關(guān)于地下室頂板采用加腋大板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

【摘要】隨著我國(guó)改革開放政策的實(shí)施，經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天建筑行業(yè)迎來史無前例的發(fā)展機(jī)遇，地下室的建設(shè)隨著建筑企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，在數(shù)量上也是越來越多，其中地下室的頂板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作是地下室建設(shè)中的重要組成成分。為了保證地下室安全性和穩(wěn)定性，地下室的建設(shè)中基本都采用梁板式結(jié)構(gòu)。根據(jù)多年來的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，本文通過多個(gè)方面介紹加腋大板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用，希望給后續(xù)地下室建設(shè)中頂板設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)選型提供參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】地下室頂板;加腋大板結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)與應(yīng)用

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的飛速發(fā)展，人們的生活水平有了顯著的提高，我國(guó)的土地的可用資源也越來越少，為了更好的利用國(guó)土資源，建設(shè)地下室是非常有必要的。但是在地下室建設(shè)過程中，地下室頂板由于覆土重，跨度大以及厚度大的特點(diǎn)，建筑企業(yè)就會(huì)把地下室的頂板作為地上部分的嵌固部分，同時(shí)根據(jù)國(guó)建制定的地上結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，地下室頂板應(yīng)滿足梁板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，為了滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中地上結(jié)構(gòu)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)采用梁板結(jié)構(gòu)的要求，越來越多的建筑企業(yè)在對(duì)地下室頂板設(shè)計(jì)工作時(shí)選擇加腋大板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

1、具體工程案例分析

某市的高層建筑地下室建設(shè)中，地下室結(jié)構(gòu)形式使用的是框架結(jié)構(gòu)，主要工作是建設(shè)地下車庫，車庫的參數(shù)如下，長(zhǎng)為200米，寬為150米，高為3.9米，每個(gè)支撐柱的間隔為8.4米，地下室頂板要求作為地上部分的嵌固端。對(duì)于地下車庫的設(shè)計(jì)來說，地下室頂板的設(shè)計(jì)需要滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，該規(guī)范中說明了地下室頂板作為嵌固部位必須要采用梁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。所以在實(shí)際情況的頂板設(shè)計(jì)中，該地下車庫利用的是加腋大板結(jié)構(gòu)，同時(shí)重點(diǎn)集中對(duì)框架主梁的設(shè)計(jì)，減少了對(duì)次梁設(shè)計(jì)，地下車庫的頂板是在框架的主梁部分豎向加腋。

2、加腋大板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容

2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理

在對(duì)頂板進(jìn)行加腋大板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作時(shí)，大部分情況下是在混凝土的框架結(jié)構(gòu)中，并且集中對(duì)框架的主梁進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，而減少對(duì)框架次梁的設(shè)計(jì)。一般情況下，大板支座的配筋相對(duì)很大，為了減少實(shí)際的支座配筋，我們會(huì)增加整個(gè)大板厚度，重量也會(huì)相對(duì)變大。而對(duì)于加腋大板結(jié)構(gòu)型式的設(shè)計(jì)只需在樓板的支座位置增加板厚，這樣支座處的配筋就會(huì)降低，降低了支座和跨中的彎矩，同時(shí)也提高了經(jīng)濟(jì)效益。

2.2加腋大板結(jié)構(gòu)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)

地下室板層采用加腋大板結(jié)構(gòu)有以下優(yōu)點(diǎn)：一是為了更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)樓體的承重，有效的提高其負(fù)荷量，滿足當(dāng)前地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)范;二是加腋大板結(jié)構(gòu)的承受能力強(qiáng)，在實(shí)際的板層設(shè)計(jì)中，必須要考慮到顧客的具體要求，在對(duì)地下室頂板建設(shè)時(shí)采用雙向拱的結(jié)構(gòu)，將具體的設(shè)計(jì)工藝展示給需求方，并且還可以根據(jù)平面板結(jié)構(gòu)要求，更好的體現(xiàn)受力原理和外形優(yōu)勢(shì);三是施工過程相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單，在實(shí)際情況中采用加腋大板結(jié)構(gòu)中，因?yàn)橹恍枰獙?duì)框架中的主梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，不需要對(duì)次梁設(shè)計(jì)，所以導(dǎo)致該工程施工量相對(duì)簡(jiǎn)便，可以有效地節(jié)省人力物力財(cái)力，對(duì)施工時(shí)間更好的掌控，確保項(xiàng)目按期按質(zhì)完成。

3、地下室頂板使用加腋大板結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

3.1加腋大板結(jié)構(gòu)分析的軟件

在地下室頂板采用加腋大板結(jié)構(gòu)的具體應(yīng)用中，對(duì)于整個(gè)板端的支座處有一部分是變截面形狀，中間一部分是等截面形狀，在對(duì)這種的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，使用常規(guī)的計(jì)算方法很容易出現(xiàn)計(jì)算誤差而影響后續(xù)的工作進(jìn)程，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員將建立有限元模型，并且通過相關(guān)程序的計(jì)算，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，有效得到相對(duì)準(zhǔn)確合理的配筋結(jié)果，保證精確度的同時(shí)確保工程的安全。

3.2比較不同頂板形式的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

在實(shí)際進(jìn)行地下室頂板設(shè)計(jì)工作時(shí)，加腋大板結(jié)構(gòu)只是應(yīng)用相對(duì)較多的一種形式，除此之外還有其他結(jié)構(gòu)，例如井字梁結(jié)構(gòu)、十字梁機(jī)構(gòu)等都可以作為地下室頂板設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。將上述幾種設(shè)計(jì)方式分別測(cè)試分析，通過對(duì)具體的結(jié)構(gòu)受力情況以及各方案中的負(fù)荷情況圖進(jìn)行總結(jié)分析比較，應(yīng)用結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件分析計(jì)算后，經(jīng)過進(jìn)行詳細(xì)的比較后，混凝土和配筋情況就有了比較的依據(jù)。對(duì)于在加腋大板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)形式，檢測(cè)其混凝土使用情況為每平方米適用 0.46立方米的混凝土，鋼筋是每平方米35千克;對(duì)于十字梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)形式，混凝土是每平方米適用0.3立方米的混凝土，鋼筋是每平方米43千克;對(duì)于井字梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)形式，混凝土的使用情況是每平方米使用0.34立方的混凝土，鋼筋是每平方米45千克。據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)加腋大板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)用的混凝土較多，但是實(shí)用的鋼筋少，符合地下室頂板的設(shè)計(jì)要求。

3.3分析結(jié)構(gòu)的受力情況

在實(shí)際的地下室頂板設(shè)計(jì)時(shí)，計(jì)算加腋大板結(jié)構(gòu)的受力情況是至關(guān)重要的，為了保證對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的受力情況分析，應(yīng)用有限元分析軟件可以實(shí)現(xiàn)高效和準(zhǔn)確性。通過有限元計(jì)算后，板面的彎矩變化較大，主要體現(xiàn)在變截面，而在等截面的彎矩的變化較小。除了計(jì)算受力的功能，它的計(jì)算還可以滿足設(shè)計(jì)中相關(guān)要求，把界面優(yōu)勢(shì)和功能全部體現(xiàn)出現(xiàn)。同時(shí)因?yàn)橹數(shù)某惺芰梢员憩F(xiàn)為集中性的特點(diǎn)，為展現(xiàn)具體設(shè)計(jì)的計(jì)算工作，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)該考慮實(shí)際情況進(jìn)行分析和整改工作，做好相關(guān)的后續(xù)工作，最終有效的利用結(jié)構(gòu)的受力情況，為后續(xù)工作的開展提供合理的幫助。

3.4具體構(gòu)造措施

在具體的設(shè)計(jì)工作中，也要注意板厚的設(shè)計(jì)，地下室柱網(wǎng)的跨度一般是8米，在設(shè)計(jì)梁邊的加腋高度時(shí)應(yīng)該設(shè)置板厚的2.5倍。另外，計(jì)算加腋斜率時(shí)，應(yīng)該在1∶4到1∶6范圍之內(nèi)。為了較少的使用板底配筋，我們可以根據(jù)最小配筋量計(jì)算進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有效的設(shè)計(jì)，注意在加腋位置進(jìn)行斜筋布置時(shí)，如果板的厚度很厚，需要應(yīng)用最小配筋率設(shè)計(jì)。為了有效的控制設(shè)計(jì)中的裂縫情況，需要合理的借助有限元模型進(jìn)行對(duì)結(jié)構(gòu)的整體分析，需要控制裂縫的彎矩?cái)?shù)值，最終使得板面中的裂縫小于設(shè)定值。

結(jié)語：

綜上所述，在實(shí)際的地下室頂板的設(shè)計(jì)中，為了保證加腋大板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性和完整性，需要從梁截面和板截面下手，并通過相關(guān)的計(jì)算得到準(zhǔn)確的有限元模型。相關(guān)技術(shù)人員可以利用該模型信息，完成對(duì)地下室頂板加腋大板結(jié)構(gòu)的受力分析，同時(shí)還可以控制梁板中的含鋼量，最終最大化的實(shí)現(xiàn)加腋大板結(jié)構(gòu)的作用。

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作者簡(jiǎn)介：

黃彥（1982.05-）男，漢，湖南常德，本科，工程師，從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方向。