地下室底板無(wú)梁樓蓋的設(shè)計(jì)

地下室底板無(wú)梁樓蓋的設(shè)計(jì)

《建筑設(shè)計(jì)治理雜志》2023年第八期

1按《人民防空地下室設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》4.6.1條，人防地下室底板計(jì)算時(shí)可取獨(dú)立的單層樓板計(jì)算

由于目前PKPM構(gòu)造計(jì)算程序不能對(duì)底板的不同工況和方向的荷載設(shè)置不同的荷載分項(xiàng)系數(shù)，所以人防地下室底板向上向下要分開(kāi)3次計(jì)算，在程序計(jì)算時(shí)，分別按上面所提的3種狀況設(shè)置分項(xiàng)系數(shù)，底板層的荷載分別根據(jù)等效原則輸入等效荷載，取3次計(jì)算結(jié)果的較大值配筋。中信水岸城花園二期A區(qū)附建式人防地下室，以08版PKPM的SLABCAD為整體有限元分析計(jì)算：底板厚度t=450mm，水頭高度H1=4.35m，車(chē)庫(kù)柱網(wǎng)尺寸主要為8.1m×8.1m。1）計(jì)算平常向下力掌握的工況：恒載G1=構(gòu)造板自重+裝飾面層等自重＝0.45×25+1.5＝12.75kN/m2活載Q1＝4.0kN/m2，當(dāng)活載起掌握作用時(shí)：1.2×G1+1.4×Q1=1.2×12.75+1.4×4.0=20.90kN/m2，當(dāng)恒載起掌握作用時(shí)：1.35×G1+1.0×Q1=1.35×12.75+1.0×4.0=21.21kN/m2，故該工程恒載起掌握作用，恒載分項(xiàng)系數(shù)為1.35，活載分項(xiàng)系數(shù)為1.0，由于08版PKPM－SLABCAD已考慮構(gòu)造樓板自重，故模型輸入荷載如下：底板面均布恒載：1.5kN/m2（裝飾面層等自重）底板面均布活載：4.0kN/m2，底板跨內(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。2）計(jì)算平常水浮向上力工況時(shí)：本工程地下水水位較穩(wěn)定，故按恒載輸入：水浮力F=-γ×H1=-10×4.35=-43.5kN/m2（荷載作用方向向上）自重G2＝0.45×25＝11.25kN/m2（荷載作用方向向下）在PKPM－SLABCAD恒載分項(xiàng)系數(shù)設(shè)為1.35，底板計(jì)算將反向上的荷載按正向下的荷載輸入，把板面與板底計(jì)算結(jié)果對(duì)調(diào)，即人防地下室底板按倒無(wú)梁樓蓋計(jì)算。由于08版PKPM－SLABCAD已考慮構(gòu)造樓板自重，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，輸入的等效荷載如下：F1=F-G2-G2/1.35=43.5-11.25-11.25/1.35=23.92kN/m2。3）計(jì)算戰(zhàn)時(shí)向上力掌握的工況時(shí)：PKPM－SLABCAD恒載分項(xiàng)系數(shù)設(shè)為1.35，核爆等效荷載為1.0。恒載等效荷載同上：F1=23.92kN/m2，核爆等效荷載：F2=25.0kN/m2。

2簡(jiǎn)單樓板分析與設(shè)計(jì)軟件PKPM-SLABCAD有限元整體分析計(jì)算

2.1在PM模型中，無(wú)梁樓蓋除外邊墻下和局部高差處布置構(gòu)造梁外，其余均按100mm×100mm虛梁布置虛梁有兩點(diǎn)作用，一是為了樓板的外邊界信息在PMCAD前處理過(guò)程中能自動(dòng)讀取到，二是讓沒(méi)有剛度的虛梁幫助樓板單元的劃分。虛梁只布置在柱與柱、墻與墻、墻與柱之間，其余有磚墻或其他荷載的位置在SLABCAD前處理中轉(zhuǎn)化為板上均布荷載輸入，虛梁的布置應(yīng)盡量使所形成的板塊外形規(guī)章，同一節(jié)點(diǎn)不宜拉結(jié)太多根梁。

2.2SLABCAD前處理有補(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)等選項(xiàng)1）在“參數(shù)輸入”中的單元?jiǎng)澐终莆臻L(zhǎng)度Dmax的取值應(yīng)視工程規(guī)模、柱網(wǎng)間距、柱帽大小而定，取值過(guò)小，雖然可得到較高的計(jì)算精度，但卻增加很多計(jì)算量。同時(shí)計(jì)算應(yīng)力集中而使柱帽或支座處的負(fù)彎矩過(guò)大導(dǎo)致失真。對(duì)于本工程，取值Dmax=1000較適宜。2）在“樓板修改”中的柱帽形式有4種：無(wú)頂板柱帽、折線頂板柱帽、矩形頂板柱帽1和矩形柱帽2，由于地下室底板的柱帽為根底，故采納矩形頂板柱帽2。模型中有砼柱的地方才能輸入柱帽，對(duì)于有剪力墻的構(gòu)造，剪力墻底下無(wú)法輸入柱帽，處理方法是：板跨比擬小，則不輸入柱帽，以無(wú)柱帽無(wú)梁樓蓋計(jì)算；板跨較大，在剪力墻中輸入砼柱來(lái)輸入柱帽。平面幾何外形非矩形的根底需簡(jiǎn)化成矩形根底，根底外形不同，其簡(jiǎn)化方法也不同，若根底為正多邊形，可簡(jiǎn)化成正方形，一般用其內(nèi)切圓的面積開(kāi)方得正方形邊長(zhǎng)；若根底切割掉一小局部能成為矩形根底，則取切割后規(guī)章的根底為柱帽輸入模型。3）在“生成數(shù)據(jù)”中的“布筋方向”盡量平行或垂直，與實(shí)際配筋方向全都，否則計(jì)算結(jié)果應(yīng)按“布筋方向”與實(shí)際配筋方向之間的角度換算實(shí)際配筋。

2.3簡(jiǎn)單樓板分析與設(shè)計(jì)PKPM-SLABCAD的整體有限元計(jì)算在軟件的參數(shù)輸入時(shí)，人防地下室底板板底的愛(ài)護(hù)層厚度為50mm，板面為20mm，但在計(jì)算水浮及核爆向上力時(shí)，由于是以向下力的方式輸入替代向上的作用力，故模型輸入的板頂愛(ài)護(hù)層厚為50mm，板底為20mm。

2.4分析計(jì)算結(jié)果1）計(jì)算結(jié)果的合理性通過(guò)“繪等值線”來(lái)推斷：等值線在柱間板帶處比擬集中，表示板面支座的配筋；等值線在跨中集中，表示板底的配筋；當(dāng)邊界條件及所受荷載一樣時(shí)，大跨度的配筋要比小跨度的配筋大，相近跨度的配筋應(yīng)差異不大；當(dāng)跨度一樣及所受荷載一樣時(shí)，內(nèi)跨的配筋應(yīng)比外跨的配筋要??；當(dāng)跨度及邊界條件一樣時(shí)，荷載較小的配筋應(yīng)比荷載較大的配筋小。2）每個(gè)房間內(nèi)板的撓度或內(nèi)力的最大、最小值應(yīng)通過(guò)“標(biāo)注極值”查看，若有超限的最大擾度及超限鋼筋，準(zhǔn)時(shí)通過(guò)調(diào)整板厚或支座條件重新計(jì)算。3）每個(gè)房間內(nèi)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的撓度、內(nèi)力值、配筋應(yīng)通過(guò)“標(biāo)注點(diǎn)值”查看，更精確的查看推斷合理的計(jì)算結(jié)果，對(duì)存在應(yīng)力集中及板厚不經(jīng)濟(jì)合理狀況也應(yīng)準(zhǔn)時(shí)調(diào)整，重新計(jì)算分析，直至計(jì)算結(jié)果合理。

3人防地下室底板的構(gòu)造及配筋要求

1）人防地下室底板按《人民防空地下室設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》3.8防水要求，必需采納防水混凝土?，F(xiàn)行施工均使用攪拌站的商品混凝土為主，其防水混凝土通過(guò)試驗(yàn)調(diào)配，滿意設(shè)計(jì)要求的抗?jié)B等級(jí)不小于P6即可；厚度不少于250mm（本工程為450mm）；平常掌握工況的裂縫寬度不大于0.2mm，并不貫穿；戰(zhàn)時(shí)荷載掌握工況按強(qiáng)度掌握；底板板底的鋼筋?lèi)?ài)護(hù)層厚度為50mm。2）依據(jù)本場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土及鋼筋具微腐蝕性，構(gòu)造底板的墊層采納強(qiáng)度等級(jí)為C20的素混凝土，厚度為100mm。3）本工程地下室建筑為超長(zhǎng)，按標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置了多處1000mm寬伸縮及沉降后澆帶，后澆帶之間間距掌握在30m以?xún)?nèi)，并采納添加微膨脹劑的補(bǔ)償收縮抗裂混凝土；在兩層板筋間，附加了兩層Φ10@160板筋；并在說(shuō)明中提出嚴(yán)格檢查原材料的質(zhì)量、嚴(yán)控混凝土的澆搗及養(yǎng)護(hù)時(shí)間等。4）本人防地下室底板為臥置于根底上，且地基土質(zhì)較好，按《人民防空地下室設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》4.11.7條可適當(dāng)降低最小配筋率，且配筋宜細(xì)而密，鋼筋間距宜在100~200mm范圍內(nèi)，故在滿意平常掌握的要求下，配率取值約0.2%，通長(zhǎng)配筋為Φ14@160，局部較大邊跨及支座處加設(shè)附加鋼筋，間距對(duì)應(yīng)通長(zhǎng)筋也為160。5）人防區(qū)底板雙層鋼筋間均設(shè)Φ8@480mm×480mm的梅花狀布置拉結(jié)筋，小于標(biāo)準(zhǔn)要求的不大于500mm。

4結(jié)語(yǔ)

本文主要從工程實(shí)例動(dòng)身，闡述了對(duì)人