摘要：随着我国居民生活水平的不断提升，人们对于生活质量的要求越来越高，所以许多家庭都购置了车辆，这就造成了我国社区内出现了停车难问题。现代化的小区中，特别是高层建筑，都配有地下停车场。而地下室结构采用经济合理的设计形式和计算方法是非常关键的，这对于平衡开发商的开发费用以及购房者的实际需求具有非常现实的意义。相对于普通的梁板体系，无梁楼盖是一种非常符合地下室设计需求的梁体结构，因为它具有施工简单、开发费用较低的优点，所以越来越多的地下室结构采用无梁楼盖。受到应力、柱帽大小、基础型式等多种因素的影响，就无法采用普通无梁楼盖正向楼板的算法。为了保证建筑的质量以及经济平衡。本文从以下几个方面分析介绍地下室无梁楼盖楼板的设计。
关键词：地下室；底板；顶板；无梁楼盖；设计方法
引言
近几年，伴随着经济的发展，人们的住房条件越来越好。无梁楼盖是地下建筑常见结构形式，是近年发展较为迅速的一项建筑结构新技术。无梁楼盖把原来集中受力的梁变成无数分散空间受力的工字结构体系，结构质地更密，抗压性更高，抗振动冲击更强，结构更合理。
由于地下室面积增加了房屋建设的费用，使设计师在房屋建造成本的影响分析中，较难准确计算这个费用。所以，找到一个合理的经济和建筑结构是非常重要的。由于地下室屋顶对杭震性能有较高要求，梁板结构被广泛使用。特别是这种“无梁楼盖”使楼层空间布置摆脱梁的制约，具有明显的经济效益和社会效益。地下室底板位于地下，一般不需要考虑杭震问题。在本文中，从经济比较和计算方法等方面进行详细分析，全面分析地下室底板无梁楼盖设计问题，为设计者提供参考。
1 地下室无梁楼盖的特点
无梁楼盖是双向力板柱结构，无梁楼板为四点支承双向板。有研究表明，无梁楼板开裂前处于弹性工作状况，随着负荷不断增加，裂纹首先出现在柱帽的顶部，然后不断的发展，会出现跨中中间的三分之一跨度处，然后底部出现裂缝，此时，钢筋受拉屈服，混凝土已经到达极限压应变，楼板也处于严重破坏的状态。无梁楼盖可以应用在地下室，可以有效地减少地下室层高，从而减少总基底埋深。从使用效果可以看出，可以增加地下室面积的有效利用面积，节约通风设备和长期电力供应的投资。在成本结构方面来看，可以减少基坑支护成本，减少基坑土方开挖量，节省地下室竖向构件的材料用量。
2 地下室底板方案比较
根据通常的分析结果可以得出，当活荷载大于5000N/㎡时，底板应该考虑使用无梁楼盖的建筑方式。这种建筑楼盖方式相对于梁式楼盖更加节省成本，经济效益更高。地下室底板，一般的情况下要考虑结构的水浮力影响，所以活荷载较大，应该采用无梁楼盖。这样使建筑整体更加经济、实用。而以往的经验是地下室底板采用梁板结构。在梁板施工时，需要对梁做砖模并且施工工序较多，在处理防水问题时非常困难。而采用无梁楼盖就解决了这些问题，首先它是一种新的建筑结构形式，它没有梁系，板面荷载直接由板传给柱。板柱结构可以降低施工的整体高度，从而降低了地下室结构土方开挖量，并且在处理防水等问题时也非常方便。在具体施工时，无梁板施工更加方便，钢筋捆扎也非常便捷。所以通过方案的比较，地下室底板选择无梁楼盖符合现代化建筑的要求，经济性高、建筑简单。
3无梁楼盖计算分析
无梁楼盖的计算方法有多种。不过，通过相关经验和有关参考文献的分析可以得出，一般来说首先优先采用有限元模型计算方法。当然，也可以采用等代框架结构的有限元法。根据实际工程的要求也可以采用其他的方法，只要符合工程的实际需求，选择简单有效的计算方法即可。
3.1经验系数法
经验系数法，因为它是最方便的方法被广泛使用，经验系数法中已经实验研究和在实践经验的基础上，使用经验系数法计算，然后用总力矩力分配系数可以通过的时刻的各部分相乘来获得。经验系数方法的必要条件：（1）至少有三个连续跨度分布在各个方向上；（2）该系统的结构应具有要有抗侧力支持或者剪力墙。
3.2等代框架法
等代框架的方法是指：沿纵向和横向的结构被分类为在列方向具有“框架列”和“框架梁”的框架上。无梁相当于梁柱支撑的代梁，等代梁跨度取柱中心线之间的距离，等代梁宽度取横向两柱间距的四分之一。无梁楼盖支撑在等代梁上，考虑支撑柱对等代梁的约束力，将等代梁与支承柱认为连续的结构，构成了一个平面等代框架。在竖向荷载下，可求解无侧移等代框架各杆件的内力；水平荷载作用下，可求解有侧移等代框架各杆件的内力。
3.3消防车道的荷载计算
在地下室工程中，由于消防的要求，顶板不可避免要考虑消防车荷载。无梁楼盖顶板属于双向板结构，因此根据我国现行的相关规定，我们应该将消防车道的荷载值定为20KN/m2，并且顶板上一般均有1.0m左右覆土，所以还需要适当对消防车荷载进行覆土作用的折减，这样才能够提高其承载能力。从我国现行的规定制度中看出，如果消防车道的荷载较大或者是遇到特殊情况，那么设计者必须要根据实际情况来采用不同的手段来计算其承载力。一般来说，我们可以在地下室顶板上覆盖一层较厚的土料，因为这样可以分散消防车的作用力，从而适当折减其荷载，从而保证车道的质量。
从我国现行的《荷载规范》中明确指出，由于消防车的总重量达到300KN，对于车道的压力为60KN，轮胎在地面的尺寸大小为0.6×0.2m，而消防车道板的跨度为5.0×8.0m，要求在消防车道能够由两辆消防车并排驶过，因此我们要求两辆消防车对车道作用力经过扩散作用之后的活荷载进行加以分析，并研究出其计算公式：
bx=（1.8x2+0.7+0.2）+2s+h
by=（1.4+0.6）+2s+h
q=8x60/（bxxby）（3-1）
在本公式中，s为地下室顶板的土料覆盖的厚度；h也就是地下室顶板板面的厚度。通过第一个计算公式极端之后，消防车道的荷载经折减之后其荷载为13.7KN/m2。
3.4有限元模型计算法
如果不考虑以上元素的相关约束和限制，可以采用有限元模型的计算方法。有限元模型的计算方法限制条件少，使有限元模型的计算方法适用范围非常的广。现在采用较多的有限元软件有SlabCAD和SAp2000及YJK。SAp2000软件多用于分析，但是由于SAP2000软件计算结果不直观，所以在实际工程中一般采用SlabCAD或YJK软件进行计算和分析。在使用SlabCAD软件时，应该注意在后期查看节点的节点内力和配筋时，由于SlabCAD软件在分析和计算时考虑了柱子和剪力墙的刚度，使计算结果中的内力或者剪力墙内部的刚度相对于实际工程远远偏大。这样计算结果就使有些房间的边界和柱子中心处内力和配筋远远多于实际工程需求。所以在实际配筋时，应取这些内部的节点和相邻节点，按插入法算出柱边或者墙边的内力，然后进行配筋。
4 实例分析
为了更加清晰地分析具体的底板的一般计算方法，本文通过以下实例进行分析，说明几种底板计算方法的实际应用情况。本文所选取的工程是两层地下室。长225米，宽165米，X方向的柱距为8米，Y方向的柱距为8.5米，板厚为0.8厘米，在恒、活载作用下计算结果见表1。
通过表1对比分析可以看出，SlabCAD软件的弯矩计算结果偏小。因此，在实际应用中应该将软件的计算结果进行合理的放大调整。应该采用考虑部分弹塑性的方法，弹塑性设计方法更加符合建筑结构的应力条件，使建筑的内力分布更加合理，通过减少支座位置的钢筋，方便施工，节约了建筑成本。
5 地下室结构中无梁楼盖设计的其它要点
5.1 地下室无梁楼盖结构平面设计
在地下室的设计中通常会设计采光通风井，还要注意采光通风井的外壁要与顶板整体保证足够的距离，以免破坏地下室的稳定性。因整体建筑的建造需求，在地下室的施工建造过程中非常普遍的会出现超长现象，有时都会超过40米到60米，这样的加长的结构尺寸，当受到外界环境影响时易出现裂缝等影响强度的问题，因此在设计时要采取高效的防裂缝措施。可通过以下方法开展设计：a、设置伸缩后浇带，在地下室超长时，所设置的后浇带的尺寸要结合实际的钢筋拉普拉斯情况及操作空间进行合理设定；b、将微膨胀剂掺入混凝土中；c、通过设置沉降后浇带分割地下塔楼结构等等。建筑工程地下室结构在进行最初的平面设计时还要全面考虑到建筑的人防要求，还要结合其最终用途及使用的要求做出合理的安全防水通道设计，并综合排风、通风及采光等相关专业条件进行科学合理的设计。
5.2 地下室无梁楼盖结构外墙设计
地下室外墙结构的静止土压力系数是设计中重点考虑的因素，当静止土压力不具备试验条件时，可需要根据经验选取静止土压力系数0.34～0.45的砂土和0.5～0.7的黏性土进行合理的设计。地下室外墙的配筋计算在实际设计中一般要按照双向板的要求去计算；外墙上扶壁柱的配筋，应按地下室结构的整体电算去分析扶壁柱的配筋结果。此外还需要处理底板标高的变化，根据不同的底板标高分别对外墙进行计算设计，在地面层的开洞位置恰当加强外墙顶部周边楼板的厚度及配筋，并结合地下室外墙的实际情况以及车道底板的境况进行设计研究。地下室的外墙必须结合水、土的压力去验算外墙的裂缝，使裂缝宽度控制在合理的范围内。在人防地下室中还应注意分别对人防工况荷载及平时工况荷载进行精确的计算，人防工况下可按塑性计算，平时工况下按弹性计算，取包络值配筋。
6 结语
本文结合实际应用，对地下室无梁楼盖设计方法进行分析和总结。对各种计算方法进行对比分析，并给出了实际工程中应该选取的计算和设计方法的建议，为其以后在实际工程中的应用提供了相应的建议。
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论文作者:卢成
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/23
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