某地下室顶板设计方案的分析及比较

田继平

(中南建筑设计院股份有限公司， 湖北武汉 430071)

1 工程概况

本工程位于武汉市洪山区白沙洲，项目紧邻长江，是武汉万科有史以来最大的项目，分多期建设。其23号地块由18栋高层(总高度约96.15 m)、一栋超高层(总高度约145.8 m)和一个公共的单层地下室(地下车库)组成。地下室尺寸约为342 m×224 m，顶板上有800 mm的覆土，纯地下室柱网尺寸为8 000 mm×8 050 mm，标准跨的柱截面尺寸为500 mm×600 mm，纯地下室部分的梁、板、柱混凝土强度等级为C30，箍筋采用HPB300钢筋，纵筋采用HRB400钢筋。本地下室为非人防地下室。

2 结构方案选型

由于甲方对工程造价及项目工期要求严格，根据甲方的要求，在确定地下室顶板的设计方案时，将地下室顶板的各种结构方案进行了比选，计算时取地下室标准柱网进行计算分析。将各种结构型式均取连续的5跨进行计算分析，并取第三跨为代表跨计算含钢量。

2.1 梁板式楼盖

梁板式楼盖是由板和梁组成，通常在纵横两个方向都设置梁，有主梁和次梁之分。该方案有较好的技术经济指标，但是楼盖占用空间较大，梁高较高，不便于布置各种管线。经计算分析，该工程梁板式顶板结构设计采用常规的梁形式，框架梁取450 mm×700 mm，梁端加腋，板厚取250 mm，经计算，梁板配筋如图1所示。

图1 典型梁板式布置

2.2 井字梁式楼盖

井字梁楼盖由正交的相同截面的梁与现浇板组成，这些正交的相同截面的梁无主梁、次梁之分，它们都分别支承在各自方向的框架梁上，经计算框架梁截面取450 mm×700 mm，梁端加腋。框架梁各1/3跨处设一道250 mm×600 mm的次梁，板厚取180 mm，经计算分析，梁板配筋如图2所示。

图2 典型井字梁式布置

图3 典型密肋梁式布置

2.3 密肋梁式楼盖

密肋楼盖是由薄板和间距较小的肋梁组成，通过在主梁中间设置多道次梁，用以降低主梁高度。经计算，框架梁取500×600，肋梁取200×600，梁板配筋如图3所示。

2.4 无梁楼盖

无梁楼盖是一种双向受力的板柱结构，钢筋混凝土板直接支承在柱上，故与相同柱网尺寸的肋梁楼盖相比，其板厚要大些，但无梁楼盖的建筑构造高度比肋梁楼盖小，这使得建筑楼层的有效空间加大。无梁楼盖结构体系包括楼板、柱帽两大部分，其中多数无梁楼盖的楼板中还会有由钢筋加强板带形成的暗梁，保证受力的整体性。

该工程无梁楼盖的柱帽设计采用有矩形顶板的形式，矩形顶板截面尺寸为3 000 mm×3 000 mm，柱帽处板厚为冲切控制，厚度取900 mm，具体尺寸及配筋如图4所示。

图4 典型板柱体系布置

3 各种方案的经济性比较

现将上述几种结构方案的计算结果列表比较如表1所示。

表1 结构方案比较

从表1可知：从经济性来看，无梁楼盖的单位面积含钢量最低，密肋梁最高，井字梁次之。故无梁楼盖的经济性优于其它结构方案。

从施工方面来看，板柱体系由于无梁，故大大减少了支模工作量，节省了人力成本。无梁楼盖的层高较梁板体系可减少400 mm，故相应的土方开挖量会减少，有利于缩短工期。

从结构受力方面来看，最小层高无梁楼盖比梁板式楼盖可减少400 mm，水压力相应减少4 kN/m2，无梁楼盖亦具有优越性。

通过比较分析，从经济性和施工等角度来看，此工程的地下室顶板采用无梁楼盖的结构形式是比较合理的方案。

4 结束语

通过对比分析，可知：(1)梁板结构施工支模复杂，含钢量较高，框架梁梁高较高，故要求有较大的层高且不利于管线的布置，但结构整体刚度好。(2)板柱体系中，由于没有梁，利于管线布置。荷载直接由板传至柱，降低了建筑层高，减少了支模成本且含钢量较低。缺点是结构的整体刚度较差，故通常用于抗震设防烈度不高的地方。在实际工程中，应结合工程的具体情况，选择合适的结构方案。

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