无梁楼盖地下车库结构设计中存在的问题及对策

郝娜

1 结构设计原则

1.1 模型计算的合理性

在设计过程中，设计人员要了解建筑物结构的特点，做好相关分析，进行设计时需要明确传力路径，保证传力路径的简洁性，传力路径为板→柱→基础，尽量不要有转换结构；车库顶部活荷载需考虑完善，例如绿化植被的荷载、覆土荷载、消防通道的荷载；板柱结构的顶部为无梁楼盖，其中板带的计算方法尤其重要，必须符合实际情况，方能保证结构设计模型的合理性、科学性。

1.2 模型计算的经济性

一般情况下车库顶部存在1.2～1.8m厚的覆土恒荷载，消防车活荷载为20～35kN/m2，造成地下车库顶部荷载较大；地下车库室内有各种设备管道及风道，正常情况下占据楼板下0.8m高度空间；地下车库柱网较大，在8～9m范围；以上三种情况造成板柱结构的地下车库板厚铰大、配筋多。

如果采用平板式板柱结构，在整个车库范围内板厚会达到400mm甚至更多，增加混凝土及钢筋用量，增加建筑物自重；若采用平板+柱帽（柱托）式板柱结构，可以减小整个楼板的厚度，减少钢筋用量，减少建筑物自重，对于结构受力是有利的。要想使结构更具有经济性，应从结构受力上分析，使结构受力构件的布置符合外部荷载组合的设计效应分布。

1.3 结构构造措施

在结构设计中，要严格按照规范及受力条件来进行设计，尤其是那些薄弱环节，既要考虑到计算模型合理问题，也要考虑到构造措施。构造措施是从构造上对结构受力构件起到加强作用，提高构件的极限承载能力及变形能力。应设置暗梁、柱帽、板带做好构造措施的设计，按受力概念来考虑设计加强部位，可以提高结构的可靠性、安全性。

2 结构设计中存在的问题

2.1 板计算方法错误

无梁楼盖地下车库的板计算模型的不合理会引发的坍塌事故，传统板计算方法按双向板受力平面导荷原则将荷载传导入支座暗梁，暗梁上部受力为线荷载，整个板假定为刚性板，参加结构整体计算，此种板方法的计算结果导致暗梁配筋比实际配筋面积小，柱上板带配筋量小。

2.2 板冲切计算不足

无梁板必须进行受冲切承载力计算，冲切破坏为混凝土板在集中力作用下沿非柱形式的空间斜曲面发生的、以错动变形为主的局部脆性破坏。

近年已完成的无梁楼盖地下车库有发生整体冲切破坏的案例，柱子没有发生破坏，屋盖坍塌，板构件在柱边出现斜向裂缝，甚至发生结构破坏，使结构承载能力、正常使用状态不满足使用要求。

3 结构设计问题解决方法

3.1 板计算模型的选择

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第6.6.3条无柱帽平板在柱上板带中按本规范要求设置暗梁时，不可把平板作为有边梁的双向板进行设计。

板计算应选取有限元计算方法，恒活面荷载直接作用在弹性楼板上，不被导算到周边的梁墙上，板上的荷载是通过板的有限元计算才能导算到周边杆件，同时也传给柱，有限元计算方式传给柱、墙不仅有竖向荷载，还有面外弯矩和扭矩，而且有限元计算的弹性板不仅参与恒活竖向荷载，还参与了地震力等水平荷载的计算；依据板的受力特性，应选择采用真实计算平面内及平面外刚度的弹性板，以便模拟楼板的刚度和面外变形，这样计算结果可以直接得出弹性板本身的配筋。

3.2 板冲切的构造及计算

根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）第6.5.6条，在竖向荷载、水平荷载作用下，当考虑板柱节点计算截面上的剪应力传递不平衡弯矩。无梁楼盖的地下室顶板消防车荷载、厚覆土、植被等引起的不平衡弯矩会对地下室无梁楼盖板柱节点产生较大的影响，不平衡弯矩的存在使其受力特性及破坏形态更为复杂。应当采用规范附录F的计算方法得到支座处等效集中反力来计算冲切。

当无梁楼盖支座范围内荷载较大，可在柱范围内设置柱帽或柱托。见图1为有柱帽板配筋量，板顶支座处配筋1950mm2；图2为无柱帽板配筋量，板顶支座处配筋2571mm2。通过对比可以看出有柱帽的板顶配筋量更小，受力更合理。

图1

图2

设计人员要重视土木工程结构设计，不断学习积累经验，在满足安全建设的同时要更多的考虑经济因素，避免浪费，从而推动我国土木工程建设长远发展。