无梁楼盖地下车库结构设计中存在的问题及对策

崔力文

上海中建东孚投资发展有限公司 上海 200122

1 无梁楼盖的概念

无梁楼盖结构在柱、内墙、外墙上直接支撑楼板，将常规梁板柱设计中的梁设置为暗梁或者不设置框架梁，通过配筋的不同在楼板内区分柱上板带和跨中板带，通过计算和施工做法满足抗冲切要求。板、柱连接处一般设置有柱帽，柱帽通常有矩形柱帽和斜柱帽两种方式。荷载通过楼板直接传递给框架柱或者承重墙。故其破坏形式多为柱顶冲切破坏．无梁楼盖体系不需要设置框架梁，在满足建筑净高要求的前提下最大程度减少结构层高度，降低开挖土方量，方便机电管线布置，减少开发成本[1]。

2 无梁楼盖地下车库设计中的优缺点分析

2.1 无梁楼盖的优势

无梁楼盖是一种双向受力的板柱结构，由于不设置楼层梁，板面荷载由板传至柱，传力路径直接，净空利用率高，施工周期短，有利于综合管线布置。大型地产商均对地下车库结构形式做过细致的研究，一致认为，对于地下地库，采用无梁楼盖结构建安成本是最少的。

2.2 无梁楼盖的缺点

无梁楼盖结构体系由于取消了肋梁，使无梁楼盖结构体系的抗弯刚度减小、挠度增大，柱子周边的剪应力高度集中，可能会引起局部板的冲切破坏；侧向刚度比较差，层数较少时可以依靠框架柱等竖向构件来抵抗水平荷载，当层数较多或要求抗震时，一般需要设剪力墙、筒体等来增加侧向刚度，实现2道抗震防线。

3 地下车库无梁楼盖设计问题的改善对策

3.1 工程概况

本工程建筑场地地势平坦，地层分布均匀，地上部分是以草坪为主的绿化带，覆土厚取1．0m。地下水静止水位埋深为8．2-9．9m，设计时不考虑地下水对钢筋、混凝土的腐蚀作用。本地区抗震设防烈度为6度（第二组，设计基本加速度值为0．05g），最大冻深0．5m。车库地下建筑层数为一层，结构层高4．0m，耐火等级二级，安全等级二级，结构形式为现浇钢筋混凝土无梁楼盖结构，基础形式为柱下独立基础，混凝土等级为C35，钢筋主筋采用HRB400级钢筋，箍筋采用HPB300级。车位配比设计为1．0，根据《车库建筑设计规范》（JGJ100）规定，共配备160个地下车位，设计柱间停放3辆车，柱网采用8．1m×8．1m。

3.2 应用步骤

案例中，关于无梁楼盖结构的设计共分两个步骤，即虚梁和柱帽的布置、无梁楼板计算，各步骤具体内容见下文。

3.2.1 虚梁和柱帽的布置

虚梁和柱帽的布置分为两个部分，即虚梁布置、柱帽布置。① 虚梁布置：在基本结构上，无梁楼盖在表面上是没有梁体的，因此需要在柱间进行虚梁、暗梁的布置，由此才能进行后续楼板生产施工。应用当中可以借助软件先对结构进行建模，在模型基础上可以试验性的设计虚梁、暗梁布置、界面，借助软件参数反馈可以清晰的看到设计中的不足，随后通过不断的调整可以得到准确结果，同时在使用方面，采用混凝土、钢筋现浇技术，严格依照设计方案来进行施工。案例当中，其虚梁截面为100mm×100mm。② 柱帽布置：首先关于柱帽尺寸，在设计或施工当中要严格依照《砼规》第9．1．12条的规定来确定，其次施工过程当中柱帽长度不得小于柱宽4倍板厚、高度不得小于小于板的厚度。案例当中，其柱帽采用托板型式，在提前确认柱与柱帽、柱帽对板的冲切条件下，加大了托板的宽度与高度，即2500×2500×500mm，此举使托板成为了楼板的刚性支座，有效减少了施工钢筋应用量。③柱网优化，大柱网为2排柱子中间标划3个车位，小柱网为2排柱子中间标划2个车位；2个大柱网（2×8．1m=16．2m）与3个小柱网（3×5．4m=16．2m）尺寸相同，应用矩形柱（400mm×600mm）取代方形柱（600mm×600mm）后，停车位均为6个。

在停车位面积不变的条件下，将大柱网优化成小柱网，每个车位分摊面积相同，车库设计布置更灵活、更能有效利用场地。可以减小车库底板和顶板的结构尺寸，降低层高，从而降低建造成本[2]。

3.2.2 无梁楼板计算

① 柱对板的冲切计算：主要考虑到案例中上部结构的荷载条件，其存在有柱帽、无柱帽两种条件，针对有柱帽条件在冲切计算当中，需要对柱帽、柱帽对板进行计算，针对无柱帽条件则直接对柱对板进行冲切计算。② 无梁楼盖板弹性板定义计算：借助软件将无梁楼盖板定义为弹性板，归于特殊构件的“板属性”中，随后对计算参数中弹性板的单元尺寸参数进行设置，依照有限元计算方法勾选梁与弹性板变形协调参数，此举可以保障弹性板和梁变形的相互协调，全面将楼盖结构受力过程展现。③ 有限元计算：在有限元计算当中，针对上部结构要将其恒活面荷载放置到弹性楼板（无梁楼盖板）上，使两者之间存在作用关系，随后针对梁墙上的荷载进行计算，计算需要以弹性楼板传递结果为准，这种计算方法具有良好的经济性表现，可以有效提高设计合理性。

4 结语

为了解决居民停车问题，设计合理、实用、经济的地下车库非常必要。双向板无梁楼盖结构体系简单，传力途径短捷，板面钢筋绑扎方便，增加了楼层净高，减少基础的土方和护坡高度，在施工时可节约模板、缩短工期，近年来地下建筑中这种无梁楼盖的结构形式逐渐被推广应用[3]。