论地下室顶板楼盖结构选型设计

许 林

(东莞市盛和房地产开发有限公司 广东 东莞 523960)

论地下室顶板楼盖结构选型设计

许 林

(东莞市盛和房地产开发有限公司 广东 东莞 523960)

设置地下室可以减轻结构自重，增大建筑使用空间，对抗震较为有利。针对地下室顶板楼盖的选型，关系到整个地下室设计的重点，同时也是一大设计工作的难点，本文将针对这一方面的内容展开论述介绍了地下室结构设计的特点，分析了楼盖选型的要点和设计的关键点，探讨了楼盖选型和结构设计工作的经济性问题。

结构自重；地下室；结构设计；结构选型

0 引言

随着我国近30年来经济的蓬勃发展，我国大部分地区高层建筑的大量涌现，并朝着建筑体型复杂和功能多样化方向高速发展并日趋完善。对于复杂结构，同一建筑集合了商场、办公楼以及住宅等多样化功能需求，往往要求结构开间呈现上小下大的布置，导致了建筑结构竖向构件布置不连续；结构底部的商场建筑要求停车场需要更大更多的空间，常伴随着地下室的设立。在结构上就需要在竖向不连续楼层处设置水平转换构件和考虑地下室的防水嵌固等要求，给结构师带来了更高的挑战。

综上所述，在建造实践的地下室顶板的楼盖设计之中，涉及到建筑方案和结构方案的有机结合。要求对结构选型进行多方面的考虑，同时深入力学分析。合理的结构选型和设计，需要设计工作的使用功能性以及结构可靠性等前提基础之上兼顾经济合理指标，以进一步满足业主的需要。在设计工作实践中，设计师应对各种不同结构方案进行合理的分析，力求做到最优。

1 明确地下室楼盖的特点

地下室楼盖有别于其他楼盖，对于屋面层楼盖主要考虑的是防水隔热和保温的作用，普通楼盖的作用是分层和防水隔音，地下室更重要的体现在结构嵌固和承载方面。

结构师在进行地下室顶板楼盖的结构设计时，应当充分结合相关标准和楼盖选型各自的特色，进行科学有效的综合判定。比方说，针对结构底板的设计，根据诸多工程实例表明需要板厚达到350mm以上，同时应该设计板带不考虑计算配筋，多数情况下为构造配筋即可。对于地下室楼盖的诸多特色，设计师设计师应该明确，具体如下。

（1）结构竖向荷载较大：地下室中的基础取代了传统的基础形式，尤其是对于筏板基础，考虑施工和堆载情况，其顶板所承受的荷载相对较大。荷载较大的原因还有消防车荷载及顶板人防荷载。综合考虑下为保证顶板的稳定性和安全性，一般覆盖有较厚实的土层供绿化。

（2）墙柱的间距较大：一般情况下，地下室墙柱的间距多在9-10m，多为考虑地下停车场的需要，3个车位并排需要9m的间距，部分可能达到10m以上的需要。对于单根墙柱的承载能力和延性要求有更特别考虑。

（3）受专业要求限制：地下室常常是建筑、结构、水电、暖通等多专业的协调和挑战，与地面建筑相比，地下室的层高相对较小。为了保证建筑整体的稳定和抗倾覆能力的发挥，有着非常严格的控制要求，当地下室顶板梁截面高度在结构上设计需要较大时，加上设备和管道的摆放高度，常常影响到地下室的净高，造成无法满足建筑专业要求，影响建筑质量。

办公楼楼面结构采用现浇钢筋混凝土主次梁体系。在办公区外框柱与核心筒竖向压缩变形量最大区段，外框住与核心筒相连的楼面梁支座位置设置水平加腋段。其优越性在于水平加腋是最低限度不增加构件刚度的前提下提高构件延性，有效缓解混凝土结构用于超高层建筑中由于水平荷载作用及外框与内筒竖向变形差引起的框架梁端应力水平过高从而较难满足抗震延性要求的措施，同时也是减轻结构自重，降低地震荷载效应的手段之一。

2 力求顶板结构设计最优

在进行地下室顶板楼盖的结构选型设计时所造成的影响深远，根据不完全统计在地下室设计的成本已经占全部造价相当大的成本。因此在方案选型和结构设计中，建筑师和结构师应多次协商和交接，力求加强经济成本的管控和结构上更加合理的受力形式。

工程实践告诉我们，在地下室顶板的楼盖主梁高度比较适中，同时能够满足建筑要求下，十字梁方案的经济性比较合理，同时在施工上不会造成工期的影响；而对于承载能力的要求较高时，加上建筑上要求净高更高时不得不对原来的梁高进行降低，在这种情况下则采用井字梁方案，在很大程度上能够有效节约成本，同时也能减少施工上带来的难度。

特殊情况下地下室自身应当承受的建筑荷载较大的时候，井字梁方案常常被首选为最佳类型，同时需要结合地下室功能和板厚要求等。设计师在进行地下室顶板结构选型的过程当中，应先从概念上把握整体合理性，再从基础埋设深度和地下水位情况、地下室功能性需求，在满足各指标的情况下尽量浅埋。

3 无梁楼盖顶板的结构设计

（1）常用计算方法

经验系数法。经验系数法是地下室无梁楼盖中的顶板结构计算方式中常见的一种方法。结合本人在设计中经验，设计师可根据经验直接手算，应用情况十分广泛。应当注意的是，经验系数法是在试验研究和经验上总结提出的，适用于比较规则的结构，同时要注意在进行经验系数法的计算时其中的假定：长边和短边之比不超过1.5；每个方向上至少有3个以上连续跨；同一方向上的最大跨度与最小跨度之比不超过1.2；活荷载为均布荷载等。

等代框架法。等代框架法属于一种类似于手工计算法。主要原理为：沿着纵、横两个方向合理划分其为纵横向等代框架；采用拟梁法分别对其进行相关计算。同时，设计师应该对其适用的条件和范围要有清晰的认识，注意以下事项：适用于任一区格长跨与短跨比不超过2楼板计算；在进行相关计算时，高度关注自重对内力的影响，综合考虑活荷载的不利布置影响。

有限元法。在采用有限元方法进行相关的计算和分析时，需要依据无梁楼盖的柱上板带、跨中板带、柱帽的平面尺寸，先将结构划分单元，确定好与实际情况相符的边界条件之后，采用一定的本构关系与边界条件相协调进行模拟，最后对结构内力进行计算。常采用SLBACAD模块、SPA2000和佳构等程序进行无梁楼盖相关分析和计算。

（2）楼板尺寸设计

设计师在进行设计时应结合规范要求进行把控，在《钢筋混凝土升板结构技术规范》等规范中，明确规定了无梁楼板厚的取值。对于一般的室内停车与办公餐饮等功能房间的非预应力有托板楼板，其板厚应当不小于长跨跨度的 1/35。此外，当一些板上有覆土或是其他较重荷载时，可适当增加实际板厚。

合理的设计与无梁楼板相连的柱帽，一定程度上可以减小楼板的计算跨度，并且还可确保柱对顶板的冲切影响，对于柱帽的取值，应当通过顶板配筋、柱对顶板的冲切等各方面因素共同确定。矩形柱帽由于施工较为便利的特点、配筋计算简便优势等获得了相对广泛的应用。

4 结论

在地下室顶板楼盖施工和设计的过程之中，结构类型的丰富多样性使得设计师更加有条件进行优化设计。本文介绍地下室楼盖的特点，总结了力求顶板结构设计最优的几点建议，探讨了常用计算无梁楼盖顶板的结构设计的方法和楼板尺寸设计，以便供设计人员参考。

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1007-6344（2016）07-0093-01