【關(guān)鍵詞】地下室；頂板結(jié)構(gòu)；方案；經(jīng)濟性 

　　設(shè)計地下室頂板結(jié)構(gòu)時，要充分考慮以下兩個因素：一、載荷。地下室位于建筑的底部，因而頂板結(jié)構(gòu)不可避免地要承受來自上層建筑的較大載荷，進一步表現(xiàn)為在頂板厚度方面及材料選用方面有著較高的要求；二、層高。地下室頂板結(jié)構(gòu)若采用普通梁板結(jié)構(gòu)，再考慮到設(shè)備管道占用空間問題，其層高一般難以符合建筑設(shè)計要求。本文將針對井字梁頂板方案、十字梁頂板方案、無梁頂板方案以及加腋梁板方案的經(jīng)濟性展開研究，并用數(shù)據(jù)對比的方法，找出他們各自的優(yōu)勢與劣勢。 

　　地下室頂板結(jié)構(gòu)方案比選時應(yīng)考慮以下基本原則：能夠最大程度發(fā)揮出結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力，土方開挖工程量要盡可能小，單位工程造價要盡量低，施工周期較短而且施工方便。[2] 

　　1.計算原則 

　　計算原則如下：一、參考建材市場價格，對混凝土和鋼筋進行如下定價：混凝土―450元/m?；鋼筋―5000元/t。同時選取6跨展開分析、對比；二、通過PKPM中的“PMCAD”、“梁柱施工圖”兩大模塊完成梁板配筋以及混凝土的一系列測算。然后通過人工的方式，根據(jù)測算結(jié)果確定配筋及混凝土的選用，如果測算出鋼筋直徑超過16mm，那么采用三級鋼。樓板厚度定為250mm；三、上述測算、實際施工圖測算之間必然存在一定的出入，但一般情況下能夠滿足這四種常見方案比選的需要。 

　　2.計算方法 

　　井字梁頂板結(jié)構(gòu)、十字梁頂板結(jié)構(gòu)利用SATWE進行計算。SATWE是一種三維組合結(jié)構(gòu)有限元分析軟件，是由中國建筑科學研究院PKPM CAD工程部利用殼元理論針對高層結(jié)構(gòu)而設(shè)計開發(fā)的。 

　　無梁頂板結(jié)構(gòu)通常利用經(jīng)驗系數(shù)法進行計算。該種方案只能用于規(guī)則結(jié)構(gòu)的計算，不然則會產(chǎn)生較大的偏差，而且在分析結(jié)構(gòu)內(nèi)力方面應(yīng)該滿足以下條件：一、活載荷應(yīng)均勻分布，且為3倍靜載荷以下；二、任何方向都應(yīng)有3個以上的連續(xù)跨；三、取任意區(qū)格，區(qū)格中的長邊、短邊之比應(yīng)控制在1.5以下；四、同方向最大跨度、最小跨度之比應(yīng)控制在1.2以下；五、不規(guī)則柱網(wǎng)偏離柱的數(shù)值應(yīng)控制在跨度的1/10以下。利用經(jīng)驗系數(shù)法計算、分析無梁頂板結(jié)構(gòu)內(nèi)力時，將兩個方向板的總彎矩和乘以彎矩分配系數(shù)，便可得到柱上板帶以及跨中板帶的支座截面負彎矩值0.50、0.17，跨中正彎矩值0.18、0.15。X、Y方向板的總彎矩設(shè)計值可通過下列公式求得：M0X=qly（lx-2C/3）2/8；M0y=qlx（ly-2C/3）2/8。值得一提的是，M0X、M0y可看作是均布載荷作用下，簡支梁的跨中彎矩。[3] 

　　一般情況下，多采用PKPM軟件計算加腋梁板結(jié)構(gòu)的整體內(nèi)力。計算過程中，不可以從板面載荷直接導入梁載荷。在PKPM軟件中，加腋梁是不可以直接輸入的，因而將一段梁劃分成三個部分輸入，至于加腋部分可以按照直線轉(zhuǎn)換成截面的方式輸入。若把板面載荷直接導入梁載荷，那么將會造成梁在計算內(nèi)力時出現(xiàn)結(jié)構(gòu)內(nèi)力偏小的問題，容易埋下安全隱患。應(yīng)該把梁所承擔的實際載荷以分段的方式導入各段梁上。柱間三段梁和柱間一段梁在彎矩總值方面應(yīng)該十分接近。 

　　3.計算模型 

　　選擇8.1m×8.1m柱網(wǎng)尺寸，覆土厚度取值1.2m，容重取值1.8×104kN/m3，恒載=自身重量+21.6kN/m3，活載=5kN/m3，比選區(qū)建筑面積共計2362�（48.6m×48.6m），梁板鋼筋均為二級鋼（依測算結(jié)果選用）：一、井字形頂板結(jié)構(gòu)。主梁截面尺寸為500mm×1000mm，次梁截面尺寸為250mm×700mm，板的厚度為250mm；二、十字形頂板結(jié)構(gòu)。主梁截面尺寸為500mm×1000mm，次梁截面尺寸為250mm× 700mm，板的厚度為250mm；三、無梁頂板結(jié)構(gòu)。柱帽尺寸為2200mm×2200mm，板的厚度為400mm，鋼筋布置圖如圖1所示（未對Y方向鋼筋做標示）；四、加腋梁板結(jié)構(gòu)。主梁截面尺寸為600mm×700mm，梁加腋尺寸為900mm×300mm，跨中板厚度、支座加腋端部板厚度分別為200mm、400mm。板面鋼筋的施工應(yīng)用了通長面筋、局部短筋兩種形式。加腋梁結(jié)構(gòu)、加腋板結(jié)構(gòu)分別如圖2、圖3所示。[4] 

　　4.計算結(jié)果 

　　四種方案各項數(shù)據(jù)及計算結(jié)果如表1所示。 

　　5.四種方案綜合比選 

　　對四種方案進行經(jīng)濟分析，發(fā)現(xiàn)在1.2m-1.5m覆土載荷以及標準柱網(wǎng)（8.1m× 8.1m）這兩種條件下，無梁頂板結(jié)構(gòu)與加腋梁板結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性好于其他兩種。[5] 

　　無梁頂板結(jié)構(gòu)與加腋梁板結(jié)構(gòu)在加大地下室凈高方面效果明顯，且能夠減小埋深。兩種方案中構(gòu)件承載力均能得以最大程度的發(fā)揮。加腋梁梁端在負筋方面遠遠小于普通梁，綜合配筋較為經(jīng)濟。 

　　無梁頂板結(jié)構(gòu)與加腋梁板結(jié)構(gòu)不需要進行大量的主、次梁模板安裝以及鋼筋的捆扎，極大降低了土方開挖工程量，保證施工質(zhì)量的同時，也有效加快了施工進度。 

　　無梁頂板結(jié)構(gòu)與加腋梁板結(jié)構(gòu)不僅具有良好的外觀形象，而且便于通風以及水電消防管道的施工。 

　　無梁頂板結(jié)構(gòu)與加腋梁板結(jié)構(gòu)在經(jīng)濟方面的差別并不明顯。如果采用加腋梁板結(jié)構(gòu)，則能夠較好滿足高規(guī)“頂板嵌固”的一系列要求，從而利用規(guī)范構(gòu)最大程度地構(gòu)造出要求的截面以及配筋所能提供的最佳承載力。[6] 

　　若采用預應(yīng)力無梁頂板結(jié)構(gòu)，預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)自身具有極佳的防裂性，可以大幅度提高該結(jié)構(gòu)的自防水性能。自防水是該種結(jié)構(gòu)防水措施中的首要環(huán)節(jié)。因為自防水的功能的存在，該結(jié)構(gòu)在防水設(shè)計時，可以根據(jù)需要減少一道附加防水層，與此同時也有效解決了一般結(jié)構(gòu)不能很好處理溫度裂縫的問題。[7] 

　　6.結(jié)語 

　　在當今的地下室頂板結(jié)構(gòu)方案中，無梁頂板結(jié)構(gòu)與加腋梁板結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)展成為一種主流，和傳統(tǒng)的主次梁頂板結(jié)構(gòu)相較而言，具有如下優(yōu)勢：一、在混凝土用量、鋼筋用量、防水保溫以及基坑降水等方面，無梁頂板結(jié)構(gòu)與加腋梁板結(jié)構(gòu)能夠明顯節(jié)約成本；二、地下室，尤其是面積較大的地下室，采用預應(yīng)力技術(shù)可以較好地防治裂縫問題，保證其使用性能，提高其耐久性；三、無梁頂板結(jié)構(gòu)與加腋梁結(jié)構(gòu)不僅具有良好的外觀形象，而且便于通風以及水電消防管道的施工，能夠有效縮短工期。綜上所述，無梁頂板方案和無腋梁板方案因其明顯的經(jīng)濟效益與社會效益，值得推廣。值得注意的是，頂板做為嵌固端時不宜采用無梁頂板方案。 

　　參考文獻： 

　　[1]徐建明. 地下室頂板結(jié)構(gòu)多種方案的經(jīng)濟性分析[J]. 工程建設(shè)與設(shè)計. 2012（01）. 

　　[2]劉永江，李玉華，韓琪. 地下室頂板結(jié)構(gòu)方案選型探討[J]. 建設(shè)科技. 2012（12）. 

　　[3]李巖，段顯愷. 某工程地下室頂板結(jié)構(gòu)方案優(yōu)選與經(jīng)濟性分析[J]. 山西建筑. 2011（15）. 

　　[4]李小健. 幾種地下室頂板結(jié)構(gòu)形式的技術(shù)經(jīng)濟比較分析[J]. 黑龍江科技信息. 2011（15）. 

　　[5]周文. 成都某項目多層區(qū)地下室頂板結(jié)構(gòu)方案的技術(shù)分析[J]. 科技風. 2010（04）. 

　　[6]徐曉紅，劉國光，徐有華. 某地下室的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及經(jīng)濟性比較[J]. 浙江建筑. 2011（05）. 

　　[7]段媛. 現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋與常見樓蓋之間的比較[J]. 山西建筑. 2010，36（1）.