地下室钢筋混凝土无梁底板的设计研究与应用.pdf
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1、 第1 0 期 2 0 0 6 年1 0 月 广东 土木与 建筑 GUANGDON G ARCHI T EC T URE CI VI L EN GI NE ERI NG N 0 1 0 O C T 2 0 0 6 地下室钢筋混凝土无梁底板的设计研究与应用 邝世 杰 ( 广州珠江外资建筑设计院 广州5 1 6 0 ) 摘 要 : 结合 实际工程介绍地 下室钢筋混凝土无粱底板 的设计方法及底板厚度的估计方法, 该法 力学概念明确 简单实用, 可在实际工程中应用。 关键词 : 地下室 ;无粱底板 ;抗浮设计 l 工程概 况 珠海市某商住楼项 目 总建筑面积约 2 6万 m 2 , 设有 1 层地下室
2、 , 因地下室范围底板下均为 中风化 岩层, 为使基坑能进行统一标高的爆破, 基础采用平 板式底板并在柱下局部加柱墩的方案 , 以方便施工。 地下室柱网最大计算跨度为 8 m( 如 图 1 ) , 考虑设计 水头为 3 m, 采用 C 3 5混凝土。 2 无梁底板的受力分析 一 般工程 中无梁底板 的内力分析 比普通梁 、 板 结构更为复杂 , 且缺乏相应的计算分析软件 , 现有的 一 些计算方法又较繁琐。 本文根据本工程设计成果 , 就地下室钢筋混凝土无梁底板设计的弯矩分布和底 板配筋 的控制弯矩问题进行讨论 , 给出可应用于实 际的计算方法 , 具有方便快捷及节省材料的特点 , 并 推导出
3、地下室无梁底板厚度的估算公式 , 以及地下 室无梁底板常用板厚选用表。 以供实际工程参考。 2 1 无梁底板的弯矩分布 无梁底板在均布向上面荷载 q作用下 , 绕 Y轴转 动的弯矩 ( , Y ) 的分布如图 2 a所示 , 可以看 出弯 矩 ( , , , ) 沿 Y轴是连续变化的。但在实际工程中, 钢筋 的配置不可能根据弯矩的连续变化而变化 , 而 只能呈跳跃式变化 , 可用图 2 b的简化弯矩图来代替 进行配筋设计 , 再根据静力平衡条件 , 得 : 古 ( M1 + M2 + M3 + M4 ) = 3 a - q L L ( 1 ) 设 = 0 5 M。 , 对于在均布荷载作用下两端
4、 固定 ( 两端转角为零) 的等截面杆 , 其支座弯矩 的绝对值 等于跨中弯矩绝对值( 符号相反 ) 的 2倍 , 因而可设 =0 5 M1 , M - - - O 5 M2 = 0 2 5 M1 。由式( 1 ) 得 : M 1 I2 8 M 2 = M 3 = q L y 1 6 M 4 = q L V 3 2 ( 2 ) 2 2 地下室无梁底板配筋的控制弯矩 根据以往工程经验 , 当地下室底板的埋深超过一 定深度 , 需考虑的设计水 头超过 3 m时 , 水 的浮力便 对底板设计起到控制作用。地下室无梁底板的配筋 一 般采用柱下板带通长配筋或通长配筋后局部加强 的配筋方式 , 后一种方式
5、更节省材料 , 如图 3所示。 底板的控制配筋如下 : - I I : ,、 , 。 。 - , I 。 。u U _ _空 h卜, , n _ n 1 _ : : n 三 J u r 兰 l r 】 r T j n n n _ _ 圈 1 地下室局部结构平面 图 ( 1 )底、 面的通长配筋 支座板带 的面筋应按弯矩 计算钢筋面积 。而跨中板带的面 筋应按弯矩 眠 计算钢筋面积; 为 便于施工 。 面筋均偏于保守地按弯 图2 无梁底板在均布向上面荷载作用下的弯矩屿 及其简化分析 维普资讯 http:/ 2 0 o 6 年1 0 月 第1 O 期 邝 世杰: 地下 室钢 筋混凝 土无 梁底 板
6、设计的 研究 与应用 O C T 2 0 0 6 N o 1 0 f A 1 1 厂 。 1 弋 毒 档 l 蟮 L 一一 L j L 一 L j 用 1 A 通长面 筋 J 一 一 毒1i 豇 1 一 附 加 窟 筋 一卜 。 A 图 3地 下室无梁底板配筋 矩 计算钢筋面积 ; 跨 中板带的底筋应按 计算 钢筋面积; 底 、 面的通长配筋可按弯矩计算 : My= q L y1 6 M x = q L y 2 1 6 ( 3 ) 计算 向布 置的钢筋 A 、 A既 d , 及 ) , 向布 置的 钢筋 A 。 、 A s v d 。L x , L 为板的轴线跨度( 如图 3 ) 。 ( 2
7、) 柱墩( 承台) 边的板底配筋 支座板带的底筋应按 弯矩 计算钢筋面积 , 但计算跨度应为板的净跨。这样可按弯矩 : M c r q L 2 1 6 M q L 1 6 4 1 计算 向布置 的底 筋 A蒯 + A 及 Y向布置 的 底筋 A舢 d + A 。L o , L 岫为板 的柱墩( 承 台) 边净跨度 ( 如图 3 ) 。 ( 3 )抗浮所需的承台底筋 抗浮所需的承台底筋分别按弯 矩采用下式计算 : M = q L 8 = Myo L L M = q L f 8 = Mo L f L 5 1 计算 x , y向布置的钢筋 A 和 A 。Z t , L 为板的外排桩桩心净跨 度( 如
8、图 3 ) 。 2 _ 3 地下室无梁底板的板厚估计 考虑地下室底板 的自重 ,同时 考虑到验算裂缝宽度时要增加一定 数量的钢筋。 在水浮力作用下 , 底 板 的荷载设计值 为: q = 1 4 q w 一 1 2 q d = 1 4 ( Z + h ) 一 1 2 y h ( 6 ) 式 中: 为水 的容重 ; 为钢筋混 1 2 凝土 的容重 ; Z为水头到底板上表面距离 ; h为底板 的厚度; 可保守地取 q = 1 4 Z 。 在水浮力作用下 , 底板的最 大弯矩为承 台边正 弯矩 , 设计值可按下式计算: M = q L o 2 8 = 1 4 Z L o2 8 ( 7 ) 式中: L
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