地下室空心楼盖计算及其优化实例探讨

刘钊 刘柯度

摘 要：本文通过某笔者工程实践经验，针对地下室采用空心无梁楼盖形式，系统地探讨了该结构形式下的荷载优化处理，提出荷载的合理取值、内力计算。同时通过结合工程案例，针对不同跨度下的无梁楼盖板块，对其进行具体阐述，总结出可行的计算及其优化方案，为同类工程提供参考实例。

关键词：地下室 空心楼盖 优化设计

中图分类号：TU92 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）01（a）-0000-00

1. 引言

从以往工程应用情况表明，鉴于蜂巢芯空心板空心率比较大，抗震性能优良，在商场、地下室等应用较多，也适用于抗震区的教学楼，因此应用非常广泛。蜂巢芯空心板的空腔较大，空腔的影响已经比较明显，因此其配筋构造与内置模的有较大的区别。其计算方法视有梁板与无梁板有一定差别。以下将详细探讨空心楼盖计算及其优化。

2. 空心樓盖计算

2.1 空心板的荷载优化

鉴于当前结构计算软件具备自动考虑梁自重，而软件中设置的楼板尺寸是以轴线为基准，因此导致软件计算构件自重时，对于梁板重叠区域的自重计算了两次。针对于空心楼盖来说，在软件中一般通过梁式输入，梁所占比例较大，因此计算的重复荷载较多，而且鉴于梁相交部分较多，因此在考虑荷载时，扣除这部分荷载对于优化荷载是可观的。笔者通过结合工程实践经验，举例说明蜂巢芯空心板梁式输入的楼板荷载计算法。

针对于400mm的顶板采用蜂巢芯板，密肋200x400，900x900x350规格蜂巢芯，重量为0.9kN，则每个密肋间距的总自重为：（1.1x1.1x0.4-0.9x0.9x0.35）x25+0.9=5.91kN， PKPM考虑程序自动计算密肋重为： 0.2x0.4x25x1.1x2=4.4kN，则需输入的板自重为：（5.91-4.4）/1.1/1.1=1.25kN/㎡。考虑1.5kN/ ㎡的装修荷载，则PKPM中输入的恒载为：1.5+1.25=2.75kN/ ㎡，实取2.9kN/ ㎡ 。 上述蜂巢芯空心板做大板输入时考虑1.5 kN/ ㎡装修荷载后总恒载为：5.91/1.1/1.1+1.5=6.38 kN/ ㎡，实取6.5 kN/㎡。

2.2 空心板内力计算

针对于空心楼盖的模型建立，一般情况采用梁式输入计算，但应该在模型中考虑主梁和密肋梁之间的相互变形协调。同时对于主梁截面相对密肋梁截面较大时，则密肋梁可以按次梁输入模型。但鉴于该方式建立模型会导致图纸及计算书表达复杂，可通过采取简化方式表达。如对于主梁截面相对密肋梁截面较大，则可以采取简化成双向板。通过利用双向板顶、板底的最大内力来计算出密肋梁配筋。

针对于空心板内力计算另外一个关键要点是对边界条件的处理。针对于梁式输入模型时，程序忽略板影响造成中间支座内力较小，板格跨中部分内力偏大。甚至会造成与蜂巢芯空心板相接的实心板支座内力未考虑蜂巢芯这边的影响而计算偏小，因此在配筋设计时应对这些被忽略的部分加强。对于板式输入计算情况下，有邻跨板时会有模棱两可的情况，到底是简支好还是固支好，这个要凭设计者平时的经验。对于没有经验时，笔者建议案简支计算，配足跨中，但支座按固支配置，且其配筋伸入相邻实心板中。

3. 工程案例分析

3.1 项目概况

本工程为三栋高层住宅楼及一栋高层商住楼组成的高层建筑。14号楼为商住楼，15号楼、16号楼、17号楼均为住宅楼。15号楼、16号楼、17号楼.14号楼地上部分最高31层，一层为架空花园、商业服务网点及入户大堂，二层为商业服务网点，三层及三层以上均为住宅，15号楼建筑总高度为97.40m。16号楼、17号楼建筑总高度为97.90m，7号楼建筑总高度为97.10m。其中地下室建筑面积为34077.63 ㎡。

3.2 结构形式分析

针对于本工程地下室底板采用无梁平板，地下室顶板建议通过标准单元试算与常规使用结构形式作对比分析，同时综合抗浮设计、施工操作、建筑使用效果等因素后在确定。考虑到首层的园林覆土及景观设计等因素，首层楼板宜有一定厚度满足结构自防水厚度的要求；同时首层结构宜按上部结构的嵌固端构造要求设计，楼板有一定厚度及采用梁板结构；对于负一层结构选型可考虑加腋框架梁+整间大跨平板方案、空心楼板无梁楼盖方案、无梁楼盖方案的对比论证，建议推进标准单元的计算和设计，结合抗浮设计、施工操作、建筑使用功能要求和效果，量化分析各方案的优缺点。

3.3 无梁楼盖计算

（1）负一层汽车顶板：

1. 计算条件（8.1×8.4），取1.2恒+1.4活（M22弯矩）如图1所示。

4. 结语

文章通过结合空心楼盖在地下室的应用实例，系统地探讨了空心楼盖计算步骤。从无梁楼盖计算结果分析，本工程的计算结果与无梁楼盖实际受力情况吻合。同时通过对比该地下室的其他结构形式，比较结果表明，空心楼盖造价相对普通楼盖节省5-10kg/ ㎡，表明本工程无梁楼盖优化的可行性。

参考文献

[1] 周茂清； 王祖华.有限元分析在无梁楼盖优化设计中的应用？ [J].广东土木与建筑，2003，（12）：38-41.

[2] 卜明华； 周泉.现浇空心楼盖结构的经济性分析与优化？？ [J].建筑经济，2014，（12）：80-82.