淺談單建地下車(chē)庫(kù)現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋設(shè)計(jì)

李麗娟

[摘要]項(xiàng)目建設(shè)時(shí),城市建設(shè)的規(guī)劃管理部門(mén)現(xiàn)在均要求配有一定數(shù)量的地下停車(chē)位。為合理利用地下空間,建筑物之間的綠地或廣場(chǎng)下面一般均設(shè)單建地下車(chē)庫(kù)。由于車(chē)庫(kù)本身要求有一定凈高及柱距,如采用梁板式頂板,則可減小車(chē)庫(kù)整體埋深(相對(duì)梁板式減小埋深500mm以上),并可產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效果。

[關(guān)鍵詞]地下車(chē)庫(kù) 現(xiàn)澆混凝土 空心樓蓋

中圖分類(lèi)號(hào):TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)0810083-01

一、結(jié)構(gòu)分析

無(wú)梁樓蓋的內(nèi)力計(jì)算目前有多種方式,如直接設(shè)計(jì)法,等代框架法等。在豎向荷載作用下,直接計(jì)算設(shè)計(jì)法計(jì)算簡(jiǎn)單,但其限制條件較多,如在結(jié)構(gòu)的每個(gè)方向至少有三個(gè)連續(xù)板跨;所有區(qū)格板均為矩形,各區(qū)格板的長(zhǎng)度不大于2;兩個(gè)方向的相鄰兩跨的跨度差均不大于長(zhǎng)跨的1/3;柱子離相鄰柱中心線的最大偏差在兩個(gè)方向均不大于偏心方向跨度的10%;荷載僅為豎向重力荷載,可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值不超過(guò)永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的2倍等。當(dāng)不滿(mǎn)足上述條件時(shí),也可采用等代框架法。但因在無(wú)梁樓板的內(nèi)力計(jì)算中趨于保守,且計(jì)算工作量大,故工程平面及柱網(wǎng)較復(fù)雜時(shí),如采用有限元計(jì)算,則更為快捷,結(jié)果更為可靠。

現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋體系采用柱間設(shè)置暗梁,在暗梁形成的區(qū)格內(nèi)布置混凝土薄壁空心管,柱頂部設(shè)置托板。工程主要設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于:(1)保證模型的真實(shí)性,即保證受壓區(qū)高度小于頂板厚度及板底厚度。(2)保證沖切承載力。

二、整體電算分析

采用SATWE軟件中的復(fù)雜樓板有限元分析與設(shè)計(jì)軟件(SlabCAD)進(jìn)行分析計(jì)算。建模過(guò)程中如下幾點(diǎn)要特別注意:1. 虛梁(100×100)的輸入,輸入虛梁的目的有兩點(diǎn),其一是為了SlabCAD軟件在接PMCAD前處理過(guò)程中能夠自動(dòng)讀到樓板的外邊界信息,其二是為了輔助樓板單元?jiǎng)澐帧Ｌ摿簺](méi)有剛度,不參與計(jì)算,SlabCAD的前處理會(huì)自動(dòng)將所有虛梁刪掉。2. 荷載的輸入,在將空心樓板折算成等效板厚的同時(shí),要考慮混凝土空心管及暗梁的重量。3. 在SATWE中將樓板定義為彈性板6(程序真實(shí)地計(jì)算樓板平面內(nèi)和平面外的剛度)

三、構(gòu)造要求

(一)確定板頂和板底的厚度。首先確定受壓區(qū)高度(x)。根據(jù)SlabCAD計(jì)算結(jié)果,查出最大彎矩M,從而推導(dǎo)出α=(M/fcbh0)1/2,ζ=1-(1-2α)1/2,x=ζh0。

其次應(yīng)根據(jù)板鋼筋直徑及保護(hù)層厚度。因現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋較厚,考慮施工振搗問(wèn)題,則順筒肋寬取為80～100mm。根據(jù)現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程第6.1.6條計(jì)算縱向受力鋼筋最小配筋率時(shí),樓板截面面積應(yīng)按樓板的實(shí)際截面計(jì)算。構(gòu)造配筋直徑12～16mm,保護(hù)層厚度取20mm,則厚度約為50mm。

根據(jù)上述兩條件取較大值。

(二)暗梁的設(shè)置。一般在抗震設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)柱帽的板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)沿縱橫柱軸線在板內(nèi)設(shè)置暗梁,暗梁寬度可取與柱寬度相同或柱寬度以外各1.5倍板厚,但對(duì)于一下車(chē)庫(kù)的現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋也應(yīng)設(shè)置暗梁。暗梁寬度的寬度主要由沖切決定,并考慮混凝土布置薄壁混凝土空心管的影響。暗梁配筋滿(mǎn)足以下兩點(diǎn)要求:

1.柱上板帶內(nèi)不少于1/2的鋼筋應(yīng)配置在暗梁內(nèi),暗梁下部鋼筋不宜小于上部鋼筋的1/2。暗梁內(nèi)通長(zhǎng)布置的板面鋼筋不應(yīng)少于1/2。

2.暗梁應(yīng)采用不少于四肢的封閉箍筋,箍筋直徑不應(yīng)小于8mm,間距不應(yīng)大于300mm。

3.箍筋加密區(qū)應(yīng)延伸到柱帽邊加一個(gè)板厚,箍筋間距不應(yīng)大于100mm。

設(shè)置暗梁有兩個(gè)作用,一是滿(mǎn)足沖切承載力的要求,二是減小板鋼筋的直徑。此外暗梁頂部的保護(hù)層取為板頂厚度,底部取為30mm,這是因?yàn)榘宓纳舷聝蓚€(gè)方向的鋼筋均應(yīng)置于暗梁上下縱筋之上,如暗梁上部保護(hù)層也取為30mm,則暗梁部位板鋼筋的保護(hù)層就將不足。

(三)柱帽的設(shè)置。柱帽的設(shè)置即可減小柱頂板的彎矩,又可使柱頭對(duì)板的沖切有利,因此柱帽的設(shè)置是必要的。

四、沖切承載力計(jì)算

無(wú)梁樓蓋受力最重要的是柱頭對(duì)板的沖切及頂板板托邊緣h0/2處沖切,當(dāng)板的受沖切載力不滿(mǎn)足要求,且板厚一定時(shí),板柱節(jié)點(diǎn)有以下幾種形式:(1)置抗剪箍筋;(2)配置抗剪彎起筋;(3)配置剪力鍵(工字鋼或槽鋼)。因現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋采用設(shè)置暗梁形式,故采用配置抗剪箍筋,特別要強(qiáng)調(diào)的是由于布置了混凝土空心管,沖切邊僅取4倍的暗梁寬度,順筒肋寬不考慮。

五、布置混凝土薄壁空心管及布筋

區(qū)格板內(nèi)筒芯宜沿受力較大的方向順向布置,管長(zhǎng)應(yīng)控制在1000～2000mm之間。管太短則橫肋必然增加,經(jīng)濟(jì)效果不好。管太長(zhǎng),不易生產(chǎn),運(yùn)輸及施工。圖1為某工程混凝土薄壁空心管布置圖。

因混凝土薄壁空心管在澆筑混凝土?xí)r,容易上浮,故板上下均應(yīng)配置通長(zhǎng)的鋼筋網(wǎng)片。同時(shí)在順筒肋內(nèi)配置抗浮鋼筋(Ф6@400),如圖2示?？垢′摻畹臋M筋應(yīng)與豎筋焊接,豎筋同時(shí)鉤住板的上下筋。此方法在實(shí)際應(yīng)用中非常好,混凝土薄壁空心管在澆筑混凝土?xí)r,沒(méi)有出現(xiàn)上浮現(xiàn)象。

六、結(jié)語(yǔ)

隨著城市地下空間開(kāi)發(fā)利用程度的提高,純地下結(jié)構(gòu)越來(lái)越多,其埋置深度也將會(huì)增大,這就要求設(shè)計(jì)人員在滿(mǎn)足建筑要求的同時(shí),要降低結(jié)構(gòu)埋深,合理控制投資成本。是否采用現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的形式,控制因素可能是多方面的,對(duì)具體問(wèn)題,應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的對(duì)比作出合理的選擇。

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