建筑工程中地下室顶板加腋的设计分析

卢树添

（筑博设计股份有限公司佛山分公司，广东 佛山 528000）

1 工程概况

某项目为二类居住用地兼容商业设施用地，位于佛山市三水区云东海街道三水大道西侧及三水新城核心区的中轴线地段，北临三水荷花世界风景区，具有得天独厚的景观资源。其规划用地指标为：用地蓝线面积为150 331.9m2，综合容积率≤3.0，建筑密度≤30%，绿地率≥35%，建筑限高120m。其中，地块北面商业设施用地的建筑限高为40m。项目用地呈南北向的长条形独立地块，北临府南路，南接桃园路，东邻兴文路，西接荷园路，地块形状较为平整。项目配套齐全、交通便利，具有“南国水都、水秀荷香”的生态景观格局，适合打造“城市生态宜居中心”的居住小区。该工程设计抗震烈度为6级，设计地震的加速度为0.05g。

2 加腋板结构优势

通过使用加腋整间大板结构后，楼面荷载具备最大限度的承受力，使防水抗渗标准达到设计要求，该结构具有较强的合理性和科学性。

2.1 构件受力

楼板厚度要满足楼层的设计标准，并对楼板强度和刚度优势进行全面展示，对楼板跨度进行最大程度的延展。假如增设次梁在平面以外刚度很大的平板上，此位置增设的楼板不会起任何作用。加腋整间大板时，使用的主要结构为双向拱拱壳结构。在设计时，将其看作平面板结构，在空间结构上对其外形和受力原理进行全面展示。对于框架梁，整间大板不会实现均匀的传递荷载，即使三角形或梯形荷载也比加设次梁而形成的集中荷载分布得更均匀。

2.2 施工便利

对整个施工情况而言，不进行次梁平板设置更方便。在绑扎钢筋和安装制作模板时可节省时间和原材料，使施工时间大幅缩减，有助于工程按时交工。

2.3 室内舒适

在空间感观上不出现次梁，在未吊顶的室内上空架设管线后，室内空间的整体感观较简洁，居住者的室内空间环境更舒适。

2.4 经济技术指标合理

对于加腋整间大板结构来说，其技术指标非常科学，构件内部结构整齐，截面选择合理，构件受力均匀，满足结构均匀受力的所有标准。加腋整间大板结构与传统结构相比，其混凝土和构件配筋用量少。

3 加腋大板体系结构设计方案

3.1 结构类型

加腋大板较厚，给梁板结构造成的影响较大。设计时可采取梁板共同作用的办法，协调板与梁的变形情况，按照标准设置梁的刚度系数。使用有限元进行导荷，加腋大板具有明显的空间作用，可将其划分到弹性板范畴，对板平面内、外的刚度进行全面考虑。加腋大板的跨度较大，顶板承受荷载大。梁体受压力和拉力作用，在对梁进行配筋时，需要对轴力进行全面考虑。加腋大板按照弹性板的模型标准进行计算，对梁板的共同作用进行全面考虑。加腋大板结构如图1所示。

图1 加腋大板结构

3.2 加腋大板结构构造

1）板厚 通常情况下，地下室柱网一般为8m左右，梁边加腋位置的总高度可达板厚的2倍多，在对加腋长度设计时，可按照板面净跨度的1/5左右选取。

2）负弯矩主要被楼板加腋位置承担，板面受压区为加腋大板底部位置，因此在设计楼板加腋位置的板底斜筋时，可按照加腋板跨中厚度的最小配筋率进行设置。

3）在对加腋楼板支座位置的板面负筋进行设计时，使用的主要形式为通长筋与附加筋相结合的方法。按照最小配筋率的标准设计板面配筋，使用双向的通常配筋为最佳。

4）在设置板底配筋时，按照跨中计算值最大值设置，配筋梁按照最低标准设置，在对加腋位置的构造筋配置时，按照板厚较薄位置的配筋率进行设置。在搭接加腋位置斜筋和跨中位置底筋时，搭接宽度需要保持在20d左右。

5）控制裂纹 在进行有限元分析时，控制裂纹的弯矩值通过计算弯矩永久值实现。板面裂纹的最大值不大于0.2mm，板底控制裂纹的最大值不大于0.3mm。

6）在对加腋位置设置时，严格按照图纸施工。加腋位置构造的具体情况如图2所示。

图2 加腋位置构造

4 对比加腋大板结构与常规结构形式的经济性

在对地下室的柱网进行设计时，其规格为8.4m×8.4m，顶板覆土厚度为1.6m左右，使用强度等级为C30的混凝土浇筑梁板。施工过程中可选择的施工方案有3种：加腋大板结构、井字梁楼盖和单向梁楼盖。3种施工方案的经济性比较情况如表1所示。

表1 不同方案经济性对比

5 结构受力情况

在分析结构受力情况时，使用常规软件无法实现对加腋大板结构的有效研究，因此，在运算时，需使用Midas Gen软件。截面随时发生改变，使用实体单元结构较适合。在向Midas Gen软件中导入信息时，可使用CAD软件操作，在软件中实现实体模型的转化，从而形成实体单元，使工程的精准度得到保障。在分析时，结构模型可以创建成为柱跨式。在对荷载情况进行运算时，得出以下结论：①处于变截面范围内时，板面弯矩较大，处于等截面范围内时，板面弯矩较小，大部分弯矩被加腋大板的翼缘位置承担，达到设计标准，截面得到较好运用；②大板底部截面范围内没有弯矩存在时，底筋可以不断开，从而使设计要求得到满足；③柱顶位置的应力集中，梁支座钢筋的设计较多，在进行计算时，可依据实际情况进行调整，还要科学整合柱顶位置的配筋情况，使其满足实际需求。

6 结语

在进行大体积地下室结构施工时，顶板结构体系的选择直接影响工程造价。以实际工程为例，对建筑工程中地下室顶板的加腋设计进行分析，得出该技术具有施工成本低、施工便利等优点，值得在工程中推广和应用。