某地下車庫無梁樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

張 峰 麗

(山西省建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院,山西 太原 030013)

某地下車庫無梁樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

張 峰 麗

(山西省建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院,山西 太原 030013)

以某地下車庫建筑工程為例，依據(jù)該工程場(chǎng)地所處自然條件，從地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、平面布置、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等角度出發(fā)，對(duì)地下車庫無梁樓蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，指出無梁樓蓋經(jīng)濟(jì)、美觀、適用，值得推廣應(yīng)用。

地下車庫，無梁樓蓋，地基基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1 工程簡介及自然條件

2 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

2.1 地基處理

本工程天然地基為不均勻地基，不滿足承載力要求，故需進(jìn)行地基處理，采用后壓漿泥漿護(hù)壁鋼筋混凝土灌注樁。持力層為第⑤層砂巖(極限端阻力特征值f=1 200 kPa)。

2.2 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

本工程地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí),樁基設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)，采用后壓漿泥漿護(hù)壁鋼筋混凝土灌注樁，一柱一樁、一柱兩樁，樁徑600，工程樁及錨樁長度為17 m，試樁長度為17.5 m，工程樁及錨樁樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C30，水泥采用普通硅酸鹽水泥；試樁樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C45，水泥采用礦渣硅酸鹽水泥,鋼筋采用HRB400,焊條Ⅰ級(jí)E43XX，Ⅱ級(jí) E50XX；粗骨料為小于50 mm的碎石，細(xì)骨料為干凈的中粗砂。工程樁樁總數(shù)312根，樁身進(jìn)入持力層不小于5 m，試樁個(gè)數(shù)為3根，錨樁個(gè)數(shù)為12根。承臺(tái)截面為1 200 mm×1 200 mm,1 200 mm×3 000 mm。樁與基礎(chǔ)承臺(tái)梁的連接：樁頂嵌入基礎(chǔ)承臺(tái)梁50 mm。單樁豎向承載力特征值預(yù)估為：GCZ1:1 900 kN,試樁(SZ1)單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值要求達(dá)到3 800 kN;GCZ2:2 200 KN,試樁(SZ2)單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值要求達(dá)到4 400 kN。樁體施工完畢后,在鑿除預(yù)加高度混凝土?xí)r,應(yīng)注意不得損壞樁頭及鋼筋。樁體施工完畢應(yīng)采用低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法測(cè)定樁身完整性，抽檢數(shù)量不應(yīng)少于60根。

3 上部結(jié)構(gòu)計(jì)算分析

3.1 平面布置

本建筑結(jié)構(gòu)整體分析采用中國建筑科學(xué)研究院編制的SATWE軟件(結(jié)構(gòu)空間有限元分析設(shè)計(jì)軟件)。基礎(chǔ)分析計(jì)算采用中國建筑科學(xué)研究院編制的《獨(dú)基、條基、鋼筋混凝土地基梁、樁基礎(chǔ)和筏板基礎(chǔ)設(shè)計(jì)軟件》。本工程地震作用按6度計(jì)算，抗震措施也按6度，抗震設(shè)防類別為乙類。依據(jù)GB 50011—2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，框架抗震等級(jí)為四級(jí)。

局部平面布置如圖1所示。

本工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面：框架柱截面：600 mm×600 mm，框架主梁截面：800 mm×420 mm，800 mm×450 mm。非人防區(qū)板厚420 mm，人防區(qū)450 mm，剪力墻厚均為300 mm。

3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)的注意事項(xiàng)

上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)考慮的一些細(xì)節(jié)如下：

GBF薄壁方箱空心板采用的是內(nèi)置模，設(shè)計(jì)時(shí)采用PKPM的SATWE和Slabcad軟件計(jì)算，過程如下：

1)在PMCAD模型中輸入等代梁，按抗規(guī)取柱距的一半，由于等代梁自重程序會(huì)自動(dòng)計(jì)算，因此用一個(gè)反荷載扣除，樓板厚度為板厚，但荷載要考慮為實(shí)際的荷載，如要點(diǎn)程序自動(dòng)計(jì)算板重，可能需要負(fù)荷載給予修正。

2)SATWE整體分析之后，并不采用SATWE的配筋和內(nèi)力結(jié)果，而是轉(zhuǎn)入Slabcad中，在定義樓板荷載時(shí)，需要注意的是程序會(huì)自動(dòng)計(jì)算輸入板厚*25的恒載，因此對(duì)于恒載值小于板厚*25時(shí)，可輸入負(fù)荷載予以扣除，板厚仍然為空心板的板厚。

①中國近代教育史專著，較有代表性的有多卷本“中國近代教育專題史論叢”(人民教育出版社2008年版)和多卷本“中國教育史研究”(華東師范大學(xué)出版社2009年版)；以往的相關(guān)研究成果，可參閱許慶如撰寫的《中國近代鄉(xiāng)村教育研究的回顧與展望》，載《河北師范大學(xué)學(xué)報(bào)(教育科學(xué)版)》2012年第9期。綜觀上述論著，大多側(cè)重教育史本身的考察，結(jié)合當(dāng)時(shí)具體社會(huì)環(huán)境的研究有待加強(qiáng)。

3)Slabcad中輸入柱帽，單元寬度選取很重要，非人防時(shí)，通常填寫劃分單元800 mm～1 200 mm，宜有3根劃分紅線在柱帽范圍穿過，人防時(shí)，可劃分至1 600 mm～2 000 mm，一根紅線穿過柱帽。注意單元?jiǎng)澐謺r(shí)要盡量為方格，盡量少的三角格。如果有斜柱網(wǎng)，可以調(diào)整布筋方向與正交左邊平行。

4)經(jīng)過Slabcad第四步后，會(huì)得到配筋圖和彎矩包絡(luò)圖，都是按板帶輸出的，即內(nèi)力和配筋都是板帶總值，而不是每米的值；一定要定義最小配筋率。

5)板帶配筋采用均布方式，首先算出跨中板帶的板底板頂筋(常常用跨中板帶的彎矩包絡(luò)圖)，然后用柱上板帶配筋圖中支座處的一半作為暗梁內(nèi)部鋼筋，暗梁的寬度是個(gè)變量，根據(jù)薄壁方箱布置進(jìn)行調(diào)整，以一排鋼筋能搞定為準(zhǔn)。柱上板帶支座的另一半鋼筋則配置在扣除暗梁寬度后的柱上板帶中，暗梁底部筋確定要考慮兩個(gè)方面：不小于支座鋼筋的一半(大小跨的小跨內(nèi)力很小時(shí)可不滿足)，且暗梁底筋+柱上板帶暗梁以外的板底筋之和不小于柱上板帶底部配筋。

6)空心板的抗剪，根據(jù)PMCAD雙向板的剪力來驗(yàn)算，也可以把板內(nèi)荷載總量均攤至各邊進(jìn)行驗(yàn)算。

7)柱子和明梁的配筋，對(duì)于2011年版本的PKPM，應(yīng)按此方法計(jì)算：改變等代梁為100×100虛梁，在SATWE中定義樓板為彈性板6，在SATWE第二步中選取計(jì)算按總剛計(jì)算，經(jīng)SATWE分析即可得到柱子以及各梁配筋，建議還用等代梁的模型檢驗(yàn)梁的箍筋。

8)柱子和明梁的配筋，對(duì)于2012年版本的PKPM，應(yīng)按此方法算：改變等代梁為暗梁，在SATWE中定義樓板為彈性板6，點(diǎn)取考慮梁與彈性板變形協(xié)調(diào)，在SATWE第二步中選取計(jì)算按總剛計(jì)算，經(jīng)SATWE分析即可得到柱子和明梁配筋。

3.3 計(jì)算參數(shù)

計(jì)算主要參數(shù)如下：

設(shè)計(jì)采用的主要活荷載標(biāo)準(zhǔn)值見表1。

表1 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 kN/m2

3.4 計(jì)算結(jié)果

1)周期。

考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí)的振動(dòng)周期，X,Y方向的平動(dòng)系數(shù)，扭轉(zhuǎn)系數(shù)見表2。

表2 扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí)的振動(dòng)周期、平動(dòng)系數(shù)及扭轉(zhuǎn)系數(shù)

2)位移。

工況1:X方向地震作用下的樓層最大位移。

X方向最大層間位移角:1/9 999(第1層第1塔)。

工況2:Y方向地震作用下的樓層最大位移。

Y方向最大層間位移角:1/9 999(第1層第1塔)。

以上計(jì)算結(jié)果均滿足規(guī)范要求。

4 結(jié)語

無梁樓蓋就是一種不設(shè)梁，雙向受力的板柱結(jié)構(gòu)，其建筑構(gòu)造高度比肋梁樓蓋小，這就使得建筑的樓層的有效空間加大，同時(shí)，平滑的板底可以大大改善采光、通風(fēng)和衛(wèi)生條件。目前，我國在公共建筑和住宅建筑中正大力推廣采用現(xiàn)澆混凝土空心無柱帽無梁樓蓋，其經(jīng)濟(jì)性也高于肋梁樓蓋，鑒于上述優(yōu)點(diǎn)，此種結(jié)構(gòu)形式定會(huì)有長遠(yuǎn)的發(fā)展前途。

[1] GB 50038—2005,人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] GB 50011—2010,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] GB 50010—2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4] GB 50009—2012，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].

Analysis on the flat slab structure design of the underground garage

Zhang Fengli

(ShanxiAcademyofBuildingCriteriaDesign,Taiyuan030013,China)

Taking the underground garage building engineering as an example, according to the natural engineering location conditions, starting from aspects of foundation base design, horizontal layout and upper structure design, the paper describes the flat slab structure design points of the underground garage, and points out economic, beautiful and applicable advantages of flat slab, which is worth promoting.

underground garage, flat slab, foundation base, structural design

2014-11-20

張峰麗(1982- )，女，助理工程師

1009-6825(2015)04-0050-03

TU926

A