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摘要：作者通过某地下车库大跨度设计要求，提出了拱形结构的方案设计, 针对拱形结构在地下结构中的应用，提出了结构专业设计要点。
关键词：大跨结构；拱形结构；拱梁；拱板
An analysis of a large cross-section of a garage
ZHAO Peng-yu
（Luoyang Engineering & Research Institute for Non-ferrous Metals Processing,Luoyang,Henan 471039,China）
ABSTRACT Based on the design requirements of the large span of the garage, the author puts forward the design of the arch structure, and puts forward the main points of structural design for the application of the arch structure in the underground structure.
KEYWORDS Large-span structure；Arch structure; arches；Arch plate
1 工程概况
本项目为某住宅小区的地下车库，属于大型公用建筑。地下车库上部为小区的公共广场，绿化区域占地较多，要求覆土深度较大，并且道路设置考虑了消防车的通行要求，这使得地下车库的设计荷载很大。为了能够较为经济的满足设计荷载要求，又能够实现使用大空间的功能，地下车库采用混凝土拱形结构方案。
2 结构建模
2.1结构布置
拱形结构的典型剖面见图1，中间设置墙体或柱，两端设置挡土墙和斜撑，共同支承上部拱板，形成拱形结构。根据拱形结构的受力特点，上部竖向荷载产生的推力既可以由基础承担，也可由下部拉杆承担。所以地下车库底板既可与上部拱形结构脱开，也可与上部拱形结构连成整体，充当拉杆作用。
图1
2.2结构分析原则
2.2.1设计原则
为了对地下车库拱形结构的受力性能进行全面和深入的研究，本着由简单到复杂、由局部到整体的分析原则，依次采用梁单元简化模型、多跨壳单元模型以及结构整体模型分别进行了计算分析，对拱形结构方案的可行性进行了论证，并对今后的施工提出了合理化建议。
根据拱形结构的受力特点，上部竖向荷载产生的拱脚推力既可以由拱脚基础承担，也可由下部拉杆承担。所以地下车库底板既可与上部拱形结构脱开，也可与上部拱形结构连成整体，充当拉杆作用。两种结构形式各有利弊，为了确定本工程的适用形式，分别对不考虑底板作用和考虑底板作用建立计算模型，进行分析和比较。
2.2.2荷载组合
LC1：1.2恒载+1.4均布活载+1.0底板水浮力
LC2：1.35恒载+1.4×0.7均布活载+1.0底板水浮力
LC3：1.2恒载+1.4不均布活载1（1/3/5/7/9跨布置）+1.0底板水浮力
LC4：1.35恒载+1.4×0.7不均布活载1（1/3/5/7/9跨布置）+1.0底板水浮力
LC5：1.2恒载+1.4不均布活载2（2/4/6/8跨布置）+1.0底板水浮力
LC6：1.35恒载+1.4×0.7不均布活载2（2/4/6/8跨布置）+1.0底板水浮力
LC7：1.2恒载+1.4不均布活载3（第1跨布置）+1.0底板水浮力
LC8：1.35恒载+1.4×0.7不均布活载3（第1跨布置）+1.0底板水浮力
LC9：1.2恒载+1.4不均布活载4（第1跨的半跨布置）+1.0底板水浮力
LC10：1.35恒载+1.4×0.7不均布活载4（第1跨的半跨布置）+1.0底板水浮力
LC11：0.9恒载+1.2底板水浮力
3 构件验算及变形分析
3.1拱板
拱板的承载力计算结果见表1。在承载力计算中不考虑应力集中区域，以下所有分析均按照该原则进行。
表1 拱板验算结果
3.2拱梁
拱梁截面尺寸为500mm×（800~500）mm（宽×高），承载力计算结果见表2。表中计算配筋量为0或负值时，表示相应钢筋按照构造要求配置即可，以下表格均以此为准。
表2 拱梁验算结果
4 结论与建议
通过上述多种计算模型和不同结构方案的综合比较，可以得到以下结论与建议。
挡土墙外侧斜撑和中柱每隔5m设置，中柱之间在柱上端设置纵向连梁；上部混凝土拱采用“拱梁+拱板”的结构形式，其中拱梁间距5m，采用变截面的上反形式，截面高度自拱脚至拱顶逐渐减小，两端支撑在相应的斜撑和中柱上；
下部底板结构同样采用“底梁+底板”的结构形式，其中底梁间距5m，与相应的斜撑和中柱连成整体，充当上部拱结构的拉杆。
论文作者:赵鹏宇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/15
标签：底板论文; 结构论文; 拱形论文; 浮力论文; 不均论文; 荷载论文; 拉杆论文; 《建筑学研究前沿》2018年第4期论文;