淺談某小區(qū)地下車庫無梁樓蓋設計

殷欣　李廣義

摘 要 結(jié)合某高層住宅小區(qū)的地下車庫項目，闡述了無梁樓蓋結(jié)構(gòu)體系的特點、常用設計方法以及設計中一些需要注意的事項，希望對地下車庫無梁樓蓋設計提供一些參考。

關鍵詞 地下車庫 無梁樓蓋

中圖分類號：TQ53 文獻標識碼：A

1項目概況

該項目位于西安市航天城航天大道與航天東路十字西南角。建筑抗震設防類別為丙類，抗震設防烈度8度，設計基本地震加速度為0.20g，設計地震分組為第一組。由5棟26～30層的高層和1個共用的地下車庫組成。地下車庫頂板覆土1.3～1.5m，局部考慮消防車和消防鋪裝，柱網(wǎng)分布較均勻，多為8m*8m和8m*5.9m柱距。經(jīng)甲方綜合考慮，決定地下車庫頂板采用無梁樓蓋結(jié)構(gòu)體系。板厚取350mm（消防車道及消防鋪裝區(qū)域370mm），柱帽采用帶托板的錐形柱帽，柱帽大小以3100mm*3100mm為主，混凝土強度等級C30，鋼筋HRB400。

2無梁樓蓋結(jié)構(gòu)體系的特點

無梁樓蓋是一種樓板直接支承在框架柱上的樓蓋形式，樓面荷載直接通過柱子傳至基礎，一般用于地下車庫。

無梁樓蓋結(jié)構(gòu)傳力途徑簡化，現(xiàn)澆有梁樓蓋導荷方式是樓板→次梁→框架梁→框架柱，現(xiàn)澆無梁樓蓋導荷方式是樓板→柱帽→框架柱，結(jié)構(gòu)材料能夠直接放置在最直接的部位提升傳力效率，但同時也使得樓板與柱的連接部位（柱帽）成為冗余度最少、直接影響安全的關鍵部位。

無梁樓蓋在技術(shù)經(jīng)濟性方面的優(yōu)勢在于：無梁樓蓋的直接材料綜合費用以及模板費用少于梁板式樓蓋；綜合室內(nèi)管線后的無梁樓蓋層高小于梁板式樓蓋，可降低豎向構(gòu)件的直接材料費用和模板費用。其層高優(yōu)勢還可以在土方開挖、基坑支護、外墻防水用材等方面帶來經(jīng)濟性優(yōu)勢。因此體量較大、柱網(wǎng)規(guī)則的全埋式地下車庫可優(yōu)先采用無梁樓蓋。

3無梁樓蓋的常用設計方法

3.1經(jīng)驗系數(shù)法

經(jīng)驗系數(shù)法是給出兩個方向的截面總彎矩，再將截面彎矩分配給同一方向的柱上板帶和跨中板帶。其優(yōu)點是計算過程比較簡單，但適用范圍不廣，限制了其在無梁樓蓋設計中的應用。

3.2等代框架法

等代框架法是將整個結(jié)構(gòu)沿縱向柱列和橫向柱列劃分為兩個方向的等代框架，通過對框架的內(nèi)力分析，導出無梁樓蓋結(jié)構(gòu)體系的整體設計結(jié)果，但是等代梁寬度的取值并沒有普遍認可的計算公式。因此如何合理的確定等代梁寬度是等代框架法計算中的重點。

3.3有限元法

有限元法是將樓板劃分為一定數(shù)量的板殼單元，并以各單元之間的變形協(xié)調(diào)為前提，可以比較準確地計算無梁樓蓋結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，對結(jié)構(gòu)布置限制較少，屬于比較通用的設計方法，但由于其計算量大、計算速度慢、對軟件要求高等原因，以前多用于補充驗算和復雜結(jié)構(gòu)設計，隨著計算技術(shù)的發(fā)展和有限元理論的日益成熟，目前無梁樓蓋的設計主要采用此方法。

4無梁樓蓋車庫頂板設計的注意事項

4.1荷載取值

地下車庫覆土樓蓋通常會承受較重的覆土恒荷載，覆土厚度由0.8m到2m不等，具體厚度應根據(jù)建設場地凍深要求、綠化率要求、市政管線埋深需求等綜合確定。需要特別注意的是，對于園林景觀方案，有局部景觀堆土和較重構(gòu)筑物的部位應預留相應的恒荷載。由于消防需求，頂板上的消防車道和消防鋪裝區(qū)域要考慮20KN/m2的消防車荷載，其他部位則考慮4～5KN/m2的施工活荷載。

4.2計算模型

在PMCAD中輸入模型時，在柱中心線上布置100mm*100mm的虛梁，在邊界處以及開洞處要布置實梁，輸入荷載，生成房間及樓板信息，虛梁無自重，無剛度，這里布置虛梁的目的主要是輔助彈性樓板單元的劃分和讀取樓板的外邊界約束條件。在SATWE和SLABCAD模塊中，程序會將所有虛梁過濾掉，不參與整體有限元分析。在SLABCAD模塊中，首先在“生成樓板有限元分析數(shù)據(jù)”菜單中生成有關的計算數(shù)據(jù)，并且定義相關的計算參數(shù)，然后補充輸入無梁樓蓋的其它數(shù)據(jù)，如柱帽信息、在PMCAD建模時無法輸入的板上的任意線荷載和點荷載等，最后進行網(wǎng)格單元劃分，單元劃分采用1000mm*1000mm網(wǎng)格。這里需要注意的是，在選定主計算方向時要考慮整體的一致性，避免計算程序在中途出錯。

4.3計算結(jié)果

4.3.1板帶配筋

板帶分柱上板帶和跨中板帶，要按照其受力特點合理排布鋼筋，按規(guī)范規(guī)定的配筋構(gòu)造截斷鋼筋。該工程中，根據(jù)SLABCAD的配筋結(jié)果，板底通長鋼筋選用18@200，鋼筋在支座處搭接，板頂通長鋼筋選用16@200，鋼筋在跨中搭接，不夠的地方另外附加鋼筋，附加鋼筋與通長鋼筋間隔設置。

4.3.2沖切問題

沖切破壞是脆性破壞，突發(fā)破壞難以預警，因此在設計中要特別關注柱帽的抗沖切問題。柱帽設計時需要注意的是：抗沖切承載力一般完全由混凝土承擔，不考慮配置箍筋和彎起鋼筋；完全由混凝土承擔的抗沖切承載力必須留有足夠的富余量，杜絕出現(xiàn)抗沖切的脆性破壞。SLABCAD在驗算結(jié)果的沖切菜單中，給出了每個柱帽的沖切驗算結(jié)果，沖切比大于1.0的為沖切不滿足，會紅色顯示。該工程中所有柱帽的沖切比均小于1.0，滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》中的抗沖切要求。

5結(jié)語

地下車庫無梁樓蓋因其在技術(shù)經(jīng)濟方面的優(yōu)勢，近年來在工程中被大量應用。本文結(jié)合具體工程項目，闡述了設計中一些需要注意的事項，希望對地下車庫無梁樓蓋設計提供一些參考。

參考文獻

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