地下室顶板采用带柱帽的柔性支撑楼盖结构有限元分析研究.pdf

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1、浙江建筑，第30卷，第12期，2013年12月ZhejiangConstruction，Vo1．30，No．12，Dec．2013地下室顶板采用带柱帽的柔性支撑楼盖结构有限元分析研究FEMAnalysisandStudyonFlexibleSupportedBasementRoofStructurewithColumnCap严义华‘，任国亮．7vYihua．RENGuoliang(1．江苏省常州黑牡丹置业有限公司，江苏常州213022；2．江苏省常州工程职业技术学院，江苏常州213164)摘要：综合比较各种地下室

2、顶板结构形式，提出了带柱帽的柔性支撑楼盖，总结了该结构形式的承载力设计条件、梁板刚度比、内力分析、构造要求等。同时，以工程实例为背景，结合相关设计规范和标准，通过结构设计有限元软件分析，提出针对地下工程顶板设计的优化方法和措施，可供同类地下工程的优化设计参考。关键词：柱帽；柔性支撑楼盖；地下室；有限元分析中图分类号：TU354文献标志码：A文章编号：1008—3707(2013)12—0023—05地下工程顶板种植通常作为景观设计而成为下：(1)楼板构造配筋对应的弯矩是楼板计算弯矩公共活动场所，一般均有1．0～1

3、．5m厚的覆土。的2～3倍，楼板的强度没有充分地利用；(2)梁的根据《地下工程防水技术规范(GB50108-2008)》高度较高，增加了地下室的层高，必然会增加土方量第4．1．7．1条规定“防水混凝土的结构厚度不应的开挖、基坑支护的费用及底板的水浮力作用。采小于250mm”。此条文虽然为非强制性条文，但考用有框架梁的大板结构虽然能充分利用楼板的强度，虑到顶板种植规模大，土层厚，维修困难且有些还但是框梁的高度也较高，基本与主次梁板结构的框梁兼做人防地下室顶板，故一般情况下顶板混凝土梁高相同。无梁楼盖虽然能压低层高，

4、但是楼板厚度厚度不应小于250mm。地下室顶板结构形式多一般较厚、自重大，构造要求较梁板结构严格，配筋率样，大体上按有无梁可分为梁板式和无梁楼盖形较高且抗侧刚度差，使用范围受限制。根据《建筑抗式。梁板式又分为有框架梁的大板结构和主次梁震设计规范(GB50011—2010)》第6．1．14．1条规定，板结构(单方向和两个方向次梁)。无梁楼盖形式地下室顶板作为上部结构的嵌固端时，地下室在地又分为实心楼盖和空心楼盖。在大柱网、重荷载上结构相关范围的顶板应采用现浇梁板结构，相关情况下，地下室顶板采用何种结构形式，既能在保

5、范围以外的地下室顶板宜采用现浇梁板结构。由于证最小净高的情况下层高做到最小，又能保证建无梁楼盖抗侧刚度差，不能很好地传递水平力，这样筑物的使用功能及结构的经济性，值得结构设计就限制了无梁楼盖在与主楼相连的地下室顶板设计人员探讨。中的运用。根据以上情况，现提出柔性支撑楼盖的对于最小顶板厚度不应小于250mm这个要结构形式，既能加强楼板的整体刚度，又能降低结构求，采用主次梁板结构是不太经济合理的。理由如梁的高度。收稿日期：2013—09—24作者简介：严义华(1978一)，男，湖北监利人，工程师，研究方向为工程管理、

6、轻钢结构及钢筋混凝土工程结构设计理论及应用。24浙江建筑2013年第30卷精确的算法就是采用有限元分析程序SLABCAD进1结构设计要点行计算，用虚梁分割梁板，通过修改楼板厚度实现梁常见的楼盖形式按支撑楼板的刚度不同大致可板的区分，梁板都用板元来模拟，以实现梁板的变形分为三类：协调。在保证计算精度的情况下，也可以用梁元来1．1刚性支撑楼盖模拟框梁，结构整体计算时将楼板设置为弹性楼板楼板下为竖向刚度较大的粱，楼板只承受竖6，考虑楼板的面外刚度，则能得到梁柱的配筋，用向荷载，竖向刚度较大的梁也是一个模糊的概念，SLA

7、BCAD计算楼板配筋，有限元划分网格取楼板厚一般认为梁板线刚度比达到4以上就可以作为刚度的2～4倍。性支撑梁，楼板就可以按四边竖向刚性支撑的双(4)楼板的受冲切承载力计算：当Ot12／1。≥1向板计算。时，框梁承受其荷载从属面积范围内板所传递的剪1_2柱支撑楼盖力，则楼板可不进行抗冲切验算。当楼板荷载较大柱支撑楼盖也就是我们常见的尢梁楼盖。时，可以考虑设置柱帽，柱帽尺寸按相应柱网轴线尺1．3柔性支撑楼盖寸的0．3～0．33倍考虑，柱帽高度可同框梁的高度，介于刚性支撑楼盖和无梁支撑楼盖之间的一种当顶板考虑人防荷载时

8、，柱帽高度还可适当地加高。楼盖形式，梁板线刚度比在0～4之间，本文重点介当设置柱帽时，由于柱帽刚度较大，会承担相当一部绍梁板线刚度比大f1．0的楼盖形式。分的弯矩和剪力，为安全起见，可对柱帽进行冲切柔性支撑楼盖体系中梁宽一一般不超过框架柱验算。宽，梁高比一般框架梁高小，但楼板厚度较一般楼板(5)混凝土楼盖一般都是带裂缝工作的，迎水的板厚，其外观同框架梁的大板结构，但内力计