陸俊虎 馬 鑫

（河南省城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究總院有限公司 河南省 450001）

1 前言

地下室在現(xiàn)階段建筑工程中的建設比例不斷增加，其主要是用于車庫、機房設備、購物中心以及人防工程等方面。針對地下室頂板加腋大板體系結構的實際原理和建設情況進行全面細致的分析，將能夠及時發(fā)現(xiàn)結構設計過程中存在著的問題，并予以有效處理。

2 建筑工程地下室頂板結構實例

某市中心高層建筑的地下室，采用的是框架結構，地下車庫的長度為210m，寬度為120m，而地下室的層高為4m。該地下室主要是用來停放車輛，各相鄰柱子之間的凈距為8.5m，地下室的頂板是結構地上部分的嵌固部位。該地下室常規(guī)性的頂板樓蓋體系是：按照《建筑抗震設計規(guī)范》的要求，在地上結構的相關部分，采用梁板結構。在實際結構設計工作進行中，由于地下車庫頂板的覆土厚度較大，并且建設方對于地下車庫的經濟指標提出了一定的要求，因而，車庫頂板主要采用了加腋大板體系，僅設置框架主梁，沒有設置相應的次梁，車庫頂板支承在了框架主梁之上，車庫頂板在主梁處豎向加腋。

3 加腋大板體系結構設計

3.1 結構原理

加腋大板體系，指的是在現(xiàn)澆混凝土框架結構中，僅設置框架主梁，不設置次梁，樓板直接支撐在主梁上，樓板采用板端部豎向加腋的平板。通常情況下，在使用普通大平板結構型式的時候，板支座處的配筋會比較大，為了降低板支座的配筋，需要整體增加板的厚度，這樣在增加了板支座處計算高度的同時，板自重也增加較多，板的構造配筋也會相應增加。加腋大板的結構型式，僅在樓板端部支座處增加板的厚度，跨中板厚度和質量不會變化，在增加樓板支座處截面計算高度的同時，盡可能的降低樓板自重的增加量，這樣就可以達到再減少支座配筋的同時，不至于對板支座和跨中彎矩增大較多，跨中的樓板構造配筋也不用增加，最大限度的降低結構本身的經濟指標。

在平衡建筑地下室工程的結構需求及經濟指標之間的矛盾上，充分采用加腋大板體系能夠起到良好的效果。通常在加腋板的一側，在凈跨五分之一的有效范圍進行加腋處理，對混凝土使用數(shù)量進行有效控制，增大支座截面高度。當加腋工作處理之后，框架梁和板端部的加腋厚板之間會形成T型梁截面，而板翼緣和矩形梁腹板共同承擔框架梁的彎矩，由翼緣承擔一定部分框架梁的彎矩，加腋板承受的彎矩主要包括大板支座的負彎矩和板翼緣所承擔的梁彎矩，但板翼緣所承擔的梁彎矩所占梁彎矩的比例還需研究。

3.2 加腋大板體系的優(yōu)勢

建筑地下室頂板采用加腋大板體系，將能夠承擔起更大的樓面負荷，并且具有良好的防水和抗?jié)B效果，能夠良好滿足當前建筑結構的設計要求。首先，加腋大板體系具有科學的受力模式。樓板需要能夠滿足樓層的實際需求，最大限度的延伸板跨，體現(xiàn)出厚板的強度和剛度。加腋整間大板的結構形式中，積極采用雙向拱結構，具體設計工作過程中，需要按照平面板構的要求，充分有效的突出受力原理和外形方面的優(yōu)勢[1]。其次，施工過程較為便捷。采用加腋大板體系的施工結構模式，不采用次梁平板的方式，將能夠具有較為良好的便捷性效果，這主要是因為其在模板的安裝、制作和捆扎程序方面的節(jié)省了時間和材料，有效減少了工程項目的施工時間，使得工程項目在規(guī)定的工期內按時完工的可能性大大增加。

4 建筑地下室頂部板加腋大板體系結構設計分析

4.1 加腋大板結構分析常用軟件介紹

加腋大板在板端部支座處1/5凈跨范圍內是變截面平板，跨中部分是等截面平板，此種結構形式如果采用普通的計算方法計算板跨中及支座處的內力，存在一定的誤差。在實際結構設計中，可采用通過有限元分析的方式，借助于ETABS、MIDAS等程序將能夠起到較好的計算效果，從而得出比較合理的樓板配筋信息，其計算精度和可靠性可達到工程要求。

4.2 不同頂板形式的經濟指標比較

除了本文介紹的加腋大板結構形式，在建筑地下室設計過程中常見的還有井字梁結構方案，具體到各個結構部分，將主梁截面控制在400mm×900mm，而次梁方面需要將截面控制在250mm×650mm，梁板采用了C30標號的混凝土。十字梁結構在地下室頂板施工之中同樣能夠發(fā)揮良好的作用，其主梁和次梁的截面面積分別保持在了400mm×900mm和250mm×750mm，混凝土型號和井字梁結構方案一致。

針對建筑地下室施工過程中所采用的加腋板結構體系方案的受力效果進行分析，需要分別分析各項方案的具體設計荷載情況，需要采用有效的結構計算軟件，充分有效的對比梁板部分配筋及混凝土用方量的情況，具體情況為：①加腋大板結構方案中使用的混凝土使用量為0.337m3/m2，鋼筋使用量為36.89kg/m2；②十字梁結構方案中使用的混凝土使用量為0.296m3/m2，鋼筋使用量為42.25kg/m2；③井字梁結構方案中使用的混凝土使用量為0.302m3/m2，鋼筋使用量為44.46kg/m2。從這些情況來看，能夠發(fā)現(xiàn)，加腋大板施工結構之中所花費的混凝土數(shù)量較多，而在鋼筋方面的使用量卻是最少的，結構設計工作更為符合當前建筑需求。

圖1 十字梁結構樓蓋

圖2 井字梁結構樓蓋

圖3 加腋大板結構樓蓋

4.3 結構受力情況分析

采用常用的運算軟件無法準確計算出加腋大板結構的受力情況，為了實現(xiàn)受力結構的分析目標，采用有限元分析軟件MIDAS GEN進行結構分析。經過軟件的計算，能夠得出，板面彎矩在變截面的范圍內部較大，而在等截面之內，彎矩較小，同時較大部分的彎矩，都是由計算截面較高的加腋大板所承擔的，因而需要充分滿足相應的設計要求，將能夠更好的發(fā)揮截面的優(yōu)勢和使用功能。柱頂應力較為集中，同時梁支座處的鋼筋使用量較大，具體進行設計計算工作的時候，需要從實際情況出發(fā)，進行合理的分析調整工作，調整柱頂位置的配筋情況，使其具有較好的科學性和合理性。

5 結束語

做好加腋大板結構體系的設計工作，需要從梁截面和板截面的實際情況出發(fā)，采用合適的計算軟件建立準確的有限元模型，對加腋大板結構體系進行分析計算，將能夠更好的分析加腋大板體系結構的總體受力情況。此外，采用加腋大板結構，可有效控制梁板的含鋼量，起到較好的經濟效果。