摘要：以某具体工程为例，通过对几种常用地下室顶板结构形式进行计算分析，对比这几种结构形式的混凝土用量和钢筋含量，同时考虑其模板用量，给出每种方案的成本优势和技术优势；并对各结构选型，提出需要注意的问题和应采取的技术措施。
关键词：加腋大板；十字梁；混凝土含量；钢筋含量；折减
1.综述
在目前建设工程中，无论是住宅还是公建，都有大量的停车需求，建筑配套设备和辅助功能也要放在地下空间，地下室面积在工程中的占比越来越大。地下室成本通常较高，工程造价所占比例较大。地下室顶板作为上部结构嵌固部位，梁板结构是当前地下室顶板最常结构形式；哪种梁板结构形式更合理、更经济，哪些是影响这些结构的经济合理性的主要因素是结构工程师必须面对的问题。在此以某实际工程条件为例，对地下室顶板常用的结构形式，在相同覆土厚度条件和荷载条件下进行结构计算和对比，统计单位面积地下室混凝土用量和钢筋用量，选取有技术优势和成本优势的结构方案，同时分析不同条件、各因素对混凝土和钢筋含量的影响，意在从不同角度统计影响地下室结构顶板混凝土用量和用钢量的关键条件，供结构设计师在确定方案时参考，以便选取经济合理的地下室顶板结构形式。
2.主要设计条件
本工程根据建筑停车位布置要求，地下车库轴网考虑大小柱网两种方案，层高3.9米，地下室顶板覆土厚度为1.5米，容重18kN/m³。用于方案对比，每个方向布置5跨以上，取中心跨计算配筋和混凝土含量，结果用于对比。消防车荷载根据板跨按规范GB50009-2012表5.1.1第8项取值，并考虑覆土影响进行折减，考虑板跨不同分别取值，并相应考虑覆土厚度影响进行折减。
计算时考虑梁柱节点处梁端简化为刚域和板翼缘作用下T型梁的有利影响。结构类型为框架结构，抗震等级取四级；梁板裂缝控制取为0.3mm，双向板采用塑性理论计算方法。已知条件如下表：
甲方已经明确该工程不考虑无梁板结构形式，所以在大、小柱网方案基础上通过梁、板布置方案的改变进行比较，具体做了以下几个方案：大柱网无次梁大板结构、大柱网无次梁加腋大板结构、大柱网十字次梁结构，大柱网单向次梁结构；小柱网无次梁大板结构、单向加腋板结构、单向次梁结构共7种方案。用YJK1.9版本计算并统计工程量，虽然与实际预算工程量存在一定差距，但用于方案比选是可行的。各方案中间跨简图如下：
3.单方混凝土和钢筋含量统计
经计算分析，以上各结构方案混凝土和钢筋含量统计见下表：
4.结果分析
根据以上统计结果，可以得出以下结论：
从混凝土和钢筋含量来看，小柱网无次梁大板结构混凝土用量最少，小柱网单向加腋板用钢量最少。我们推荐小柱网单向加腋板结构方案。甲方和建筑专业经过讨论，认为小柱网不利于建筑功能布局，建议采用大柱网，根据以上统计结果，并与设备等相关专业讨论，综合考虑基础方案、模板费用以及施工周期等因素，最终各方一致同意采用大柱网加腋大板结构，综合效益较佳。
5.值得探讨的问题
消防车荷载取值一定要慎重。根据荷载规范规定，不同的顶板方案消防车荷载取值是有很大区别的， 考虑覆土厚度的折减系数也不一样，设计师根据工程实际板跨、覆土厚度精心计算，另外消防车影响范围要有明确界定，不可随意扩大，造成浪费。
本工程选取的梁板裂缝控制值均为0.3mm，对于无次梁大板结构，板的配筋通常是由裂缝控制的，裂缝控制的配筋量比强度计算的配筋量要大很多。混凝土结构裂缝计算公式是否适用于塑性板理论下的双向板计算，值得探讨和商榷。如果考虑建筑防水作用将板裂缝的控制值由0.3mm改为0.4mm，或者不控制裂缝宽度，大板的配筋量会显著降低，在此情况下，大板方案的优势将更加明显。
近年来无梁楼盖、现浇空心楼盖、密肋楼盖等结构形式在地下室顶板中也已广泛应用，也取得了较好的综合经济效果，结构师在工作中可以作为备选方案加以利用。
6.结论
根据上文所述，在地下室顶板设计中要综合考虑各种因素，不同的顶板结构方案各有利弊，柱网、覆土厚度、消防车荷载、地下水位、计算方法、裂缝控制条件等外界条件都必须认真对待，每一种方案都不具有普遍的适用性，不能简单地将某一实际工程进行标准化推广应用。结构工程师一定考虑工程实际情况，各专业配合，多与甲方沟通，多做试算和比较，才能选定经济、适用、安全、可靠的顶板结构方案。
参考文献
[1]GB50010-2010混凝土结构设计规范 中国建筑工业出版社
[2]GB50009-2012建筑结构荷载规范中国建筑工业出版社
[3]GB50011-2010(2016版）建筑抗震设计规范 中国建筑工业出版社
[4]建筑结构静力计算手册(第二版) 中国建筑工业出版社，
[5]范松伟，建筑地下室顶板加腋大板体系结构设计 建筑与结构设计2015
论文作者:邓贞永
论文发表刊物:《新材料·新装饰》2018年8月上
论文发表时间:2019/3/13
标签：结构论文; 顶板论文; 地下室论文; 方案论文; 小柱论文; 荷载论文; 混凝土论文; 《新材料·新装饰》2018年8月上论文;