(河南埃德莫菲建筑设计有限公司, 河南 郑州 450000 )

浅谈无梁楼盖在地下车库设计中的应用

荆建辉

(河南埃德莫菲建筑设计有限公司, 河南 郑州 450000 )

现如今无梁楼盖的应用越来越广泛，主要是因为它有着许多的优点，被广泛使用在我国许多的地下车库中。本文主要先讲述了无梁楼盖的一些主要特点及其我国对其的一些相关研究，然后以某地下车库建筑工程为例，依据该工程场地所处自然条件，从地基基础设计、平面布置、上部结构设计等角度出发，对地下车库无梁楼盖的结构设计要点进行了详细阐述，指出无梁楼盖经济、美观、适用，值得推广应用。

地下车库；无梁楼盖；地基基础；结构设计

1.地下室无梁楼盖顶板结构设计的相关研究

1.1 计算方法的选择。

垂直荷载作用下板柱结构的内力及位移计算方法有：经验系数法、等代框架法和有限元法三种。随着现代化建设的发展，传统的经验系数法和等代框架法已经远远达不到现代板柱结构计算的要求。目前由于科技的不断进步，有限元法得到了更加的完善和发展，分析软件发达，计算准确，操作简便，在实际的板柱结构计算中得到了广泛的应用。

1.1.1 经验系数法

经验系数法最简单的计算方法之一，设计人员可以不借助任何计算工具而直接手算，所以此项技术被予以广泛应用。由于采用这种方法需要经过试验研究及经验，所以此方法仅适用于一定的规则结构，使用经验系数法需满足以下几个条件：

(1)任一区格板的长边和短边之比不大于1.5。

(2)对检查测算的方向上必须有3个及以上的连续跨。

(3)在同一个方向上最大与最小的跨度比值要小于1.2。

(4)活荷载为均布荷载，其静荷载必须小于三倍。

(5)如计算柱网不规则，则其偏离值将不可大于总跨度的10%

1.1.2 等代框架法

等代框架法也是一种手工近似计算的方法，采用这种方法进行计算时是将计算构件分成两部分，即纵向与横向这两部分等代框，并以此来对这两部分进行分别计算分析的过程。使用与任一区格的长跨与短跨之比不大于2的结构构件，计算时需要特别注意结构构件自重对柱内内力的影响。

1.1.3 有限元法

无梁楼盖的有限元法采用的是将楼盖的结构构件人为的划分成很多较小的部分进行计算的过程，采用这种方法将楼盖的跨中、柱上板带及柱帽的尺寸进行测量，并将其结构关系与边界条件进行模拟测试，并根据模拟结果对结构内力进行计算。在具体工程中，常用如PKRM中的SLBACAD模块和SPA2000无梁楼盖模块等计算软件进行计算。

1.2 各结构构件尺寸设计。

1.2.1 无梁板厚的取值

《钢筋混凝上升板结构技术规范》(GBJ130- 1990)等相关文献对于无梁板厚的取值都有明确规定，例如对于一般的室内停车、办公餐饮等功能房间的非预应力有托板楼板，文献推荐板厚应大于或等于长跨跨度的 1/35，而对于一些板上有覆上或其他较重荷载时，板厚应适当加厚。

1.2.2 柱帽的取值

柱帽有减小板件计算跨度、保证柱对于顶板的冲切等两个方面的作用，其尺寸的取值由顶板配筋、柱对顶板的冲切等各方面因素决定。柱帽的形状有锥形、矩形、锥形与矩形的组合型三种，其中矩形柱帽因施工比较方便、配筋计算容易使用比较广泛。

2.工程简介及自然条件

本工程为某地下车库，层高 3.6m。在平常的时候是汽车库，打仗的时候可以作为人防物资库，其防护的类别与等级分别为乙类和六级。车库的结构为板柱结构，其顶板为没有梁的空心楼板，这种楼板是采用混凝土灌注压浆技术制成的。且所有楼板采用的都是这种钢筋混凝土方式。抗震的等级是六度，地震的基本加速度我们设计的是0.05g，如果按照抗震设计来划分这个工程应该称为丙类建筑工程。该工程设计的使用期限为五十年，其地基基础的设计等级划分为丙级，基本雪压为S0=0.3KN/㎡，基本风压为W0=0.5KN/㎡。此地下车库建筑在建筑现场类别中为三类，所有拟建场地均不进行液化判别及处理。此场地从抗震方面来说是一般的地段，其所处环境具有自重湿陷的特性，而场地标准冻身为1.34米。且经过勘探地下水为潜水，分析得其水源为降雨与其他的分支水源补给。经过勘察我们得知地下的水位在地下9.40m到13.90m这个区间。施工现场的地基土和地下水有弱腐蚀性，对混凝土构件与及钢筋有着弱腐蚀性。

3.地下车库上部结构的计算

3.1 地下车库平面布置

对此地下车库的整体结构进行计算分析的方法上，我们采用的是中国建筑科学院研制的SAT-WE软件(结构空间有限元分析设计软件)进行计算。在地下车库的基础分析上我们采用的是该院编制的《独基、条基、钢筋混凝土地基梁、桩基础和筏板基础设计软件》。经过分析此地下车库在地震作用的方面按照六度进行计算，同样抗震措施的构建方面也采用六度，设防类别上采用的是乙类。车库的框架结构抗震等级定为四级。

地下车库的平面布局图如下：

由此图可知，该车库框架柱截面为600毫米乘以600毫米，框架的主梁截面为800毫米乘以420毫米，和800毫米乘以450毫米。人防区域的楼板厚度为450毫米，非人防区域的楼板厚度为420毫米，剪力墙厚度为300毫米。

3.2 设计时需要注意的计算事项

进行设计计算时我们需要注意的主要有以下几点：

该地下车库选用的内置模为薄膜方箱空心板，所以我们在设计的过程中要采用PKPM的SATWE与Slabcad软件进行相关的计算。

（1）在PMCAD的模型里输入等代梁，需按规定取柱距一半，当等代梁的自重程序可以进行自动计算时，会将空心楼板的厚度作为板厚，荷载要会选用实际荷载，若程序要自动进行板重计算，那么就要对负荷载进行校正。

（2）在进行 SATWE的整体分析后，我们不用选用 SATWE配筋与内力的结果，要直接转入Slabcad来进行计算，我们在选择定义楼板的荷载的时候，一定要注意该程序是会自动进行计算的，输入板厚*25的恒载，所以当恒载值不大于板厚*25的时候，那么输入的负荷载可以扣除，依然是空心楼板的厚度作为板厚。

（3）在Slabcad里面输入柱帽，单元宽度选择相当重要。在进行非人防工作的设计过程中，我们必须划分出800毫米至1200毫米的单元，且此单元需有3根划分的红线从柱帽范围内穿过。在进行人防工作的设计时候，我们需要可以划分出1600毫米至2000毫米的单元，并将一根红线在柱帽中穿过。在进行单元划分过程中要尽量用方格，避免用三角格。

（4）在Slabcad后，我们需要计算的出配筋图与弯矩包络图，这些都是按照板带来输出的，这里面包含了内力与配筋的总值，而非每段（米）的值，所以一定要选定最小配筋率。

（5）板带配筋选用额是均布的方式，先计算出跨中板带的板底板顶筋，再将配筋图支座的一半作暗梁的钢筋，这就要将板带支座的一半钢筋配置在柱上板带里（需扣除暗梁宽度）。

（6）空心板抗剪，我们按照PMCAD的双向板剪力来进行计算，板内的荷载总量平均的分摊到各变来进行计算。

（7）柱子与明梁的配筋，用2011年版本的PKPM，应该按照这个方法来进行计算：改等代梁为100乘以100的虚梁，在SATWE里我们定义的楼板是弹性板6，在SATWE中，下面一步的计算要按照总刚来计算，在经过SATWE进行分析，这样就可以比较精确的计算出柱与梁的配筋，当然最好还是用等代梁模型对梁箍筋做计算。

（8）柱子与明梁的配筋，用2012年版本的PKPM，需通过此方法计算：将等代梁改暗梁，且定义楼板为弹性板6，通过梁、弹性板的相互关系，再进行下一步按照总刚的计算，进一步计算出柱与梁的配筋。

3.3 设计计算的主要参数

在进行设计计算过程中主要用到的参数有：

我们要先了解该地下车库的建筑抗震等级为六度，所以在设计过程中要了解其基本地震加速度为0.05g，和该建筑物的现场场地类别为三类，并且是二级自重湿陷性的场地。该车库的建筑结构为板柱结构，其混凝土的容积量为26kN/m3，其框架抗震等级为四级，剪力墙的抗震等级为三级。周期的折减次数是 0.8，基本的风压为 W0=0.5KN/㎡，基本雪压为S0=0.3KN/㎡。

3.4 该车库的模拟计算结果

（1）该车库的振动周期

该车库在扭转耦联时的振动周期，以X、Y方向的平动系数，则该车库的扭转系数如表所示：

振型号 周期/s 转角 平动系数（X+Y) 扭转系数1 0.1805 0.10 0.02（0.02+0.00） 0.98 2 0.1664 178.35 0.00（0.00+0.00） 1.00 3 0.1310 179.31 0.01（0.01+0.00） 0.99 4 0.0782 90.18 0.98（0.00+0.98） 0.02 5 0.0768 28.27 0.02（0.01+0.01） 0.98 6 0.0719 0.00 0.00（0.00+0.00） 1.00

（2）该车库位移

当该车库在工况1的情况下，则X方向上的地震作用下楼层最大位移，X方向上最大的层间位移角为1/9999第1层第1塔。

当该车库在工况2的情况下，则Y方向上的地震作用下楼层最大位移，Y方向上最大的层间位移角为1/9999第1层第1塔。

通过以上测算可以得出，计算结果均符合规范的需要。

4.结束语

从上文可以了解到，无梁楼盖在建筑结构中的设计是比较广泛的，由于其具有不设梁及双向受力的特性。所以，就使得采用这种方法进行设计的建筑的高度要比一般的楼盖结构要小，这样讲使整个建筑物的楼层空间加大，并可以有效的改善楼房的采光效果及通风卫生条件。正因为这些优势，在目前我国的建筑行业中，采用无梁楼盖方式进行设计的楼盘也越来越多，并且采用无梁楼盖的建筑比采用肋梁楼盖来说投入的资金也较少。因此，无梁楼盖结构的形式的发展一定会非常好的。

[1]张晓虎 地下车库无梁楼盖结构设计技术措施[J] 中国建筑工业出版社 2014，7（12）：67-75

[2]李红云，姚力 地下室结构选型与设计优化[J] 工程建设与设计 2013，12（23）：89-96

[3]祝建国，向阳 地下室无梁楼盖结构设计要点探究[J] 城市建设理论研究 2014，11（20）：36-42

[4]蒋 云 现浇钢筋混凝土无梁楼盖体系的分析研究[J] 建筑工程，2014，6（11）：121-128

[5]肖宝玉 现浇钢筋混凝土无梁楼盖的结构分析及施工技术[J] 陕西建筑，2013，12（24）：74-81

Discussion on the application of non beam floor in the design of underground garage in

Jing Jianhui
(Henan Ed, Henan, Zhengzhou, 450000)

nowadays no beam floor is applied more and more widely, mainly because of its many advantages, is widely used in many of our country's underground garage.This paper mainly tells the story of no beam floor of some of the major features and our country of some relevant researches, and then to an underground garage construction project as an example, according to the project site the natural conditions, from the point of view of foundation design, layout, superstructure design, the underground garage without slab structure design points were described in detail, and points out that no beam floor economy, beautiful, applicable, it is worthy of popularization and application of.

underground garage; slab; foundation; structure design

YU375

A

荆建辉（1981.10-），男，本科，研究方向：工民建设计