无次梁整浇地下室顶板结构设计方法的探讨

无次梁整浇地下室顶板结构设计方法的探讨

邢玉佳 1 侯鹏伟 2

1 河南省中山建筑设计有限公司 河南省 450048

2智博建筑设计集团有限公司 河南省安阳市 455000

摘要：当前整浇的钢筋混凝土梁板结构常规都采用梁板分离的设计方法:设计时先把板荷载导到梁上，然后由梁单独把荷载传给柱，梁和柱组成空间纯杆系结构(框架)，然后分析这个结构，确定内力，板对梁的影响只通过梁刚度调整系数来实现;而板的计算则基本不考虑梁的刚度。在板较薄，板刚度比梁刚度小很多，板对梁的影响较少时，这种常规的设计方法，误差不大，是适用的。但当地下室顶板采用无次梁的梁板结构时，板厚一般有250mm、300mm等，此时板刚度较大，对梁的影响则无法忽略，故此时必须考虑板对梁的影响。本文主要分析无次梁整浇地下室顶板结构设计方法的探讨。

关键词：梁板共同作用;实体模型;板+杆模型;纯杆模型

引言

高层建筑结构设计过程中，为有效处理沉降差异问题，应该针对主楼以及裙楼，于二者间设计沉降后浇带。结合设计标准需要，沉降可靠之后，方可浇筑封闭。不过由于其施工滞后，在很大程度上有碍于防水以及回填土操作，造成防水效果不够理想，不利于规划及使用场地。结合工程的具体状况，参考优秀的经验，实施合理的措施，即加强防水及土方回填、强化支撑、对管道进行焊接处理、浇筑混凝土等，达到了防水及土方施工的目的，易于布局场地，方便放置材料，装修提前开展。

1、计算分析

算例1:在上述2×1跨模型中的中梁上输入240kN/m的竖向荷载，边梁及板上荷载均为0。经计算，各模型下的梁最大挠度值为4.28mm(实体模型)，4.94mm(板+杆模型)，5.92mm(纯杆模型)。实体模型中结构变形等值线图见图2，板+杆模型结构变形等值线图和实体模型的基本相符，板上本没有荷载，然而却发生了变形，说明梁板发生了协调变形，梁板共同作用，板帮梁分担了荷载，所以实体模型和板+杆模型挠度小一点，而纯杆模型中没有板，故挠度最大。中梁跨中和梁端弯矩值，板+杆模型和实体模型的计算结果接近，板+杆模型稍大，而比纯杆模型小很多，这是由于实体模型和板+杆模型中考虑了板的参与，梁板共同作用，分担了梁的荷载。中梁跨中轴力值，实体模型和壳+杆模型计算结果接近，两个模型在梁跨中均有较大的轴拉力，梁处于偏心受拉状态，纯杆模型梁跨中是轴压力，值比较小，同时三种模型在梁端均存在轴压力。从实体模型和板+杆模型的梁内力图上可见，梁从跨中向端部方向拉力值逐步降低，最后到梁端变成了压力，压力值比跨中轴拉力值小很多，纯杆模型梁全长存在大小一样的轴压力。中梁梁端剪力值，实体模型计算结果比板+杆模型计算结果大，而纯杆模型由于没有考虑板的作用，剪力均通过梁本身传给柱，所以剪力最大。

算例2:在上述2×1跨模型中的板上输入50kN/m2均布竖向荷载，梁上均没有荷载。从板的应力结果对比来看，在板+杆模型和实体模型中，板的跨中均板底受拉板顶受压，支座处均板顶受拉板底受压，这些均符合力学概念。在相同部位板底和板顶应力值不一样，说明板中均存在轴力。应力值在板的跨中两种模型基本相符，在梁边和柱边相差稍大，这是由于板+杆模型中，板是采用平板单元模拟，梁柱是按梁单元模拟，梁边柱边这些地方是两种不同单元的连接处，应力应变有点不协调，但板+杆模型相对大一点，所以采用板+杆模型来计算是适合的。从板的内力结果对比来看，常规设计时板的支座只能考虑铰接或刚接，实际上板支座不是完全铰接的，也不是完全刚接的，和梁的刚度相关，当梁截面改变或梁上荷载发生变化时，板的内力也会发生相应变化。板+杆模型中内力结果显示，边梁支座有弯矩，但不大，中梁支座弯矩相对大一点，但比常规设计的刚接要小，说明板+杆模型是考虑了梁板共同作用的。

2、地下室设计的具体要求

在地下室内部结构设计时，需进行主体结构设计、孔口防护设计、出入口防护设计、顶部结构设计，以保证地下室整体建设可行性与有效性。在主体结构设计工作开展过程中，应突出对地下室顶板、底板、外侧墙等结构的设计；在孔口防护设计时，应重点关注地下室孔口的防护设计，针对消防系统进行设计优化。地下室出入口防护设计时，重点进行密闭性防护门、风井、通道、临空墙等设计，设计人员进行消防设备设计时，应考量消防设备的防爆破性能，合理应用消防防护门与防爆散热箱；在地下室结构开展顶部设计工作时，为保证设计工作开展的可行性与有效性，应对相关结构设计方案的数据进行计算，及时发现设计不足，对其进行完善优化。在设计地下室底板结构时，设计人员应考量地基的反作用力，保证顶板与底板设计的可行性与安全性。在设计地下室外侧墙结构时，应计算侧向建筑材料的组合作用力，及时对结构设计方案进行完善优化，保证地下室结构设计的可行性与有效性。

3、相关施工工艺分析

3.1支撑体系施工

于两侧依次设计脚手架支撑，同时和满堂脚手架断开，这样在进行拆除时，可以防止带来影响。立杆之间的距离达到0.6m，自由端长度需要小于等于0.35m；对于大小横杆，步距是1.8m，并超过三道；在立杆底部，设计木方垫块，在U型托作用之下，进一步托住木方，由此实现对梁底的顶紧。通过对脚手管的使用，把脚手架连成一体，这样可以促使整体更加可靠。朝着纵向，每间隔3m的距离，设计1道剪刀撑。

3.2施工缝及后浇带施工

在施工缝施工方面，本工程是在超出底板表面300mm的墙体上设置施工缝，第一道选择平直缝联合钢板止水带，除此之外的外墙水平施工缝选择的是膨胀止水条。在后浇带施工方面，首先在后浇带两侧的立断面进行企口设置；其次，进行后浇带浇筑前，将缝中存在的杂物清理干净，仔细做好清理工作，该位置选用的混凝土质量要求较高，因此选用高一级的无收缩混凝土。

3.3混凝土浇筑

事先设置混凝土泵管，选取型号为C30的混凝土。该种混凝土具有一系列的优势，其流动性理想，出现离析现象的概率不大，不用进行振捣操作，能够借助质量流平。正式开展浇筑作业之前，应该落实好对配比单的检查工作，添加剂应该具备相关信息，比如合格证、技术说明等，结合有关的技术规范，根据设置需要配比，并且认真做好对混凝土的检验，包括扩展度等，保证满足技术标准。正式浇筑之前，应该通过对清水的使用，实现对后浇带的浸润，对于灌注来讲，应该从拐角处开始，朝着两端的方向拓展，且在有效观察的基础上，充分了解实际的灌注效果。为防止发生局部不够严密，有碍于结构稳定的现象，现场选取振动器，其直径大小是35mm，在探入之后，再开展振捣施工，这样有助于排气，获取更为可观的密实效果。组织专门人员进行看管，出现不正常的现象，第一时间解决。另一方面，当浇筑混凝土时，通过对专门工具的使用，有效敲打模板底部以及边缘处，切实提高密实效果。基于全部的灌注管道，对于其中的混凝土来讲，其高度需要在1m上下，且不可以下降。而对于膨胀混凝土，应该实行封闭处理。作业结束之后，彻底封闭防水层，同时进行浇筑操作，以便能够形成整体。结束浇筑之后，留下一组养护试块，三组条件一样的试块，在进行拆模处理时，将后者的强度当作依据。

结束语

在进行无次梁整浇地下室顶板(厚板的梁板结构)设计计算时，应优先选择实体模型进行计算分析及取值，也可用板+杆模型替代，并直接取其计算所得弯矩值和轴力值，但其剪力值须予以放大后取用。

参考文献：

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