原创《地下室顶板采用加腋大板体系结构设计案例》：关于免费大板论文范文在这里免费下载与阅读,为您的大板相关论文写作提供资料。
摘 要：文章通过某高层建筑地下室工程实例,着重介绍了地下室顶板采用加腋大板体系的一般分析理论、有限元分析方法及施工图设计流程,阐述了理论依据和设计要点,实践证明该体系在项目中具有明显的经济优势,可供相关建筑结构设计人员参考.
关键词：地下室顶板；加腋大板体系；结构设计
中图分类号：TU375.2 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）14-0021-01
1 工程概况
某高层建筑项目,总建筑面积34.98 m2,其中单层地下室面积约7.8万 m2,纯地下室面积约5.8万 m2.地下室采用框架结构,主要柱网尺寸为8.1 m×8.1 m,顶板主要覆土厚度1.5 m,设计时以顶板作为上部结构的嵌固端.常规的顶板楼盖体系有：根据《建筑抗震设计规范》要求,地下室在地上结构相关范围内应采用梁板结构.本工程顶板覆土厚度较大,且甲方对含钢量有要求,故设计时采用变截面加腋大板体系,板支承在框架主梁上,不设次梁.
2 加腋大板体系的结构设计
2.1 加腋大板体系分析原理
根据结构力学及混凝土结构分析理论,对8.1 m跨的双向板在均布荷载作用下,其板支座只在跨中1/3范围内有较大弯矩分布,其余位置都较小,而实际施工图设计中都是整跨按最大弯矩配置支座钢筋,导致板支座两端钢筋没有被充分利用,同时板支座弯矩相对跨中弯矩较大.若能增大支座受力截面减小支座弯矩,同时又不增加跨中板厚以减小自重,便能有效的减小结构用钢量.加腋大板体系即能满足以上要求,通过对等截面（等体积）厚板和加腋板的计算对比可知,在板各侧取净跨约1/5范围内做加腋既能有效减小支座弯矩又不会明显增加自重和混凝土用量.同时,有限元分析结果表明在此范围内板底受压,故板底筋可在此处断开,该范围底筋只需要满足构造要求即可.加腋板构造如图1所示.
由于加腋后板截面较大,对于尺度相近的框架梁来说,其刚度不可忽略,厚板和框架梁形成T型梁截面,T型截面的弯矩由板翼缘和矩形梁腹板共同承担.计算结果显示翼缘承担的弯矩比例约占截面总弯矩的35%,此弯矩即包括作为梁翼缘承担梁的弯矩,也包括作为大板的支座负弯矩.实际配筋时将翼缘和矩形梁配筋分别考虑,最多可节省35%的梁面钢筋,同时此方法比传统计算模式更加符合强柱弱梁的概念要求.
2.2 有限元分析方法
由于加腋板无法用常规的计算软件进行分析,故本工程采用MIDAS GEN通过有限元方法进行分析计算.由于截面的渐进变化,最合适的是采用实体单元.MIDAS GEN可通过CAD软件导入加腋板线模型,然后在软件中转为实体模型,并通过网格划分形成实体单元,板单元平面最大尺寸取0.5 m,即可满足工程精度要求.分析时,建立5×5柱跨的结构模型,板跨中等截面厚度取250 mm,加腋后板最厚处取450 mm,变截面范围从板边算起1.5 m,框架梁截面取550 mm×900 mm,框架柱截面取600 mm×600 mm,如图2所示.
根据图2的荷载工况要求加载并进行计算,图3～图5为某组合工况下结构的应力云图,由图可知：①变截面范围内板面负弯矩较大,等截面范围内负弯矩较小,加腋板翼缘承担了很大一部分弯矩,符合加腋板体系设计,能够充分利用截面；②板底变截面范围内不存在正弯矩,底筋可在此不需要点断开,验证了构造设计能符合计算要求；③柱顶出现应力集中,同时梁支座钢筋较大,计算时可适当考虑调幅,并加强柱顶位置的配筋构造.不同荷载工况及内力配筋结果见表1.
2.3 施工图设计流程
通过积分运算提取不同截面的内力,根据混凝土设计理论即可进行配筋设计及裂缝验算.对于不同柱跨尺寸的结构单元,可分别建立有限元模型或根据标准柱跨模型进行等效设计.加腋板体系设计的一般步骤可归纳如下：
①根据实际设计的梁截面和板截面建立有限元受力模型,输入荷载工况进行受力分析；②根据一般方法采用常规结构设计软件（如PKPM）建立等截面模型并计算；③根据有限元计算结果判断梁腹板承担总弯矩的比例,对结构设计软件计算结果的弯矩进行折减再配筋,或者根据经验直接对梁配筋数值进行折减,以此结果进行施工图梁配筋.如果对裂缝有要求,按折减后的弯矩校核裂缝宽度；④根据有限元计算结果对加腋板进行配筋,同时验算T型梁翼缘的配筋是否满足,有裂缝控制要求时再进行裂缝宽度验算.
经比较,本工程若采用井字梁或十字梁体系造价更高.造价相对较低的十字梁体系总成本约475元/m2,相比于加腋大板总成本433元/m2约高10%（相同荷载及相同裂缝宽度要求情况下）.本工程采用加腋大板体系可节约造价250万元以上,经济优势很明显.
3 结 语
对于大体量的地下室工程,顶板结构体系的选择对工程整体造价具有非常重要的影响,如何选择合理的结构体系成为设计的关键.本文介绍了地下室顶板采用加腋大板体系的一般设计方法,详细论述了其设计原理,并通过有限元分析结合实际案例归纳了施工图设计的主要流程.结果表明加腋大板体系在案例中具有明显的经济优势,可为相关建筑结构设计人员提供参考.
参考文献：
[1] 李雪平,柳平,陈娇祥.“半逆作法”施工中地下室楼板梁和中间支承柱节点的加腋处理[J].建筑施工,2006,（10）.
[2] 樊计青.浅析加腋大板在地下室结构工程的应用[J].民营科技,2009,（6）.
大板论文参考资料：
结论：地下室顶板采用加腋大板体系结构设计案例为关于本文可作为相关专业大板论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文大板日本论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
