地下室底板無梁樓蓋的設計

地下室底板無梁樓蓋的設計

《建筑設計治理雜志》2023年第八期

1按《人民防空地下室設計標準》4.6.1條，人防地下室底板計算時可取獨立的單層樓板計算

由于目前PKPM構造計算程序不能對底板的不同工況和方向的荷載設置不同的荷載分項系數，所以人防地下室底板向上向下要分開3次計算，在程序計算時，分別按上面所提的3種狀況設置分項系數，底板層的荷載分別根據等效原則輸入等效荷載，取3次計算結果的較大值配筋。中信水岸城花園二期A區(qū)附建式人防地下室，以08版PKPM的SLABCAD為整體有限元分析計算：底板厚度t=450mm，水頭高度H1=4.35m，車庫柱網尺寸主要為8.1m×8.1m。1）計算平常向下力掌握的工況：恒載G1=構造板自重+裝飾面層等自重＝0.45×25+1.5＝12.75kN/m2活載Q1＝4.0kN/m2，當活載起掌握作用時：1.2×G1+1.4×Q1=1.2×12.75+1.4×4.0=20.90kN/m2，當恒載起掌握作用時：1.35×G1+1.0×Q1=1.35×12.75+1.0×4.0=21.21kN/m2，故該工程恒載起掌握作用，恒載分項系數為1.35，活載分項系數為1.0，由于08版PKPM－SLABCAD已考慮構造樓板自重，故模型輸入荷載如下：底板面均布恒載：1.5kN/m2（裝飾面層等自重）底板面均布活載：4.0kN/m2，底板跨內墻體自重及其他活載在模型中以板上恒載、板上活載輸入。2）計算平常水浮向上力工況時：本工程地下水水位較穩(wěn)定，故按恒載輸入：水浮力F=-γ×H1=-10×4.35=-43.5kN/m2（荷載作用方向向上）自重G2＝0.45×25＝11.25kN/m2（荷載作用方向向下）在PKPM－SLABCAD恒載分項系數設為1.35，底板計算將反向上的荷載按正向下的荷載輸入，把板面與板底計算結果對調，即人防地下室底板按倒無梁樓蓋計算。由于08版PKPM－SLABCAD已考慮構造樓板自重，故計算向上合力時按向下荷載輸入時，還需扣除多一遍板自重，輸入的等效荷載如下：F1=F-G2-G2/1.35=43.5-11.25-11.25/1.35=23.92kN/m2。3）計算戰(zhàn)時向上力掌握的工況時：PKPM－SLABCAD恒載分項系數設為1.35，核爆等效荷載為1.0。恒載等效荷載同上：F1=23.92kN/m2，核爆等效荷載：F2=25.0kN/m2。

2簡單樓板分析與設計軟件PKPM-SLABCAD有限元整體分析計算

2.1在PM模型中，無梁樓蓋除外邊墻下和局部高差處布置構造梁外，其余均按100mm×100mm虛梁布置虛梁有兩點作用，一是為了樓板的外邊界信息在PMCAD前處理過程中能自動讀取到，二是讓沒有剛度的虛梁幫助樓板單元的劃分。虛梁只布置在柱與柱、墻與墻、墻與柱之間，其余有磚墻或其他荷載的位置在SLABCAD前處理中轉化為板上均布荷載輸入，虛梁的布置應盡量使所形成的板塊外形規(guī)章，同一節(jié)點不宜拉結太多根梁。

2.2SLABCAD前處理有補充建模信息，輸入荷載、約束、位移信息，布置預應力筋，單元劃分及生成數據等選項1）在“參數輸入”中的單元劃分掌握長度Dmax的取值應視工程規(guī)模、柱網間距、柱帽大小而定，取值過小，雖然可得到較高的計算精度，但卻增加很多計算量。同時計算應力集中而使柱帽或支座處的負彎矩過大導致失真。對于本工程，取值Dmax=1000較適宜。2）在“樓板修改”中的柱帽形式有4種：無頂板柱帽、折線頂板柱帽、矩形頂板柱帽1和矩形柱帽2，由于地下室底板的柱帽為根底，故采納矩形頂板柱帽2。模型中有砼柱的地方才能輸入柱帽，對于有剪力墻的構造，剪力墻底下無法輸入柱帽，處理方法是：板跨比擬小，則不輸入柱帽，以無柱帽無梁樓蓋計算；板跨較大，在剪力墻中輸入砼柱來輸入柱帽。平面幾何外形非矩形的根底需簡化成矩形根底，根底外形不同，其簡化方法也不同，若根底為正多邊形，可簡化成正方形，一般用其內切圓的面積開方得正方形邊長；若根底切割掉一小局部能成為矩形根底，則取切割后規(guī)章的根底為柱帽輸入模型。3）在“生成數據”中的“布筋方向”盡量平行或垂直，與實際配筋方向全都，否則計算結果應按“布筋方向”與實際配筋方向之間的角度換算實際配筋。

2.3簡單樓板分析與設計PKPM-SLABCAD的整體有限元計算在軟件的參數輸入時，人防地下室底板板底的愛護層厚度為50mm，板面為20mm，但在計算水浮及核爆向上力時，由于是以向下力的方式輸入替代向上的作用力，故模型輸入的板頂愛護層厚為50mm，板底為20mm。

2.4分析計算結果1）計算結果的合理性通過“繪等值線”來推斷：等值線在柱間板帶處比擬集中，表示板面支座的配筋；等值線在跨中集中，表示板底的配筋；當邊界條件及所受荷載一樣時，大跨度的配筋要比小跨度的配筋大，相近跨度的配筋應差異不大；當跨度一樣及所受荷載一樣時，內跨的配筋應比外跨的配筋要??；當跨度及邊界條件一樣時，荷載較小的配筋應比荷載較大的配筋小。2）每個房間內板的撓度或內力的最大、最小值應通過“標注極值”查看，若有超限的最大擾度及超限鋼筋，準時通過調整板厚或支座條件重新計算。3）每個房間內的各個節(jié)點的撓度、內力值、配筋應通過“標注點值”查看，更精確的查看推斷合理的計算結果，對存在應力集中及板厚不經濟合理狀況也應準時調整，重新計算分析，直至計算結果合理。

3人防地下室底板的構造及配筋要求

1）人防地下室底板按《人民防空地下室設計標準》3.8防水要求，必需采納防水混凝土。現(xiàn)行施工均使用攪拌站的商品混凝土為主，其防水混凝土通過試驗調配，滿意設計要求的抗?jié)B等級不小于P6即可；厚度不少于250mm（本工程為450mm）；平常掌握工況的裂縫寬度不大于0.2mm，并不貫穿；戰(zhàn)時荷載掌握工況按強度掌握；底板板底的鋼筋愛護層厚度為50mm。2）依據本場地地下水對混凝土及鋼筋具微腐蝕性，構造底板的墊層采納強度等級為C20的素混凝土，厚度為100mm。3）本工程地下室建筑為超長，按標準要求設置了多處1000mm寬伸縮及沉降后澆帶，后澆帶之間間距掌握在30m以內，并采納添加微膨脹劑的補償收縮抗裂混凝土；在兩層板筋間，附加了兩層Φ10@160板筋；并在說明中提出嚴格檢查原材料的質量、嚴控混凝土的澆搗及養(yǎng)護時間等。4）本人防地下室底板為臥置于根底上，且地基土質較好，按《人民防空地下室設計標準》4.11.7條可適當降低最小配筋率，且配筋宜細而密，鋼筋間距宜在100~200mm范圍內，故在滿意平常掌握的要求下，配率取值約0.2%，通長配筋為Φ14@160，局部較大邊跨及支座處加設附加鋼筋，間距對應通長筋也為160。5）人防區(qū)底板雙層鋼筋間均設Φ8@480mm×480mm的梅花狀布置拉結筋，小于標準要求的不大于500mm。

4結語

本文主要從工程實例動身，闡述了對人