(完整版)地下車庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算實(shí)例

地下車庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算實(shí)例［摘要］本文通過(guò)上海某樓盤地下車庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例，參考了國(guó)內(nèi)相應(yīng)的規(guī)范和規(guī)程，并比較與分析了不同的車庫(kù)頂板以及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案。［關(guān)鍵詞］地下室外墻；無(wú)梁樓蓋；梁板式樓蓋；筏板；抗沖切；抗剪；抗?。坏鼗休d力本工程為上海某樓盤獨(dú)立地下車庫(kù)，地下一層，上部設(shè)綠化覆土帶。車庫(kù)頂板采用無(wú)梁樓蓋加柱帽結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用獨(dú)立柱基加抗水板的做法。以下為該地下車庫(kù)的設(shè)計(jì)計(jì)算分析過(guò)程：一、抗浮驗(yàn)算由于本工程為一層獨(dú)立地下室，因此該地下車庫(kù)需要進(jìn)行局部抗浮計(jì)算，取單個(gè)混凝土柱子進(jìn)行驗(yàn)算。水浮力F=hATOC\o"1-5"\h\zww其中，丫取10KN/m2；h為地下室底板標(biāo)高至地下水位標(biāo)高之間的距離；A為單根柱子所屬底板面積?？垢×G=（G+G+G+G）A+F+F+F1234123其中，G為頂板上覆土重荷載（包括地下水自重）；G為頂板自重荷載；G為底板自重荷載；123G為底板上素砼面層荷載；F為柱自重；F為頂板柱帽重；F為底板柱帽重。（如有底板外挑壓4123土自重應(yīng)考慮進(jìn)行）分別根據(jù)上海市工程建設(shè)規(guī)范《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》［1］DGJ08-ll-2010（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》）12.3.2條以及《高層建筑筏形與箱形基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》［2JGJ6-2011的5.5.4條規(guī)定，滿足1.05Fw<EG即無(wú)須設(shè)置抗拔樁。（取1.05為綜合考慮有關(guān)規(guī)范規(guī)定所選取的經(jīng)驗(yàn)值）二、地基承載力驗(yàn)算以基底持力土層的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算地基承載力（考慮深度修正），并以此計(jì)算值作為本次設(shè)計(jì)的地基承載力設(shè)計(jì)值。根據(jù)《規(guī)范》5.2.3-1求得f=（1/2）Nb+Nd+NCdrrqq0ccd上部荷載作用下地基凈反力為工N/A=dh應(yīng)小于f,（刀N為基本組合）則地基承載力wd滿足要求。三、地下室外墻計(jì)算地下室外墻計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)下圖，取外墻單位長(zhǎng)度為計(jì)算單元。首先應(yīng)求出土壓應(yīng)力P「與P=K(P+h+h)+h;P=P+h+h1001sat2w221w3sat3其中靜止土壓力系數(shù)K=1—sin，P為地面荷載，一般取10KN/m2，Y為無(wú)地下水土體00sat重度，丫為土體飽和重度，丫為水重度。（P、P為設(shè)計(jì)值）sat根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》內(nèi)力計(jì)算內(nèi)容算得最大正彎矩M+max⑶關(guān)于單跨梁的以及最大負(fù)彎矩[4]M-。然后根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊(cè)》凹查得A。maxS接下來(lái)應(yīng)驗(yàn)算外墻裂縫寬度，取正負(fù)彎矩中較大值進(jìn)行驗(yàn)算。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》⑸GB50010-2010（以下簡(jiǎn)稱《砼規(guī)范》）7.1.4-3求得sq永久值;應(yīng)用應(yīng)用M，其中，M為最大彎矩的準(zhǔn)q0.87hAo《砼規(guī)范》《砼規(guī)范》)7.1.2—4得teAsAte）7.1.2-2求裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù):

=1.1—0.65tktes應(yīng)用《砼規(guī)范》）7.1.2-1求最大裂縫寬度:od—（1.9c+0.08爲(wèi)）；maxcrEs，maxcrste按最不利考慮，當(dāng)z=O.87h0時(shí)，（z為縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)至截面受壓合力點(diǎn)的距離，且不大于0.87h0）x=0.26h0；則受彎構(gòu)件表面處的最大裂縫寬度為：smax=smax=(h-x)/(h0-x)，該值應(yīng)小于0.2mmomax四、車庫(kù)頂板結(jié)構(gòu)選型及計(jì)算車庫(kù)頂板結(jié)構(gòu)形式目前主要有傳統(tǒng)的梁板式結(jié)構(gòu)和無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)等。梁板式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是施工工藝較為成熟，現(xiàn)代地下車庫(kù)空間較大，柱距也較大，采用一般梁板式結(jié)構(gòu)時(shí)，由于梁截面高度大，機(jī)電管道需要在梁下通行，從而加大了對(duì)層高的要求；而無(wú)梁樓蓋是一種雙向受力

樓蓋，在樓蓋中不設(shè)梁，樓板與柱構(gòu)成板柱結(jié)構(gòu)體系，具有整體性好，建筑空間大的特點(diǎn)，近年來(lái)發(fā)展較為迅速。目前根據(jù)很多已建項(xiàng)目可知，同樣的項(xiàng)目梁板式結(jié)構(gòu)與無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)形式在混凝土用量上幾乎接近，而在鋼筋用量上無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)明顯較梁板式結(jié)構(gòu)節(jié)省。U上審酚睥中蛆能U上審酚睥中蛆能F覽上罩tl事！14-ie?￡T卑1.頂板配筋計(jì)算（地下水位高于地下室頂板）通常頂板配筋須經(jīng)有限元分析軟件進(jìn)行計(jì)算而得，這里僅介紹簡(jiǎn)單的手算復(fù)核方法。頂板面荷載P=P+P「P=P+Yh-Yh其中,0土水0土1w2P為地面荷載，一般取10KN/m2；Y取0w10KN/m2；h為地下室頂板至地面標(biāo)高之間的距離；h12為地下室頂板至地下水位標(biāo)高的距離。（該荷載為設(shè)計(jì)值）滿足設(shè)計(jì)計(jì)算條件有：1）每個(gè)方向至少有3個(gè)連續(xù)跨；2）任一區(qū)格內(nèi)的長(zhǎng)邊與短邊之比不大于2；3）同一方向上的相鄰跨度的中至中跨長(zhǎng)的變化不超過(guò)較長(zhǎng)跨內(nèi)的1/34）活荷載與靜荷載之比W3；若滿足以上條件，則:C)2x方向總彎矩設(shè)計(jì)值M=1Pl(l-2C)2；y方向總彎矩設(shè)計(jì)值M=1C)2其中，08yx308xy其中，/、l為兩個(gè)方向的柱距；P為頂板面荷載；C為柱帽的計(jì)算彎矩方向的有效寬度xy1柱上板帶和跨中板帶彎矩分配值（表中系數(shù)乘ly1柱上板帶和跨中板帶彎矩分配值（表中系數(shù)乘ly表1M0，當(dāng)51.5時(shí),l可近似采用）截面位置柱上跨中板帶端邊支座截面負(fù)彎矩0.480.05跨中正彎矩0.220.18第一個(gè)內(nèi)支座截面負(fù)彎0.500.17

支座截面負(fù)彎矩0.500.17跨中正彎矩0.180.15內(nèi)跨求得M°后，可根據(jù)x二h0（1-1-每米跨配筋面積；也可根據(jù)近似公式As然后按計(jì)算墻體相關(guān)公式計(jì)算裂縫,2求得M°后，可根據(jù)x二h0（1-1-每米跨配筋面積；也可根據(jù)近似公式As然后按計(jì)算墻體相關(guān)公式計(jì)算裂縫,2?頂板抗沖切承載力驗(yàn)算F=工N-Flfbh2）求出相對(duì)受壓區(qū)高度，然后根據(jù)As=0M=求得。0.9hf0y注意板面控制裂縫寬度為0.2mm,板底為0.3mm。其中，F(xiàn)為集中反力設(shè)計(jì)值；工N=N+N；（N為柱距范圍內(nèi)上部傳至頂板的荷載設(shè)l121A計(jì)值，N為柱本身自重）F=PS；（P為上部板面荷載設(shè)計(jì)值，S二（L+—）2或（2L-H）2）21^222uh，當(dāng)該式不滿足，則應(yīng)用《砼規(guī)范》）5.3-1m0應(yīng)用《砼規(guī)范》）6.5.1-得F<0.7fhtl得F<1.2fuh并且滿足該式。然后根據(jù)要求，如配置箍筋、彎起鋼筋時(shí)，則應(yīng)滿足（《砼規(guī)范》6.5.3-2）；F<0.5fuh+0.8fA+0.8fAsinltm0yvsvuysbu從而求得箍筋或彎起鋼筋。五、車庫(kù)底板結(jié)構(gòu)選型及計(jì)算該地下車庫(kù)采用獨(dú)立柱基抗水板時(shí)，可以降低地下室層咼，減少基礎(chǔ)埋深、墻咼、外墻防水面積、土方及護(hù)坡、降水及抗浮費(fèi)用，以及減少了因基礎(chǔ)反梁需回填的材料和工序。與傳統(tǒng)采用梁板式筏基的綜合比較表明，有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。1.底板配筋計(jì)算（地下水位高于地下室底板）采用獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板的做法時(shí)，柱下獨(dú)立基礎(chǔ)承受上部結(jié)構(gòu)的全部荷載，防水板僅按防水要求設(shè)置。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的沉降受很多因素的影響，很難準(zhǔn)確計(jì)算，因而其沉降引起的地基土對(duì)防水板的附加反力也很難準(zhǔn)確計(jì)算，所以現(xiàn)提供一種比較實(shí)用的近似算法。當(dāng)防水板承受的向上反力可按上部建筑自重的10%加水浮力計(jì)算，即

防水板面荷載P=P+P=P+YhN水N水1其中，P為上部建筑自重的10%除以防水板面積（由D+L讀?。?；丫取10KN/m2；h為地Nw1下室底板至地下水標(biāo)高之間的距離。（該荷載為設(shè)計(jì)值），然后參照頂板配筋的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。2獨(dú)立基礎(chǔ)配筋計(jì)算地下室采用獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板的做法時(shí)，柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法無(wú)地下室的多層框架結(jié)構(gòu)相類似。獨(dú)基配筋應(yīng)按上部結(jié)構(gòu)整體計(jì)算后輸出的底層柱底組合內(nèi)力的設(shè)計(jì)值中的最不利組合進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。同時(shí)為減少柱基礎(chǔ)沉降對(duì)防水板的不利影響，在防水板下宜設(shè)一定厚度的易壓縮材料，如聚苯板或松散焦渣等，而這時(shí)的獨(dú)基除承受上部結(jié)構(gòu)荷載及柱基自重外，還應(yīng)考慮防3?底板抗沖切3?底板抗沖切承載力驗(yàn)算F=工N-PA-F1w其中，F(xiàn)為集中反力設(shè)計(jì)值；/N=N+N；（N為柱距范圍內(nèi)上121部傳至頂板的荷載設(shè)計(jì)值，N為柱本身2自重）；P為基礎(chǔ)底面基底反力設(shè)計(jì)值;TOC\o"1-5"\h\zF=1.2hA；（丫取10KN/m2,h為ww11地下水位到底板底的距離，A二(L1+2)2或(2L2-HJ)當(dāng)該式不滿足，則應(yīng)用《砼規(guī)范》6.5.3-1則應(yīng)滿足（《砼規(guī)范》6.5.3-2）；應(yīng)用