盖两种结构形式方案分别作 如下计算 分析 比较 。
２ １梁板 式底 板 结 构 ．
裙房底板采用梁板式结构时 ， 根据本工程底板跨度 ， 可采 用大板和双 向设置肋 梁两 种形式 。采 用 ｓｔ 进 行计算 ， ａｗｅ 现 先就这两种结构形式方案进行 比较 ： ２ １ １采用 大板结构 ， ．． 结构布置及 配筋如 图 １ 根据地 下 ， 室抗浮水位进行试算 ， 因跨度及荷 载较 大， 考虑底板的裂缝 控 制， 底板厚度取 ５ ０ ５ ｍｍ， 梁高 为 ５ ０ ｌＯ ｍ。 ０ ×ｌ Ｏ ｍ ２ １ ２采用双 向肋 梁结构 形式 ， ．． 可采 用十 字交梁 和井 字 梁两种布置方式 ， 工程 跨度约 为 ８ 若 采用井 字梁布置 板 本 ｍ，
一 ｑ － ２ ／ ）／ （ Ｃ ３ 。ｓ
底板 向上荷载标准值 ：２ ２ ７ ９ ３ｋ ８ —３． —４ ． Ｎ／ｒ２ ｎ （） ２ 确定底板厚度 确定底 板厚 度时一般需考虑如下 因素 ：１底板 的抗渗 能 （） 力； 根据高规表 １． ． 基础 防水混 凝土抗渗等级与水头与混 ２Ｉ９ 凝 土厚 度的关系 。在确定底板厚度时可作为衡量其抗 渗能力 的一个 有益 的参 考 。如 本 工程 抗 渗 等级 取 Ｐ ， Ｏ Ｈ／ ＜ ８ １≤ ｈ １， ５ 可以初定底板厚度为 ６ ０ ０ ｍｍ。 （） ３ 底板的冲切承载力 ； 底板 的冲切承载力一般 指底板 在水压 荷载作 用下 ， 其抵 抗 冲切破坏 的能力 ， 由承 台冲切控制 。冲切锥体 的形 状通 常 为从底板底 与承台的交接 处沿 向墙 柱方 向 的 ４ ５度线 交于底
１ ８
福建建设科技
２ １ ． ． ０ ２Ｎｏ ３
■建 筑结 构
多层地下室底板 的结构设计
欧祥志 （ 福建 省 闽武建筑 设计 院有 限公 司
［ 摘
福建福 州
３０ １ ） ５ ０１
要］ 本文 结合 工程 实例 ， 对于高地下水位 的地 下室底板 ， 通过对梁板式结构 、 大板 结构和 无梁楼盖 的比较 分析 ， 出无 得 无 梁楼盖 梁板式底板 抗拔桩
■ 建筑 结构
福建建设科技 ２１． ｏ３ ０ ２Ｎ ．
１ ９
］
．
１
一 一
ｌ＊ 彝 厂］
既 ］
５０ １ ０ｘ
］
Ｌ！ 埔
９ ２ ／ ｔ ５ ５ ４
』Ｉ ｌ１ 强巍 － Ｉ
Ｉ
０
箍 激衄６８ 刖 １１ 坩 。０ 融
图 Ｉ 梁 板 式 （ 板 ） 构 平 面 大 结
梁楼盖在 重荷条件 下具有 的优越性 ； 阐述 了抗拔 桩的设计计算。
［ 关键词］ 地 下室底板
Ｔｈ ｔｕｃ ｕ ａ ｓｇ ｈｅｍ ｕ ｔ－ ｓｏ ｅ ａ ｅ ｅ ｔ ｅ ｓｒ ｔ ｒ ｌｄｅ ｉ ｎ ｏｆｔ ｌｉ ｔ ｒ ｙ ｂ ｓ ｍ ｎ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｃｏ ｂ ｎ ｄ ｗｉｈ ｅ ｇ ｎ ｅ ｉｇ ｅ ａ ｌ ， ｏ ｈ ａ ｅ ｅ ｔｆ ｕ ｄ ｔｏ ｌｂ ｆ ｒｈ ｇ ｎ ｅ ｇ ｏ ｎ ｔ ｒ ｌｖ ｌ ｏ ｐ ｒ ｔ ｅ ａ ｍ ｉ ｅ ｔ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｘ ｍｐ ｅ ｆ ｒ ｔ ｅ ｂ ｓ ｍ ｎ ｏ ｎ ａ ｉｎ ｓａ ｉ ｈ ｕ ｄ ｒ ｒ ｕ ｄ ｗａ ｅ ｅ ｅ ，ｃ ｍ ａ ａ ｉ — ｏ ｖ ｎ ｌ ｓｓ ｏ ｈ ｅ ｍ ｎ ｌ ｂ ｆ ｏ ｔ ｕ ｔ ｒ ，ｌ ｒ ｅ ｐ ｎ ｌ ｓ ｒ ｃｕ ｅ ａ ｄ ｇ ｒ ｅ ｌ ｓ ｌｏ ｓ ｍａ ｅ Ｔｈ ｕ ｅ ｉｒｔ ｏ ｉ ｅ ｌｓ ａ ｙ ｉ ｆｔ ｅ ｂ ａ ａ ｄ ｓａ ｌ ｒ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｇ ａ ｅ ｔ ｕ ｔ ｒ ｎ ｉ ｒｅ ｓ ｆ ｒ ｗａ ｄ ． ｏ ｄ ｏ ｅ ｓ ｐ ｒｏ ｉ ｆ ｒ ｇ ｒ ｒｅ ｓ ｙ ｄ ｆ ｏ ｎ ｈ ａ ｙ ｌ ａ ｏ ｄ ｔ ｎ ｗａ ｏ ｎ ． Ｔｈ ｅ ｉ ｎ ａ ｄ ｃ ｌｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｎ ｉｌ ｔｐ ｌ ｓ ｄ ｓ ｒｂ ｄ ｌ ｒｏ ｅ ｖ ｏ ｄ ｃ ｎ ｉｉ ｓｆ ｕ ｏ ｏ ｄ ｅ ｄ ｓｇ ｎ ａ ｃ ｌｔ ｆａ ｔ ｉ ｉ ｗａ ｅ ｃ ｉ ｅ ． ｏ ｆ ｅ
可借鉴板柱体 系常用 的等代框架 的思路 ， 对地 下室底 板划分
作者简介 ： 作者简介 ： 欧祥志（ ９ ８ １ ７—— ）男 ， ， 本科 ， 工程师 ， 结构设计
成柱上板带和跨 中板带进 行有 限元分析 ， 以计 算板 带的 内力
和配 筋 。
设计方法 如下 ： （） １ 确定荷载
基 础较 深 ， 下室 底板 承受水 浮力作 用 ， 地 水浮力 的荷 载约为
８ ｋ ｍ２ ２ Ｎ／ 。本文将主要探讨在 高水位 的条件 下 ， 对地 下室底
板的结构选 型和抗拔 桩的设计 计算 。
２地 下室 裙 房 部 分 底 板 结 构 设 计 方 案 确 定
现 以 柱 距 ７ ８ ８０ 为 例 ， 裙 房 部 分 地 下 室梁 板 式 底 ． ｍｘ ． ｍ 就
（ ） 内孔填芯混凝土 中的钢 筋作 为抗拔 桩 的受 力钢 筋 ５用
现在按照复杂 楼板 分 析与 设计 软件 ｓ ＡＢ Ａ Ｌ Ｃ Ｄ计 算结
果， 柱上板带支座截 面弯矩作 用下需 要配置 Ｏ ６ ５ （ 一 １ ＠１０ Ａｓ １４ ｍｍ２跨中板带跨中截面弯矩作用下需要配置 Ｏ ６ １０ ３０ ） １ ＠ ５
图 ５ 支座 负弯矩取值
当冲切不满足时 ， 在考虑 提高底 板厚度 前可先 考虑适 当
提 高承台的尺寸 ， 可获得 较优的经济指标 。
内力 ， 程序对板采用有限元 分析方 法得到各个 单元节 点的 内 力值 ， 根据各单元节点的值通 过插值 得到 与截 面相交 的各个 交点 的内力值 ， 之后通过这些 点 的值 进行积分 得到截 面的 内
¨
ｈ３０ ＝０
ｌ Ｗ １＠ ８ ． ¨ ￣ ２ １０ 翩妊 １０ ５ 自 ｔ ２ １０ ｜
¨
ｈ６０ ＝ ０
图 ２ 梁板式 （ 字交梁 ） 十 结构 平面
图 ３ 无 粱楼 盖式 结 构 平 面
按此方 案地 下室底板板厚取 ６０ ０ ｍｍ， 底板配 筋计算时荷
（） ４ 内力及配筋计算
（ 一 １ ４ ｍｍ２ 。 Ａｓ ３０ ）
时 ：口 Ｊ ｕ ｃ， Ｙ Ｌ ≥ ＿ Ａ ≥ ｍ ｎ
３ ３管 桩与承 台连接 大样 应符合 以下要 求 ， ． 抗拔管 桩顶 的填芯混凝 土应灌 注饱满 ， 灌注深 度 Ｌ ａ应 满 足上式 计算 且
Ｋｅ ｒｓ ａ ｅ ｎ ｏ ｎ ａｉｎ ｓａ ｙｗｏ ｄ ：Ｂ ｓ ｍｅ ｔｆ ｕ ｔｏ ｌｂ；Ｇｉｄ ｒｅｓｆｏ ｒ ｅ ｍ ｎ ｌｂ ｆ ｏ ； ｔ ｌｔｐｌ ｄ ｒ ｅｌｓ ｌｏ ；Ｂ ａ ａ ｓａ ｌ ｒ Ａｎ ｉ ｉ ｉ ｄ ｏ ｆ ｅ
１工 程 概 况
福 州乌龙江边江滨某 小 区 ， 本工程 为小 区的三期工 程 的
袖 Ｌ． Ｌ ＾ 。 ］
申Ｏ１Ｏ ５（） １Ｏ ０ ｌ０ ４
１ ２ ｆ ２ 槭 ５ ： ５ ７ 帕 ９ ５● 用 — — — —＾ ∞ ０ ９０ ｘ０
悻
一 一 —
●１Ｏ ５ Ｉ Ｄ１口 ）
］ ２董 ¨５ Ｉ２ ： Ｉ－ ＿ Ｊ ＿
． ．．一
●● 。 — ］ — ＿ ＿ Ｊ
力， 本工程 Ｘ向板带 内力计算结果 如下 图。
２ ０
福建建设科技
２ １． ． ０ ２ Ｎｏ ３
■ 建筑 结构
／ｒ ／ ／
．
／ｌ ／
／
．
｝＼柱幸翻 ＿１磐 。 ｘＩ巨 一． 上｜ 皇
一
哆妇 ×
Ｘ 柱喙 ● 方向
。
ａ． Ｈ ． —Ｏ． Ｑ－ ｅ Ｏ
跨度约为 ２ ６ 而地下 室底板厚度不 宜太薄 ， ． ｍ， 故该种形式 优 势不大 ， 因此拟 采用 十字交梁形式进行计算分析 ， 结构布置及
配筋如 图 ２ 。
２ ２无 梁 楼 盖 式底 板 ．
因本工程地下室柱距 比较均匀 ， 且纵 横两个 方 向跨度 适 中， 可考虑采用无梁楼盖设计 方法 ， 可利用柱下 四桩承 台可作 为柱 帽 ， 构平面 布置 图如 图 ３地 下室裙 房部分 比较规 则 ， 结 ，
．
啊
＼ 一 ＼ ～
． 啊
謦 ＼ ＿
； ● 一 ｝ ● ＾
ａ． ＂ ． 一 ａ． ａ一 ● ｏ
／、
Baidu Nhomakorabea
／
’
／ ／ ×
／
—
＿ ［
卜
Ｘ向 板带板带配筋图
Ｘ方 向板带划分 Ｘ向板带弯矩包络 图
ｎ ｎ
Ｘ向板带板 带配筋 图
③程序根据计算的 内力包络进行配筋及裂缝计算 。
２ ５ ４ ５ ｉ ｏ
③配筋计 算及 裂缝 验算
按上述算得的弯矩对柱 上板带各 截面进 行配筋设计 ， 并
＼ 切 ／ ＼冲 面 ／
图 ４ 承 台 对 底 板 冲 切 示 意 图
按强度计 算得到的配筋进行 裂缝验算 ， 中迎水 面裂缝 限值 其
为 ０２ ．ｍｍ （ 护 层 厚 度 为 ５ ｍ ， 水 面 裂 缝 限 值 为 保 ０ ｍ） 背 ０３ ． ｍｍ。一般情况下 ， 迎水 面的钢筋均 由裂缝控制 ， 根据 弯矩 大小 的不 同 ， 比相应 的强度计算配筋增大约 ２ ￣５ 。 可 ５ ０ （） ５ 电算方面 ， Ｋ Ｍ 系列 软件 （Ｏ ８版 ） Ｐ Ｐ ２０ 复杂楼 板分析 与设 计软件 Ｓ Ａ Ｃ Ｌ Ｂ ＡＤ可提供 板带设 计 的方 法 ， 核心理论 其 是采 用板 带划分方法 ， 取 Ｓ ＷＥ水平荷 载作用 下的 内力 提 ＡＴ
载计算如下 ：
水 浮力荷 载 ： ｌ ０ ． Ｃ ，一１ ×８ ２—８ Ｎ／ ２ｋ ｍ２ 底板 自重（ 含覆土 ） 荷载 ：． ×２ ＋ Ｉ５ ８ ． —３ ． ０ ６ ５ ． ＋１ ×０ ９ ２ ７
ｋ Ｎ／ ｍｚ
采用等代框架的简化方法计算 。具体步骤如下 ： ①计 算 ｘ， Ｙ两个方 向的总弯矩设计值 对 ｘ方 向板 的总弯矩 设计值 为