地下室頂板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(一)-許勇ppt課件

主講人 許勇 地下室頂板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一 在地下室的設(shè)計(jì)過(guò)程中 頂板設(shè)計(jì)是非常復(fù)雜的 在設(shè)計(jì)過(guò)程中 需要注意頂板上覆土的標(biāo)高及厚度 建筑總圖中頂板上的景觀布置 小區(qū)消防車(chē)道的走向 地下室通風(fēng)管井的位置 主樓一層布置在地下室頂板上的做法及結(jié)構(gòu)布置形式等 由于涉及的東西太多 今天暫時(shí)對(duì)以下方面做一下探討 一 頂板荷載取值 板自重外 二 大板形式頂板時(shí) 板厚度的取值 三 大板形式頂板時(shí) 梁截面的取值 四 YJK中參數(shù)選擇對(duì)梁計(jì)算的影響 荷載取值 荷載組成恒載 建筑做法荷載及設(shè)備管線(xiàn)荷載活載 結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范取值及特別情況取值建筑做法公司建筑現(xiàn)在所做工程大部分采用的是地防1 中南標(biāo)11ZJ001 1 回填土2 70厚C20細(xì)石混凝土保護(hù)層3 點(diǎn)粘紙?zhí)ビ蜌只蚓垡蚁┍∧ひ粚? 防水層 卷材或防水涂料 5 刷基層處理劑一遍6 20厚1 3水泥砂漿找平 防水卷材 防水涂料 點(diǎn)粘紙?zhí)ビ蜌?聚乙烯薄膜 設(shè)備管線(xiàn)頂板上設(shè)備專(zhuān)業(yè)布置的有 給排水專(zhuān)業(yè) 上部建筑的給水 排水管線(xiàn)及消防管道 噴淋管 電專(zhuān)業(yè) 強(qiáng)電 弱電供電橋架及電氣設(shè)備暖通專(zhuān)業(yè) 進(jìn)風(fēng) 排煙管道 室外管網(wǎng) 噴淋 室外管道 消防管道及噴淋管 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 電纜橋架 照明系統(tǒng) 電纜橋架 消防煙感 送風(fēng)管 空調(diào)水管 一般在商業(yè)中采用空調(diào)系統(tǒng) 才會(huì)出現(xiàn) 風(fēng)機(jī)房 管道安裝圖例 通風(fēng)管道 荷載計(jì)算 恒載覆土 土容重是計(jì)算的關(guān)鍵 一般取18kN m3 細(xì)石混凝土 容重取24kN m3卷材 重量不大 綜合考慮到總荷載中水泥砂漿 容重取20kN m3混合砂漿頂棚 20kN m3 10mm 1000 0 2kN m2設(shè)備管線(xiàn) 取0 5 0 8kN m2 以1m覆土為例 計(jì)算總荷載DL G1 覆土 G2 細(xì)石混凝土 G3 找平層 G4 頂棚 G5 設(shè)備管線(xiàn) 18 1 0 09 24 0 07 20 0 02 20 0 01 0 8 19 46kN m2 考慮卷材實(shí)取19 6 如果在主樓范圍 可能還會(huì)有隔墻荷載 此時(shí)隔墻荷載按等效方式增加到恒載中 結(jié)論 就按18 覆土重 1 5取用恒載 活載 建筑總圖中典型的室外平面 有消防車(chē)道 消防登高面 停車(chē)位及植被等 植被荷載在荷載規(guī)范中 可以參考屋頂花園的活荷載取3 0kN m2 停車(chē)位及消防車(chē)道荷載由以下表格 停車(chē)位取2 5或4 0kN m2 消防車(chē)道按覆土及板跨選取 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009 2012 廣東高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一技術(shù)措施 GDA0003 2012 施工荷載在地下室頂板完成后 施工單位會(huì)借用地下室頂板作為材料堆放及鋼筋加工場(chǎng)地 但是此時(shí)不會(huì)進(jìn)行頂板的覆土工作 民用建筑工程設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題分析及圖示05SG109 1 全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施 由以上所述 非消防車(chē)道 停車(chē)位及綠化部分 綜合施工因素 取4 0kN m2 消防車(chē)道按以上表格選用 主樓內(nèi)房間 按功能進(jìn)行選取 以上為地下室頂板上恒載和活載常用荷載的取值 特別注意 由于景觀設(shè)計(jì)的延后特性 當(dāng)景觀設(shè)計(jì)圖紙完成后 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需進(jìn)行針對(duì)景觀設(shè)計(jì)的荷載復(fù)核 避免出現(xiàn)地下室開(kāi)裂的情況 結(jié)論 按5 0 大板形式頂板板厚的取值 地下室頂板 車(chē)庫(kù)部分 的結(jié)構(gòu)形式 會(huì)根據(jù)建筑車(chē)位的不同而采用不同形式 主梁 厚板 密肋梁板 空腔梁板 十字次梁 井字次梁 單向次梁等多種形式 本次討論僅針對(duì)主梁 厚板的形式分析板厚的選取 其他形式將在后續(xù)討論 建筑車(chē)位尺寸單車(chē)位 2500X5000 行車(chē)道 6000常用建筑尺寸 8100 x8100最近研究成果 5500 x5500 8100 x8100 5500 x5500 試算模型采用YJK進(jìn)行分析計(jì)算 覆土厚度1m 綠色區(qū)域?yàn)橄儡?chē)道 YJK板計(jì)算生成配筋 不同板厚按分離式配筋的結(jié)果 5500 x5500布置情況下板計(jì)算結(jié)果 梁250 x600 8100 x8100布置情況下板計(jì)算結(jié)果 梁400 x900 結(jié)論 僅考慮分離式配筋含鋼量 板配筋隨板厚的增大而呈現(xiàn)出由大至小 再由小至大的情況 綜合考慮板含鋼量 梁含鋼量和砼含量 在5500 x5500情況下250mm板厚最優(yōu) 8100 x8100情況下400mm板厚最優(yōu) 250 5500 1 22 400 8100 1 20 25 由此可以初步推斷在大荷載情況下取板跨的1 20 1 22是比較合適的 結(jié)論 1 8100跨采用400mm相對(duì)于其他結(jié)構(gòu)形式是不經(jīng)濟(jì)的 2 1 20 1 22的板跨可以考慮一點(diǎn)有限元的作用 厚板 大板形式框架梁截面的取值 談到梁截面 就必須要了解地下室層高 地下室層高越高 需要開(kāi)挖就越深 支護(hù)費(fèi)用 抗浮費(fèi)用就越大 按照建筑的經(jīng)驗(yàn) 合理的層高是3 6 3 9m 跨度小則層高小 跨度大層高大 建筑一般考慮梁高700mm 設(shè)備層400mm 停車(chē)需要凈高2200mm 那么最小高度就是3300mm 但是這個(gè)高度非常壓抑同時(shí)考慮管線(xiàn)交叉引起的設(shè)備層局部增高 一般再加300mm即3600mm 由此可見(jiàn) 梁高是唯一可以對(duì)地下室層高起改變作用的 結(jié)論 由以上可以看出 梁高越高 含鋼量越低 但是在考慮砼含量的情況下 總造價(jià)并不是梁越高越低 在某一個(gè)高度時(shí) 會(huì)出現(xiàn)拐點(diǎn) 從以上二表中 可以得出梁跨和梁高的關(guān)系 700 5500 1 7 9 900 8100 1 9 在大荷載的情況下梁高取1 8 1 9是比較合理的 梁寬對(duì)梁配筋貢獻(xiàn)不大 但是需要考慮實(shí)際配筋的合理性 同時(shí)可以看出 在大跨度大荷載下 梁寬加大 箍筋由2肢箍變?yōu)?肢箍對(duì)含鋼量影響不大 梁寬與梁高的比值 250 700 1 2 8 300 900 1 3 400 900 1 2 25 可見(jiàn)取1 2 1 3是合理的 結(jié)論 5 6m跨在地下室最好采用600高 8m以上采用900高合適 YJK中參數(shù)選擇對(duì)梁計(jì)算的影響 這里主要是對(duì)此處參數(shù)的選擇 對(duì)梁配筋的影響 在定義了彈性板后 此處彈性板荷載計(jì)算方式選擇平面導(dǎo)荷 梁配筋基本不變 彈性板6 剛性板 而選擇了有限元計(jì)算 配筋變化非常大 選擇了有限元計(jì)算 并且選擇了梁與彈性板變形協(xié)調(diào) 結(jié)果又不一樣 結(jié)論 1 剛性板 平面內(nèi)無(wú)限剛 平面外為0 用于普通樓板 需加上 梁剛度放大 梁扭矩折減 計(jì)算周期及位移需選擇強(qiáng)制剛性板 普通梁板結(jié)構(gòu) 2 彈性膜 平面內(nèi)有限 平面外為0 樓板開(kāi)大洞 樓板平面布置時(shí)產(chǎn)生的狹長(zhǎng)板帶 框支轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)換層樓板 多塔連體結(jié)構(gòu)中的弱連接板 以及坡屋面 膜單元 3 彈性板6 平面內(nèi)有限 平面外有限 板柱體系或者板柱剪力墻結(jié)構(gòu) 殼單元 從理論上說(shuō) 彈性板6假定是最符合樓板的實(shí)際情況 可應(yīng)用于任何工程 但是實(shí)際上 采用彈性板6假定時(shí) 部分豎向樓面荷載將通過(guò)樓板的面外剛度直接傳遞給豎向構(gòu)件 從而導(dǎo)致梁的彎距減小 相應(yīng)的配筋也比剛性樓板假定減少 而過(guò)去所有關(guān)于梁的工程經(jīng)驗(yàn)都是與剛性樓板假定前提下配筋安全儲(chǔ)備相對(duì)應(yīng)的 4 彈性板3 平面內(nèi)無(wú)限 平面外有限 厚板轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換厚板及板厚比較大的板柱體系或者板柱剪力墻結(jié)構(gòu) 中厚板單元 板跨的1 10以下肯定 1 10 1 20可以考慮 5 這里選用彈性板荷載計(jì)算方式 只有定義彈性板才有意義 平面導(dǎo)荷 剛性板 彈性膜計(jì)算一樣 彈