地下室顶板结构设计(一)-许勇

地下室顶板结构设计(一)-许勇地下室顶板结构设计(一)-许勇地下室顶板结构设计(一)-许勇在地下室的设计过程中，顶板设计是非常复杂的。在设计过程中，需要注意顶板上覆土的标高与厚度、建筑总图中顶板上的景观布置、小区消防车道的走向、地下室通风管井的位置、主楼一层布置在地下室顶板上的做法与结构布置形式等。由于涉与的东西太多，今天暂时对以下方面做一下探讨。2”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；地下室顶板结构设计(一)-许勇地下室顶板结构设计(一)-许勇1

在地下室的设计过程中，顶板设计是非常复杂的。在设计过程中，需要注意顶板上覆土的标高与厚度、建筑总图中顶板上的景观布置、小区消防车道的走向、地下室通风管井的位置、主楼一层布置在地下室顶板上的做法与结构布置形式等。由于涉与的东西太多，今天暂时对以下方面做一下探讨。22一、顶板荷载取值(板自重外)；二、大板形式顶板时，板厚度的取值；三、大板形式顶板时，梁截面的取值；四、YJK中参数选择对梁计算的影响；33荷载取值荷载组成

恒载：建筑做法荷载与设备管线荷载

活载：结构荷载规范取值与特别情况取值建筑做法

公司建筑现在所做工程大部分采用的是地防1(中南标11ZJ001)

1.回填土2.70厚C20细石混凝土保护层3.点粘纸胎油毡或聚乙烯薄膜一层4.防水层（卷材或防水涂料）5.刷基层处理剂一遍6.20厚1:3水泥砂浆找平4荷载取值荷载组成4防水卷材5防水卷材5防水涂料6防水涂料6点粘纸胎油毡聚乙烯薄膜7点粘纸胎油毡聚乙烯薄膜7设备管线

顶板上设备专业布置的有：

给排水专业：上部建筑的给水、排水管线与消防管道、喷淋管；

电专业：强电、弱电供电桥架与电气设备暖通专业：进风、排烟管道室外管网喷淋8设备管线室外管网喷淋8室外管道消防管道与喷淋管9室外管道消防管道与喷淋管9火灾报警系统电缆桥架照明系统10火灾报警系统电缆桥架照明系统10电缆桥架消防烟感11电缆桥架消防烟感11送风管空调水管(一般在商业中采用空调系统，才会出现)风机房12送风管空调水管(一般在商业中采用空调系统，才会出现)风机房1管道安装图例13管道安装图例13通风管道14通风管道14荷载计算恒载

覆土：土容重是计算的关键，一般取18kN/m315荷载计算恒载15细石混凝土：容重取24kN/m3卷材：重量不大，综合考虑到总荷载中水泥砂浆：容重取20kN/m3混合砂浆顶棚：20kN/m3*10mm/1000=0.2kN/m2设备管线:取0.5~0.8kN/m216细石混凝土：容重取24kN/m316以1m覆土为例，计算总荷载DL=G1(覆土)+G2(细石混凝土)+G3(找平层)+G4(顶棚)+G5(设备管线)=18*(1-0.09)+24*0.07+20*0.02+20*0.01+0.8=19.46kN/m2(考虑卷材实取19.6)如果在主楼范围，可能还会有隔墙荷载。此时隔墙荷载按等效方式增加到恒载中。结论：就按18*覆土重+1.5取用恒载17以1m覆土为例，计算总荷载结论：就按18*覆土重+1.5取用活载建筑总图中典型的室外平面----有消防车道、消防登高面，停车位与植被等18活载建筑总图中典型的室外平面----有消防车道、消防植被荷载

在荷载规范中，可以参考屋顶花园的活荷载取3.0kN/m2。19植被荷载19停车位与消防车道荷载

由以下表格，停车位取2.5或4.0kN/m2；消防车道按覆土与板跨选取；

建筑结构荷载规范GB50009-201220停车位与消防车道荷载建筑结构荷载规范GB50009-2012广东高层住宅结构设计统一技术措施(GDA0003-2012)21广东高层住宅结构设计统一技术措施(GDA0003-2施工荷载

在地下室顶板完成后，施工单位会借用地下室顶板作为材料堆放与钢筋加工场地，但是此时不会进行顶板的覆土工作。民用建筑工程设计常见问题分析与图示05SG109-1全国民用建筑工程设计技术措施22施工荷载民用建筑工程设计常见问题分析与图示05SG109-1由以上所述，非消防车道、停车位与绿化部分，综合施工因素，取4.0kN/m2。消防车道按以上表格选用。主楼内房间，按功能进行选取。以上为地下室顶板上恒载和活载常用荷载的取值。特别注意，由于景观设计的延后特性，当景观设计图纸完成后，结构设计人员需进行针对景观设计的荷载复核，避免出现地下室开裂的情况。结论：按5.023由以上所述，非消防车道、停车位与绿化部分，综合施工因素，取4大板形式顶板板厚的取值地下室顶板(车库部分)的结构形式，会根据建筑车位的不同而采用不同形式：主梁+厚板、密肋梁板、空腔梁板、十字次梁、井字次梁、单向次梁等多种形式。本次讨论仅针对主梁+厚板的形式分析板厚的选取，其他形式将在后续讨论。建筑车位尺寸

单车位：2500X5000；行车道：6000

常用建筑尺寸：8100x8100

最近研究成果：5500x5500

24大板形式顶板板厚的取值地下室顶板(车库部分)的结构形式，会根8100x81005500x5500258100x81005500x550025试算模型

采用YJK进行分析计算，覆土厚度1m，绿色区域为消防车道26试算模型26YJK板计算生成配筋27YJK板计算生成配筋27不同板厚按分离式配筋的结果5500x5500布置情况下板计算结果(梁250x600)28不同板厚按分离式配筋的结果5500x5500布置情况下板计算8100x8100布置情况下板计算结果（梁400x900）298100x8100布置情况下板计算结果（梁400x900）2结论仅考虑分离式配筋含钢量，板配筋随板厚的增大而呈现出由大至小，再由小至大的情况。综合考虑板含钢量、梁含钢量和砼含量，在5500x5500情况下250mm板厚最优。8100x8100情况下400mm板厚最优。250/5500=1/22；400/8100=1/20.25；由此可以初步推断在大荷载情况下取板跨的1/20~1/22是比较合适的。结论：1.8100跨采用400mm相对于其他结构形式是不经济的。2.1/20~1/22的板跨可以考虑一点有限元的作用-厚板30结论仅考虑分离式配筋含钢量，板配筋随板厚的增大而呈现出由大至大板形式框架梁截面的取值谈到梁截面，就必须要了解地下室层高。地下室层高越高，需要开挖就越深，支护费用、抗浮费用就越大。按照建筑的经验，合理的层高是3.6~3.9m，跨度小则层高小，跨度大层高大。

建筑一般考虑梁高700mm，设备层400mm，停车需要净高2200mm，那么最小高度就是3300mm。但是这个高度非常压抑同时考虑管线交叉引起的设备层局部增高，一般再加300mm即3600mm。31大板形式框架梁截面的取值谈到梁截面，就必须要了解地下室层高。由此可见，梁高是唯一可以对地下室层高起改变作用的。32由此可见，梁高是唯一可以对地下室层高起改变作用的。323333结论由以上可以看出，梁高越高，含钢量越低。但是在考虑砼含量的情况下，总造价并不是梁越高越低。在某一个高度时，会出现拐点。从以上二表中，可以得出梁跨和梁高的关系：700/5500=1/7.9，900/8100=1/9，在大荷载的情况下梁高取1/8~1/9是比较合理的。梁宽对梁配筋贡献不大，但是需要考虑实际配筋的合理性。同时可以看出，在大跨度大荷载下，梁宽加大，箍筋由2肢箍变为4肢箍对含钢量影响不大。

梁宽与梁高的比值：250/700=1/2.8,300/900=1/3，400/900=1/2.25，可见取1/2~1/3是合理的。结论：5~6m跨在地下室最好采用600高，8m以上采用900高合适34结论由以上可以看出，梁高越高，含钢量越低。但是在考虑砼含量的YJK中参数选择对梁计算的影响这里主要是对此处参数的选择，对梁配筋的影响35YJK中参数选择对梁计算的影响这里主要是对此处参数的选择，对在定义了弹性板后，此处弹性板荷载计算方式选择平面导荷，梁配筋基本不变。弹性板6刚性板36在定义了弹性板后，此处弹性板荷载计算方式选择平面导荷，梁配筋3737而选择了有限元计算，配筋变化非常大38而选择了有限元计算，配筋变化非常大38选择了有限元计算，并且选择了梁与弹性板变形协调，结果又不一样39选择了有限元计算，并且选择了梁与弹性板变形协调，结果又不一样结论：1.刚性板：平面内无限刚，平面外为0---用于普通楼板，需加上‘梁刚度放大’‘梁扭矩折减’。计算周期与位移需选择强制刚性板。--普通梁板结构。

2.弹性膜：平面内有限，平面外为0---楼板开大洞、楼板平面布置时产生的狭长板带、框支转换结构中的转换层楼板、多塔连体结构中的弱连接板，以与坡屋面—膜单元。3.弹性板6：平面内有限，平面外有限---板柱体系或者板柱剪力墙结构-壳单元。从理论上说，弹性板6假定是最符合楼板的实际情况，可应用于任何工程。但是实际上，采用弹性板6假定时，部分竖向楼面荷载将通过楼板的面外刚度直接传递给竖向构件，从而导致梁的弯距减小，相应的配筋也比刚性楼板假定减少。而过去所有关于梁的工程经验都是与刚性楼板假定前提下配筋安全储备相对应的。4.弹性板3：平面内无限，平面外有限---厚板转换结构的转换厚板与板厚比较大的板柱体系或者板柱剪力墙结构。--中厚板单元（板跨的1/10以下肯定，1/10~1/20可以考虑）5.这里选用弹性板荷载计算方式---只