珠海市西江月花园景观地下室空腹楼盖设计小结

[摘要]珠海市西江月花园住宅小区工程，由于地下淤泥埋深浅，考虑到地下室开挖施工的难度及工期，对地下室顶板和底板采用空腹楼盖设计，降低地下室层高，减少地下室开挖深度。采用PKPM软件的slabcadSLABCAD复杂楼板分析与设计软件对该地下室空腹楼盖进行内力分析及计算设计，并通过实际工程给出了空腹楼盖在计算中的实施，希望对地下室设计中遇到类似问题的同仁多一个解决问题的方向。

[关键词]景观地下室；空腹楼盖；pkpm的slabcad有限元分析

中图分类号：TU753文献标识码：A文章编号：2306-1499-（2014）11-0053-01

引言：空腹楼盖是无梁楼盖的一种体现形式，与其它传统十字梁、井字梁等楼盖体系相比，具有节省层高、板底平整、便于管线铺设、利于采光通风、施工便利等特点，尤其是在建筑总高度或者层高受限的情况下，采用无梁楼盖是增加建筑层数、增加楼层使用空间净高、降低层高的最有效结构方案。同时，空腹楼盖比较传统的无梁楼盖，具备减轻自重、降低构造配筋的特点。所以说，空腹楼盖能充分利用建筑内三维空间，便利于各种管线的铺设，实现后期平面的灵活布局的需要，因而在写字楼、公寓、大空间商业项目和地下室等体型方正、平面齐整的建筑中能实现经济、实用与美观并存。

1.工程概况

本工程位于珠海市斗门区湖心路旁，临近白藤湖，属于泥湾门河道两侧平原段的珠海三角洲相软土。开发商于2007年拍卖拿到该地块，项目占地8万余平方米，总建筑面积达21万平方米，计划四年分三期开发，其中原计划2010年初开发的二期项目，勘探时发现2.7万平方米地下室的场地下的近四十米深的淤泥上方仅有不足2米的回填土，地下室基坑开挖极其困难，按照地勘资料显示的情况，只有采用软土地基处理方案。但采用地基处理方案耗时约至少半年时间，增加地基处理费用至少500多万，可以说是耗时又伤财，满足不了开发商的销售战略。后来我们设计院结合之前拱北口岸广场地下室改造的结构设计经验，提出了采用空腹楼盖的半地下室概念，严格控制地下室开挖深度在淤泥土以上，并保证地下室露出室外地面高度不大于1.8米。最终采取层高3.6米的半地下室设计方案，并结合功能为主要停车场的半地下室外延出了景观车库、阳光车库的概念。 图1半地下室内设有电气桥架、喷淋管道，由于楼层净高的要求，地库采用无梁楼盖，充满阳光。

图2景观地库

2.空腹楼盖的优势

首先，空腹楼盖在楼板体系中不设梁，荷载通过楼板直接转递给柱子上。为了提高柱顶的冲切承载力，荷载较大时可在柱顶设置托板或柱帽，以减少楼板的计算跨度，从而降低了楼板的配筋，使楼盖的受力更合理；其次，楼板天花面平整，在同样使用净高要求时，层高可以更低，减少了建筑总高度和地下室的开挖深度及抗浮设计的水深，使设计在美观好用、便于施工的同时，更加经济。

3.空腹楼盖的设计

本项目空腹楼盖的内力计算使用PKPM的SLABCAD复杂楼板分析与设计软件进行无梁楼盖的有限元计算。

3.1计算数据

楼盖的非消防车道典型段简化为5x5网格，网格间距8.1m×8.1m，顶板板厚450mm，底板板厚350mm，柱帽大小为1.8m×1.8m，考虑荷载不大，柱帽厚同板厚，柱子间设1.8m×板厚的暗梁。混凝土强度等级为C30。顶板附加恒载标准值为12.8KN/m2（800mm厚覆土），活荷载标准值取2.0KN/m2；底板附加恒载标准值为2.5KN/m2（100mm厚砼面层），活荷载标准值取2.5KN/m2。

3.2 SATWE整体分析

本次仅对顶板分析，使用PMCAD进行简化建模，在空腹楼盖区域的柱上板带的位置输入等代梁，梁宽取1/2柱距（即左右各1/4），梁高取板厚即450mm，等代梁和空腹楼板按普通梁和板（板自重取折减系数，本工程取0.6）输入。在模型完成后，使用SATWE对结构进行整体内力分析，由于SATWE可采用弹性楼板单元6，可以考虑楼板弹性变形，能较真实地模拟楼板的刚度和变形。计算出的内力结果在3.3项的楼盖计算中与有限元分析的结果，按多工况进行组合，用于空腹楼盖的最终设计。

3.3空腹楼盖SLABCAD计算

SATWE整体分析完成后，运用SLABCAD进行楼板的具体计算。在前处理中补充输入柱帽和板上荷载等信息，定义板边的约束条件，并进行有限元划分，划分单元的大小以边长1m为宜。前处理完成后进行有限元分析。

有限元计算的结果，不能直接用于楼板设计，需要在板带上进行积分换算，形成板带内力，并依据计算出的板带弯矩进行楼板配筋，SLABCAD中“板带交互设计及验算”提供了这一功能。板带的划分以3.2项提到的等代框架梁为柱上板带，其余板带为跨中板带，钢筋强度等级选用HRB400。程序将分别给出了不同方向（X向与Y向）的柱上板带与跨中板带的配筋。

计算结果显示，楼板柱上板带与跨中板带的跨中底筋计算配筋约为750mm2/m，支座面面筋约为,1060mm2/m，因而采用双层双向12@150（754mm2/m）钢筋网，配合局部支座面筋10@150（523 mm2/m）的配筋方式，能够经济地满足计算要求，便于施工。

运用SLABCAD还对楼盖的板带裂缝与柱帽抗冲切进行验算。当裂缝宽度不满足使用要求时，可查看板带的内力准永久组合值按规范公式进行手算，进行人工复核。当柱帽抗冲切验算通不过时，调节柱帽的尺寸，重新验算，以满足抗冲切验算要求。

4.无梁楼盖的构造措施

(1)为了加强楼板的整体性与抗震性能，增强抗冲切的能力，楼盖可设暗梁，柱上板带支座的附加筋可设于暗梁中。同时，暗梁支座上部配筋面积应不小于柱上板带配筋面积的1/2，暗梁下部钢筋不宜小于上部钢筋的1/2。

(2)楼盖的周围设置圈梁，考虑美观因素，可做上翻梁。圈梁除与半个柱上板带一起承受弯矩外，还须承受扭矩和剪力，故设置附加抗扭钢筋。

5.结论

空腹楼盖结构充分利用了通过有限元软件的分析，发挥楼板和柱帽的实际有利条件，安全可靠、经济合理、方便施工。随着楼板内填充物技术的更新，无梁楼盖基础上发展出来的空腹楼盖设计，也越来越成熟。本工程中的地下室楼盖采用PKPM软件中的SLABCAD进行计算分析与设计，现在本工程已交付业主使用3年多，为甲方节省投资近700万元，达到预期的阳光地库的景观效果，得到了广大业主的赞誉。笔者对本工程设计的小结，希望对广大设计同仁有所帮助。

参考文献：

[1]中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部. SLABCAD复杂楼板分析与设计软件用户手册2010版[M] .北京：中国建筑科学研究院. 2011.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ/T268-2014 现浇混凝土空心楼盖技术规程[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2012.

[3]珠海市住房和城乡规划建设局.珠海市软土分布区工程建设指引[S]. 珠海：中国建筑工业出版社，2010.

[4]于振洲等. 地下车库无梁楼盖结构设计技术措施[D]. 北京：中国建筑工业出版社，2012.

[5]国家建筑标准设计图集05SG343 现浇混凝土空心楼盖[S]. 北京：中国建筑标准设计研究院，2005.