王志明

（杭州市城東新城建設(shè)投資有限公司，杭州310000）

1 引言

平面樓蓋可以分為有梁和無梁2大類。當(dāng)應(yīng)用于地下車庫時(shí)，較梁式樓蓋，無梁樓蓋具有有效減小車庫埋深、室內(nèi)頂棚平整美觀、利于通風(fēng)、便于布置管線和施工、綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好等優(yōu)點(diǎn)。近年來，越來越多的地下車庫采用無梁樓蓋的結(jié)構(gòu)形式，且越來越多地用于多層地下室的中間層樓板。無梁樓蓋上設(shè)置集水坑時(shí)該如何考慮，規(guī)范中沒有提及。本文通過工程實(shí)例，利用midas gen軟件對集水坑在模型內(nèi)輸入、不輸入及不考慮集水坑進(jìn)行了建模計(jì)算比較，提出了設(shè)計(jì)建議。

2 工程概況

本工程設(shè)2層地下室，地下1層為社會停車庫（考慮兼顧人防），地下2層為平戰(zhàn)結(jié)合機(jī)動車庫，人防等級常6核6級。地下1層樓板采用無梁樓蓋，柱截面0.5m×0.6m，板厚0.25m，板混凝土強(qiáng)度等級C35，鋼筋采用HRB400。設(shè)備專業(yè)要求在地下1層某靠近框架柱的位置設(shè)置1.2m×1.2m×1m（長×寬×深）的集水坑。經(jīng)協(xié)調(diào)，將集水坑緊貼柱帽設(shè)置。為簡化計(jì)算，本文截取整體模型中地下1層的一個(gè)典型柱網(wǎng)區(qū)域進(jìn)行分析，由集水坑區(qū)域向外延伸2跨，外圍柱間設(shè)置400mm×800mm的邊梁。結(jié)構(gòu)平面圖及集水坑位置如圖1所示。

圖1無梁樓蓋結(jié)構(gòu)布置圖

3 模型說明

樓板、柱帽、集水坑均采用殼元模擬，框架柱采用梁單元模擬。一般部位樓板的殼單元網(wǎng)格尺寸為0.5m×0.5m，柱帽處網(wǎng)格加密，集水坑周邊網(wǎng)格加密。樓面恒荷載取3.0kN/m2，活荷載取4.0kN/m2，構(gòu)件自重程序自行計(jì)算，以恒荷載計(jì)入。集水坑模型中集水坑按實(shí)建模；開洞模型中將集水坑按開洞建模，開洞尺寸1.2m×1.2m，洞口緊貼柱帽；普通樓蓋模型則是在開洞模型的基礎(chǔ)上將洞口補(bǔ)上板。3個(gè)模型僅在集水坑處有區(qū)別，其他完全一致。

4 結(jié)果分析

根據(jù)GB 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（2015年版）【1】受沖切承載力計(jì)算方法，開洞建模模型與實(shí)際建模模型，柱帽的沖切驗(yàn)算是等效的。

1.3D+1.5L工況【2】下，集水坑模型、開洞模型和普通樓蓋模型在集水坑所在柱跨沿著集水坑中線上樓板的Mxx（繞整體坐標(biāo)系y軸的彎矩）、Myy（繞整體坐標(biāo)系x軸的彎矩）如圖2～圖7所示。

由圖2～圖5的內(nèi)力結(jié)果可以看出，集水坑模型與開洞模型在柱帽區(qū)的最大彎矩值是接近的。緊貼柱帽側(cè)，集水坑邊彎矩較大，洞口邊的彎矩相對很小，二者差異較大。由圖2、圖3、圖6、圖7的內(nèi)力結(jié)果可以看出，集水坑模型和普通樓蓋模型在柱帽區(qū)的最大彎矩值是接近的。緊貼柱帽側(cè)，集水坑邊彎矩與普通樓蓋相應(yīng)位置處的彎矩也是接近的。故本工程無梁樓蓋彎矩計(jì)算時(shí)可以不考慮集水坑的作用，按普通樓蓋建模計(jì)算即可。

1.3D+1.5L工況下，集水坑模型板面Sig-max（最大主應(yīng)力）如圖8所示。

由圖2、圖3、圖8可以看出，集水坑內(nèi)有較大的應(yīng)力分布，彎矩在集水坑內(nèi)是連續(xù)的。故集水坑的配筋應(yīng)按折板構(gòu)造，所有相關(guān)鋼筋（包括附加筋）均應(yīng)向下彎折，建議直至集水坑底。

5 結(jié)語

1）有限元分析表明，帶集水坑的無梁樓蓋在計(jì)算樓蓋彎矩時(shí)，可以不考慮集水坑的作用，按普通樓蓋建模計(jì)算即可；在柱帽沖切驗(yàn)算時(shí)，集水坑按開洞考慮。

圖2集水坑模型Mxx

圖3集水坑模型Myy

圖4開洞模型Mxx

圖5開洞模型Myy

圖6普通樓蓋模型Mxx

圖7普通樓蓋模型Myy

圖8板面Sig-max(最大主應(yīng)力)

2）無梁樓蓋上集水坑側(cè)壁有較大的應(yīng)力分布，樓蓋彎矩在集水坑內(nèi)是連續(xù)的。集水坑的配筋應(yīng)按折板構(gòu)造，所有相關(guān)鋼筋（包括附加筋）均應(yīng)向下彎折，建議直至集水坑坑底。