建筑工程中地下室頂板加腋的設計分析

盧樹添

（筑博設計股份有限公司佛山分公司，廣東 佛山 528000）

1 工程概況

某項目為二類居住用地兼容商業設施用地，位于佛山市三水區云東海街道三水大道西側及三水新城核心區的中軸線地段，北臨三水荷花世界風景區，具有得天獨厚的景觀資源。其規劃用地指標為：用地藍線面積為150 331.9m2，綜合容積率≤3.0，建筑密度≤30%，綠地率≥35%，建筑限高120m。其中，地塊北面商業設施用地的建筑限高為40m。項目用地呈南北向的長條形獨立地塊，北臨府南路，南接桃園路，東鄰興文路，西接荷園路，地塊形狀較為平整。項目配套齊全、交通便利，具有“南國水都、水秀荷香”的生態景觀格局，適合打造“城市生態宜居中心”的居住小區。該工程設計抗震烈度為6級，設計地震的加速度為0.05g。

2 加腋板結構優勢

通過使用加腋整間大板結構后，樓面荷載具備最大限度的承受力，使防水抗滲標準達到設計要求，該結構具有較強的合理性和科學性。

2.1 構件受力

樓板厚度要滿足樓層的設計標準，并對樓板強度和剛度優勢進行全面展示，對樓板跨度進行最大程度的延展。假如增設次梁在平面以外剛度很大的平板上，此位置增設的樓板不會起任何作用。加腋整間大板時，使用的主要結構為雙向拱拱殼結構。在設計時，將其看作平面板結構，在空間結構上對其外形和受力原理進行全面展示。對于框架梁，整間大板不會實現均勻的傳遞荷載，即使三角形或梯形荷載也比加設次梁而形成的集中荷載分布得更均勻。

2.2 施工便利

對整個施工情況而言，不進行次梁平板設置更方便。在綁扎鋼筋和安裝制作模板時可節省時間和原材料，使施工時間大幅縮減，有助于工程按時交工。

2.3 室內舒適

在空間感觀上不出現次梁，在未吊頂的室內上空架設管線后，室內空間的整體感觀較簡潔，居住者的室內空間環境更舒適。

2.4 經濟技術指標合理

對于加腋整間大板結構來說，其技術指標非常科學，構件內部結構整齊，截面選擇合理，構件受力均勻，滿足結構均勻受力的所有標準。加腋整間大板結構與傳統結構相比，其混凝土和構件配筋用量少。

3 加腋大板體系結構設計方案

3.1 結構類型

加腋大板較厚，給梁板結構造成的影響較大。設計時可采取梁板共同作用的辦法，協調板與梁的變形情況，按照標準設置梁的剛度系數。使用有限元進行導荷，加腋大板具有明顯的空間作用，可將其劃分到彈性板范疇，對板平面內、外的剛度進行全面考慮。加腋大板的跨度較大，頂板承受荷載大。梁體受壓力和拉力作用，在對梁進行配筋時，需要對軸力進行全面考慮。加腋大板按照彈性板的模型標準進行計算，對梁板的共同作用進行全面考慮。加腋大板結構如圖1所示。

圖1 加腋大板結構

3.2 加腋大板結構構造

1）板厚 通常情況下，地下室柱網一般為8m左右，梁邊加腋位置的總高度可達板厚的2倍多，在對加腋長度設計時，可按照板面凈跨度的1/5左右選取。

2）負彎矩主要被樓板加腋位置承擔，板面受壓區為加腋大板底部位置，因此在設計樓板加腋位置的板底斜筋時，可按照加腋板跨中厚度的最小配筋率進行設置。

3）在對加腋樓板支座位置的板面負筋進行設計時，使用的主要形式為通長筋與附加筋相結合的方法。按照最小配筋率的標準設計板面配筋，使用雙向的通常配筋為最佳。

4）在設置板底配筋時，按照跨中計算值最大值設置，配筋梁按照最低標準設置，在對加腋位置的構造筋配置時，按照板厚較薄位置的配筋率進行設置。在搭接加腋位置斜筋和跨中位置底筋時，搭接寬度需要保持在20d左右。

5）控制裂紋 在進行有限元分析時，控制裂紋的彎矩值通過計算彎矩永久值實現。板面裂紋的最大值不大于0.2mm，板底控制裂紋的最大值不大于0.3mm。

6）在對加腋位置設置時，嚴格按照圖紙施工。加腋位置構造的具體情況如圖2所示。

圖2 加腋位置構造

4 對比加腋大板結構與常規結構形式的經濟性

在對地下室的柱網進行設計時，其規格為8.4m×8.4m，頂板覆土厚度為1.6m左右，使用強度等級為C30的混凝土澆筑梁板。施工過程中可選擇的施工方案有3種：加腋大板結構、井字梁樓蓋和單向梁樓蓋。3種施工方案的經濟性比較情況如表1所示。

表1 不同方案經濟性對比

5 結構受力情況

在分析結構受力情況時，使用常規軟件無法實現對加腋大板結構的有效研究，因此，在運算時，需使用Midas Gen軟件。截面隨時發生改變，使用實體單元結構較適合。在向Midas Gen軟件中導入信息時，可使用CAD軟件操作，在軟件中實現實體模型的轉化，從而形成實體單元，使工程的精準度得到保障。在分析時，結構模型可以創建成為柱跨式。在對荷載情況進行運算時，得出以下結論：①處于變截面范圍內時，板面彎矩較大，處于等截面范圍內時，板面彎矩較小，大部分彎矩被加腋大板的翼緣位置承擔，達到設計標準，截面得到較好運用；②大板底部截面范圍內沒有彎矩存在時，底筋可以不斷開，從而使設計要求得到滿足；③柱頂位置的應力集中，梁支座鋼筋的設計較多，在進行計算時，可依據實際情況進行調整，還要科學整合柱頂位置的配筋情況，使其滿足實際需求。

6 結語

在進行大體積地下室結構施工時，頂板結構體系的選擇直接影響工程造價。以實際工程為例，對建筑工程中地下室頂板的加腋設計進行分析，得出該技術具有施工成本低、施工便利等優點，值得在工程中推廣和應用。