某地下室頂板設(shè)計方案的分析及比較

田繼平

(中南建筑設(shè)計院股份有限公司， 湖北武漢 430071)

1 工程概況

本工程位于武漢市洪山區(qū)白沙洲，項(xiàng)目緊鄰長江，是武漢萬科有史以來最大的項(xiàng)目，分多期建設(shè)。其23號地塊由18棟高層(總高度約96.15 m)、一棟超高層(總高度約145.8 m)和一個公共的單層地下室(地下車庫)組成。地下室尺寸約為342 m×224 m，頂板上有800 mm的覆土，純地下室柱網(wǎng)尺寸為8 000 mm×8 050 mm，標(biāo)準(zhǔn)跨的柱截面尺寸為500 mm×600 mm，純地下室部分的梁、板、柱混凝土強(qiáng)度等級為C30，箍筋采用HPB300鋼筋，縱筋采用HRB400鋼筋。本地下室為非人防地下室。

2 結(jié)構(gòu)方案選型

由于甲方對工程造價及項(xiàng)目工期要求嚴(yán)格，根據(jù)甲方的要求，在確定地下室頂板的設(shè)計方案時，將地下室頂板的各種結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了比選，計算時取地下室標(biāo)準(zhǔn)柱網(wǎng)進(jìn)行計算分析。將各種結(jié)構(gòu)型式均取連續(xù)的5跨進(jìn)行計算分析，并取第三跨為代表跨計算含鋼量。

2.1 梁板式樓蓋

梁板式樓蓋是由板和梁組成，通常在縱橫兩個方向都設(shè)置梁，有主梁和次梁之分。該方案有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，但是樓蓋占用空間較大，梁高較高，不便于布置各種管線。經(jīng)計算分析，該工程梁板式頂板結(jié)構(gòu)設(shè)計采用常規(guī)的梁形式，框架梁取450 mm×700 mm，梁端加腋，板厚取250 mm，經(jīng)計算，梁板配筋如圖1所示。

圖1 典型梁板式布置

2.2 井字梁式樓蓋

井字梁樓蓋由正交的相同截面的梁與現(xiàn)澆板組成，這些正交的相同截面的梁無主梁、次梁之分，它們都分別支承在各自方向的框架梁上，經(jīng)計算框架梁截面取450 mm×700 mm，梁端加腋?？蚣芰焊?/3跨處設(shè)一道250 mm×600 mm的次梁，板厚取180 mm，經(jīng)計算分析，梁板配筋如圖2所示。

圖2 典型井字梁式布置

圖3 典型密肋梁式布置

2.3 密肋梁式樓蓋

密肋樓蓋是由薄板和間距較小的肋梁組成，通過在主梁中間設(shè)置多道次梁，用以降低主梁高度。經(jīng)計算，框架梁取500×600，肋梁取200×600，梁板配筋如圖3所示。

2.4 無梁樓蓋

無梁樓蓋是一種雙向受力的板柱結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土板直接支承在柱上，故與相同柱網(wǎng)尺寸的肋梁樓蓋相比，其板厚要大些，但無梁樓蓋的建筑構(gòu)造高度比肋梁樓蓋小，這使得建筑樓層的有效空間加大。無梁樓蓋結(jié)構(gòu)體系包括樓板、柱帽兩大部分，其中多數(shù)無梁樓蓋的樓板中還會有由鋼筋加強(qiáng)板帶形成的暗梁，保證受力的整體性。

該工程無梁樓蓋的柱帽設(shè)計采用有矩形頂板的形式，矩形頂板截面尺寸為3 000 mm×3 000 mm，柱帽處板厚為沖切控制，厚度取900 mm，具體尺寸及配筋如圖4所示。

圖4 典型板柱體系布置

3 各種方案的經(jīng)濟(jì)性比較

現(xiàn)將上述幾種結(jié)構(gòu)方案的計算結(jié)果列表比較如表1所示。

表1 結(jié)構(gòu)方案比較

從表1可知：從經(jīng)濟(jì)性來看，無梁樓蓋的單位面積含鋼量最低，密肋梁最高，井字梁次之。故無梁樓蓋的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于其它結(jié)構(gòu)方案。

從施工方面來看，板柱體系由于無梁，故大大減少了支模工作量，節(jié)省了人力成本。無梁樓蓋的層高較梁板體系可減少400 mm，故相應(yīng)的土方開挖量會減少，有利于縮短工期。

從結(jié)構(gòu)受力方面來看，最小層高無梁樓蓋比梁板式樓蓋可減少400 mm，水壓力相應(yīng)減少4 kN/m2，無梁樓蓋亦具有優(yōu)越性。

通過比較分析，從經(jīng)濟(jì)性和施工等角度來看，此工程的地下室頂板采用無梁樓蓋的結(jié)構(gòu)形式是比較合理的方案。

4 結(jié)束語

通過對比分析，可知：(1)梁板結(jié)構(gòu)施工支模復(fù)雜，含鋼量較高，框架梁梁高較高，故要求有較大的層高且不利于管線的布置，但結(jié)構(gòu)整體剛度好。(2)板柱體系中，由于沒有梁，利于管線布置。荷載直接由板傳至柱，降低了建筑層高，減少了支模成本且含鋼量較低。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)的整體剛度較差，故通常用于抗震設(shè)防烈度不高的地方。在實(shí)際工程中，應(yīng)結(jié)合工程的具體情況，選擇合適的結(jié)構(gòu)方案。

[1] 陳荷華.無梁樓蓋在地下室的應(yīng)用[J].建筑結(jié)構(gòu)，2002,(4)：43-44

[2] 張力，朱穎菲.某住宅地下室結(jié)構(gòu)方案分析及比較[J].后勤工程學(xué)院學(xué)報，2005,(3)：77-80

[3] 李小健.幾種地下室頂板結(jié)構(gòu)形式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析[J].黑龍江科技信息，2011,(15)