摘要:作为地下车库的结构底板,若采用梁板结构,由于梁凹槽的存在,开挖量增大,砖模量较多,工作量较大,施工也较为不方便,故目前绝大多数地下室底板结构采用平板结构,即桩承台(或天然基础)加平板结构,故其受力模型为无梁楼盖模式。
关键词:无梁楼盖;地下室底板;有限元
1.无梁楼盖计算方法
随着我国经济的迅猛发展,特别是住宅房地产的迅猛发展,高层住宅建筑加地下车库的建筑形式日益增多。作为地下车库的结构底板,若采用梁板结构,由于梁凹槽的存在,开挖量增大,砖模量较多,工作量较大,施工也较为不方便,故目前绝大多数地下室底板结构采用平板结构,即桩承台(或天然基础)加平板结构,故其受力模型为无梁楼盖模式,即为板柱受力模式。本文仅对采用弯矩分配法(即经验系数法)计算无梁楼盖的弯矩和采用盈建科软件用有限元方法计算无梁楼盖的弯矩的结果进行比较,不进行无梁楼盖板的冲切验算。
无梁楼盖在竖向均布荷载作用下的内力计算,当符合下列条件时可采用经验系数法[1]:
(1)每个方向至少有三个连续跨;
(2)任一区格内的长边与短板之比不大于2;
(3)同一方向相邻跨度不相同时,大跨与小跨之比不大于1.2;
(4)活荷载与恒荷载之比应不大于3。
x方向总弯矩设计值:
2.计算实例
某住宅小区位于广东省佛山市,地下车库采用两层混凝土框架结构,如图2.1.1和图2.1.2所示,柱网为7800mmX8100mm,两层地下室的层高均为3.550m;底板厚度为500mm,混凝土等级为C30,钢筋强度等级为HRB400,不考虑人防荷载的要求。地下室底板面标高为-8.100m,顶板面标高为-1.000m。抗浮设计水位为-0.700m,均为相对标高。则设计抗拔水头为:
h=-0.7-[-(8.1+0.5)]=7.9m
2.2采用盈建科结构设计软件中基础模块进行有限元计算
盈建科结构计算软件中基础模块有防水板设计一项,该项采用有限元计算方法。如果在基础模块中将底板按防水板输入,则程序自动对防水板进行两步设计计算。第一步将上部墙柱设为没有竖向位移的支座,防水板内基础设定为加厚区域考虑刚度,单独对防水板划分单位并计算;第二步 计算其它基础,并考虑防水板的计算结果传给基础的弯矩剪力等内力和承载力的影响[2]。按之前的荷载:水浮力荷载的水头为7.9m,板厚500mm,则Y向弯矩计算的结果如图2.1.6(每平米的Y向弯矩)。
按经验系数法:Y方向承台板带支座每平米的弯矩是M=323KN•m/m;
按盈建科有限元计算方法:Y方向承台板带支座每平米的弯矩是M=249KN•m/m;
用经验系数法计算的弯矩值为按有限元方法计算弯矩值的323/249=1.29倍。
结合工程经验,经验系数法算得弯矩结果为承台范围柱边往承台边方向2/3处,故经验系数法算得的弯矩偏大;且经验系数法仅适用于柱跨规整的底板,对于柱跨不规整的底板,经验系数法无法模拟。故实际计算中建议采用盈建科有限元软件进行地下室底板的设计计算,再将其得出弯矩用弯矩公式及裂缝限值要求求出底板抗弯配筋。
3.结束语
采用盈建科有限元计算地下室底板,既可以计算规则柱跨,也可以计算不规则柱跨,且其结果较为合理,也可以满足工程安全要求,故建议在工程中采用盈建科有限元方法计算底板,采用经验系数法进行结果复核,综合取值。
参考文献:
[1] 建筑结构设计资料集3-混凝土分册:中国建筑工业出版社,2005
[2]北京盈建科软件股份有限公司.基础设计软件YJK-F用户手册及技术条件.2017.03.
论文作者:罗钊伟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/16
标签:弯矩论文; 底板论文; 楼盖论文; 结构论文; 系数论文; 地下室论文; 荷载论文; 《基层建设》2017年第18期论文;