地下室底板的設(shè)計(jì)方法初探

1、地下室底板設(shè)計(jì)方法初探1、 確定荷載1） 明確水頭高度h地下水的設(shè)防水位應(yīng)取建筑物設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)（包括施工期）可能產(chǎn)生的最高水位，如果巖土工程勘察報(bào)告中沒有提供地下水的最高水位時(shí)，地下水設(shè)防水位可取建筑物的室外地坪標(biāo)高。實(shí)際操作時(shí)，可取建筑物附近區(qū)域市政道路的最低標(biāo)高，即假定市政管道排水能力足夠，豐水期時(shí)不會造成連通的地下水淹沒市政道路最低點(diǎn)的情況。應(yīng)注意在勘察要求中提出，需由勘察單位提出在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)建筑物的設(shè)計(jì)水位。注意地下室可能承受的水浮力的作用情況尚與地下室周邊地面的排水條件與基坑回填土的性質(zhì)有較大的關(guān)系，即當(dāng)大氣降雨在地表的排水不暢且地下室基坑的回填土為透水性較好的砂石時(shí)，如果基坑

2、周圍及底面的土為透水性較差的粘性土，則基坑就如同一個天然的盛水容器，大氣降水通過容器周邊的透水砂石填土，迅速注入容器形成連通水位，從而很快對地下室形成較大的水浮力。故應(yīng)注意控制基坑周邊的回填土盡量采用隔水性好的粘性土，且周邊室外地坪采取可靠的排水措施。2） 有人防時(shí)控制荷載的判斷地下室底板的人防等效靜荷載，對采用樁基礎(chǔ)的建筑物，核6級時(shí)通常為12kN/m2（非飽和土）、25 kN/m2（飽和土），核5級時(shí)通常為25kN/m2（非飽和土）、50 kN/m2（飽和土）。底板設(shè)計(jì)時(shí)，需判斷底板配筋是由人防組合荷載控制還是由平時(shí)水壓荷載控制。近似的辦法為，由平時(shí)水壓的控制荷載 1.35×10

3、×h（水頭）-t(底板厚)×25 ×1.15(裂縫調(diào)整系數(shù))，與人防控制荷載 1.2×(10×h（水頭）-t(底板厚)×25)+qRF(人防等效靜載)/1.35判斷，大者為控制荷載。2、 確定底板厚度確定底板厚度時(shí)一般需考慮如下因素：（1）底板的沖切承載力；（2）底板的抗?jié)B能力；（3）兼作筏板功能時(shí)尚要考慮其調(diào)節(jié)不均勻沉降的能力及筏板的整體剛度。（1） 底板的沖切承載力底板的沖切承載力一般指底板在水壓或水壓與人防組合荷載作用下，其抵抗沖切破壞的能力，通常由承臺或獨(dú)立基礎(chǔ)的沖切控制。沖切錐體的形狀通常為從底板底與承臺（基礎(chǔ)）的交接處沿向

4、墻柱方向的45度線交于底板面（詳附圖1）。驗(yàn)算公式為×系數(shù)（詳規(guī)范），當(dāng)有人防時(shí)，為×系數(shù)（詳規(guī)范），其中人防時(shí)的，底板的有效高度可取 ，承臺(基礎(chǔ))周長-。荷載(相應(yīng)位置柱按面積法所占面積-承臺(基礎(chǔ))的面積) ×底板柱按面積法所占面積的示意詳見附圖2。當(dāng)沖切不滿足時(shí)，在考慮提高底板厚度前可先考慮適當(dāng)提高承臺(基礎(chǔ))的尺寸，可獲得較優(yōu)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。(2)底板的抗?jié)B能力以前的防水規(guī)范按水頭與混凝土的厚度來確定混凝土相應(yīng)的抗?jié)B等級，新防水規(guī)范則取消了其對應(yīng)關(guān)系，但高規(guī)表12.1.9仍保留了基礎(chǔ)防水混凝土抗?jié)B等級與水頭與混凝土厚度的關(guān)系。個人認(rèn)為，雖可不必完全按照高規(guī)表

5、12.1.9的關(guān)系通過混凝土采用的抗?jié)B等級來確定混凝土的厚度，但在確定底板厚度時(shí)仍可作為衡量其抗?jié)B能力的一個有益的參考。如抗?jié)B等級取S8時(shí)，水頭與厚度的比值最大可取15。（2） 底板同時(shí)用作筏板時(shí)需同時(shí)滿足筏板的構(gòu)造要求。3、 內(nèi)力及配筋計(jì)算采用等代框架的簡化方法計(jì)算，而非經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法，其優(yōu)點(diǎn)為不受各跨跨度的限制，可考慮到大小跨對內(nèi)力的影響，并對任何位置可只抽出單跨來進(jìn)行驗(yàn)算。具體步驟如下：（1） 用連續(xù)梁模型計(jì)算等代框架每米寬度的彎矩平均值各部位彎曲的計(jì)算通式為 ，其中彎曲系數(shù)的取值可按附圖3。（2）按柱上板帶將內(nèi)力相應(yīng)調(diào)大根據(jù)無梁樓蓋中彎矩在柱上板帶與跨中板帶的分配規(guī)律（詳見附圖4），結(jié)合考

6、慮穹頂效應(yīng)的影響，可得出柱上板帶各部位處單位寬度的簡化計(jì)算式如下：中間跨支座處 ，其中1.5為柱上板帶內(nèi)力增大系數(shù)，0.8為考慮穹頂效應(yīng)的折減系數(shù)；中間跨跨中處 ，其中1.1為柱上板帶內(nèi)力增大系數(shù)，0.8為考慮穹頂效應(yīng)的折減系數(shù)；邊跨支座處 ，其中1.5為柱上板帶內(nèi)力增大系數(shù)，并注意邊跨不能考慮穹頂效應(yīng)；邊跨跨中處 ，其中1.1為柱上板帶內(nèi)力增大系數(shù)，并注意邊跨不能考慮穹頂效應(yīng)。（2） 計(jì)算跨度的確定 當(dāng)基礎(chǔ)為多樁承臺時(shí)，計(jì)算跨度，其中各參數(shù)的含義詳見附圖5。當(dāng)基礎(chǔ)為獨(dú)立基礎(chǔ)或單樁承臺或單排樁承臺的短向時(shí)，分以下兩種情況：a 當(dāng)時(shí)，對所有部位，其中為承臺厚度，為底板厚度，、等參數(shù)參照附圖5；b

7、 當(dāng)時(shí)，在計(jì)算跨中彎矩時(shí)，取兩柱邊的凈距（詳見附圖6），其余部位仍取 ，其中為承臺厚度，為底板厚度，、等參數(shù)參照附圖5。上述兩種情況均需驗(yàn)算柱邊截面，計(jì)算跨度取兩柱邊的凈距，截面高度為承臺高度，詳見附圖7示意?？紤]到實(shí)際相當(dāng)于變截面梁，需將按等截面梁的計(jì)算結(jié)果乘以放大系數(shù)1.25，因該截面同時(shí)又屬于承臺，故最終彎矩應(yīng)為按變截面梁在水壓作用下的結(jié)果與扣除水浮力后作為承臺的所受彎矩的疊加。長短跨的調(diào)整可總結(jié)為以下3點(diǎn)原則：當(dāng)某跨小于相鄰跨的0.2倍時(shí)，較近支座可視為1個支座； 當(dāng)相鄰跨跨度相差在20%以內(nèi)時(shí)，可視作等跨； 當(dāng)某跨與相鄰跨跨度之比大于0.2小于0.8時(shí)，對鄰跨的影響，彎矩增大者乘以1

8、.1，減小者乘以0.9，重復(fù)影響者乘以1.33，如附圖8所示。（3） 配筋計(jì)算及裂縫驗(yàn)算 按上述算得的彎矩對柱上板帶各截面進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)，并按強(qiáng)度計(jì)算得到的配筋進(jìn)行裂縫驗(yàn)算，其中迎水面裂縫限值為0.2mm（保護(hù)層厚度為50mm），背水面裂縫限值為0.3mm。一般情況下，迎水面的鋼筋均由裂縫控制，根據(jù)彎矩大小的不同，可比相應(yīng)的強(qiáng)度計(jì)算配筋增大約2055。采用理正工具箱的梁截面計(jì)算時(shí)，可同時(shí)進(jìn)行強(qiáng)度和裂縫的驗(yàn)算，當(dāng)?shù)?次計(jì)算的裂縫寬度不足時(shí)，可通過“結(jié)果查看>修改驗(yàn)算 ”進(jìn)行配筋修改，點(diǎn)擊“確認(rèn)修改”后可算得新的裂縫寬度結(jié)果，如仍不滿足，可繼續(xù)調(diào)整，直至滿足。 因較大的彎矩主要集中在支座部位，

9、當(dāng)?shù)装謇ń畎吹湫椭虚g跨跨中計(jì)算配筋及構(gòu)造最小配筋率兩者中的大值配置，較大彎矩的支座和邊跨處或局部較大跨度的跨中處設(shè)置另加鋼筋時(shí)，底板可獲得較優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益。從底板鋼筋抗裂時(shí)“寧細(xì)勿粗，寧密勿疏”的原則考慮，按經(jīng)驗(yàn)一般可取拉通筋及另加筋的間距均為150，則有利于底板抗裂，從實(shí)際施工的情況來看，并未見現(xiàn)場反映過因鋼筋過密而導(dǎo)致砼澆筑困難的問題，再類比梁、柱縱筋的間距，故最小75甚至50的板筋間距仍然是合適的。另需注意，另加筋的長度應(yīng)按以下原則確定：伸出柱帽長度不小于柱帽間凈跨的1/4，當(dāng)另加筋直徑較大（如并筋）時(shí)，伸出長度不宜小于柱帽間凈跨的1/3。 根據(jù)上述第3、（2）點(diǎn)的計(jì)算公式，我們知道柱上

10、板帶跨中配筋約為支座配筋的1/2，而跨中板帶跨中配筋可視為與柱上板帶跨中配筋基本相同，跨中板帶支座配筋為柱上板帶支座配筋的1/3。因此，在計(jì)算某跨時(shí)，可先行計(jì)算柱上板帶支座配筋，當(dāng)支座配筋的另加筋不超過拉通筋時(shí)，則其它部位配筋均不需另加筋；當(dāng)支座配筋的另加筋超過拉通筋時(shí)，則需對跨中筋進(jìn)行計(jì)算，以確定是否需另加筋；當(dāng)支座配筋的另加筋超過拉通筋一倍以上時(shí)，除需對跨中進(jìn)行計(jì)算確定另加筋外，還需計(jì)算跨中板帶支座鋼筋的另加筋。當(dāng)驗(yàn)算豎向荷載作用下的強(qiáng)度時(shí)，可通過豎向荷載與水壓荷載相對比例的簡化方法，判斷相應(yīng)部位是否需設(shè)置另加筋。 當(dāng)拉通筋為最小配筋率，而邊跨支座處所需另加筋太大，直徑超過拉通筋直徑二級以上時(shí)，可采用并筋，或在一個拉通筋間距內(nèi)放置2根另加筋的辦法，以避免發(fā)生無法充分發(fā)揮較大直徑鋼筋強(qiáng)度的情形，但注意當(dāng)采用并筋時(shí)，鋼筋伸出柱帽的長度不