地下室底板無梁樓蓋的設(shè)計

地下室底板無梁樓蓋的設(shè)計

《建筑設(shè)計治理雜志》2023年第八期

1按《人民防空地下室設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》4.6.1條，人防地下室底板計算時可取獨立的單層樓板計算

由于目前PKPM構(gòu)造計算程序不能對底板的不同工況和方向的荷載設(shè)置不同的荷載分項系數(shù)，所以人防地下室底板向上向下要分開3次計算，在程序計算時，分別按上面所提的3種狀況設(shè)置分項系數(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算：底板厚度t=450mm，水頭高度H1=4.35m，車庫柱網(wǎng)尺寸主要為8.1m×8.1m。1）計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：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：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，恒載分項系數(shù)為1.35，活載分項系數(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）計算平常水浮向上力工況時：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恒載分項系數(shù)設(shè)為1.35，底板計算將反向上的荷載按正向下的荷載輸入，把板面與板底計算結(jié)果對調(diào)，即人防地下室底板按倒無梁樓蓋計算。由于08版PKPM－SLABCAD已考慮構(gòu)造樓板自重，故計算向上合力時按向下荷載輸入時，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）計算戰(zhàn)時向上力掌握的工況時：PKPM－SLABCAD恒載分項系數(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簡單樓板分析與設(shè)計軟件PKPM-SLABCAD有限元整體分析計算

2.1在PM模型中，無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作用，一是為了樓板的外邊界信息在PMCAD前處理過程中能自動讀取到，二是讓沒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)點不宜拉結(jié)太多根梁。

2.2SLABCAD前處理有補充建模信息，輸入荷載、約束、位移信息，布置預(yù)應(yīng)力筋，單元劃分及生成數(shù)據(jù)等選項1）在“參數(shù)輸入”中的單元劃分掌握長度Dmax的取值應(yīng)視工程規(guī)模、柱網(wǎng)間距、柱帽大小而定，取值過小，雖然可得到較高的計算精度，但卻增加很多計算量。同時計算應(yīng)力集中而使柱帽或支座處的負彎矩過大導(dǎo)致失真。對于本工程，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，對于有剪力墻的構(gòu)造，剪力墻底下無法輸入柱帽，處理方法是：板跨比擬小，則不輸入柱帽，以無柱帽無梁樓蓋計算；板跨較大，在剪力墻中輸入砼柱來輸入柱帽。平面幾何外形非矩形的根底需簡化成矩形根底，根底外形不同，其簡化方法也不同，若根底為正多邊形，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，與實際配筋方向全都，否則計算結(jié)果應(yīng)按“布筋方向”與實際配筋方向之間的角度換算實際配筋。

2.3簡單樓板分析與設(shè)計PKPM-SLABCAD的整體有限元計算在軟件的參數(shù)輸入時，人防地下室底板板底的愛護層厚度為50mm，板面為20mm，但在計算水浮及核爆向上力時，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護層厚為50mm，板底為20mm。

2.4分析計算結(jié)果1）計算結(jié)果的合理性通過“繪等值線”來推斷：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，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，內(nèi)跨的配筋應(yīng)比外跨的配筋要小；當(dāng)跨度及邊界條件一樣時，荷載較小的配筋應(yīng)比荷載較大的配筋小。2）每個房間內(nèi)板的撓度或內(nèi)力的最大、最小值應(yīng)通過“標(biāo)注極值”查看，若有超限的最大擾度及超限鋼筋，準(zhǔn)時通過調(diào)整板厚或支座條件重新計算。3）每個房間內(nèi)的各個節(jié)點的撓度、內(nèi)力值、配筋應(yīng)通過“標(biāo)注點值”查看，更精確的查看推斷合理的計算結(jié)果，對存在應(yīng)力集中及板厚不經(jīng)濟合理狀況也應(yīng)準(zhǔn)時調(diào)整，重新計算分析，直至計算結(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)計標(biāo)準(zhǔn)》3.8防水要求，必需采納防水混凝土。現(xiàn)行施工均使用攪拌站的商品混凝土為主，其防水混凝土通過試驗調(diào)配，滿意設(shè)計要求的抗?jié)B等級不小于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)時荷載掌握工況按強度掌握；底板板底的鋼筋愛護層厚度為50mm。2）依據(jù)本場地地下水對混凝土及鋼筋具微腐蝕性，構(gòu)造底板的墊層采納強度等級為C20的素混凝土，厚度為100mm。3）本工程地下室建筑為超長，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以內(nèi)，并采納添加微膨脹劑的補償收縮抗裂混凝土；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)護時間等。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)計標(biāo)準(zhǔn)》4.11.7條可適當(dāng)降低最小配筋率，且配筋宜細而密，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，間距對應(yīng)通長筋也為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

本文主要從工程實例動身，闡述了對人