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【摘要】南京某项目独立地下室两层，两层地下室顶板均采用无梁板柱结构，现就预应力实心平板、空心无梁平板、实心无梁平板等结构方案作一些简单分析，以供比较及选择。
【关键词】多层地下室 ，无梁楼盖，预应力 ， BDF无机阻燃型复合箱体
【 abstract 】 nanjing some independent basement project two layer, two layer basement all use no roof beam slab structure column is solid plate, hollow prestressed without LiangPingBan, solid no LiangPingBan structure scheme for some simple analysis, for comparison and selection.
【 key words 】 multilayer the basement, flat slab floor, prestressed, BDF inorganic flame retardant compound housing
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
南京某独立地下室设计为两层，建筑面积约14000 m2，为降低层高，减少地下室埋置深度，节省基坑开挖及支护等费用，业主决定在车库两层顶板均采用无梁楼盖技术。业主参观我公司配合设计施工的预应力及空心楼盖平板工程后，让我公司就其地下室提供多种无梁楼盖结构方案，以供比较及选择。
我公司分别就负一层地下室顶板，负二层地下室顶板分别选取了一些结构设计方案进行技术经济分析。
一、工程基本条件
工程设计的基本条件如下：
1、 负一层地下室顶板：恒载31.5kN/m2，活载5kN/m2；
2、 负二层地下室顶板：恒载10kN/m2，活载4kN/m2；
3、 计算范围为25.2m×16.9m，建筑面积为425.88m2。
二、 负一层地下室顶板无梁楼盖设计
1、 经济性计算比较
负一层地下室顶板一共选取了三种无梁楼盖方案，其中预应力平板方案取了350mm、500mm两种板厚，各种方案的板厚情况及经济性计算比较如下表：
2、三种方案的技术及经济性分析
（一） 预应力实心平板（板厚h1＝350mm，h2＝500mm）
在无梁实心平板中采用预应力技术的优势：
（1）预应力筋在支座处的反向曲率对板抗冲切是有利的。同时能增强结构在竖向荷载下的刚度，减小挠度，解决受力裂缝问题，改善力学性能。
（2） 预应力筋产生的轴压力可控制混凝土收缩及温度作用，提高板的抗裂性，起到温度钢筋的作用，可取消混凝土的后浇带及伸缩缝的设置。
（3）实心无梁平板结构跨中板带的受拉钢筋考虑到充分利用其抗拉强度，通常作法是将其通长布置或将其锚固在支座内，而在钢筋的“充分利用点”以外钢筋的抗弯能力并未得到利用，而无粘结预应力筋与板的弯矩图基本一致，可取得最大的经济效果，预应力筋在承载能力极限状态可抵抗柱上板带、跨中板带的弯矩，无粘结预应力筋的抗弯能力得到较充分的利用。从这个角度讲，利用无粘结预应力筋抵抗弯矩比普通钢筋更经济、合理。
（4）由于在楼盖中施加了预应力技术，依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）8.1.3条,可适当增大伸缩缝的间距。另外，根据相关技术资料和工程实践，大面积预应力混凝土楼面结构后浇带，可提前20～30天封闭，能大大节约工期。
本工程的预应力实心平板方案的经济性比较分析：
（1）由于本工程负一层覆土荷载较大，如取较小的板厚为350mm，则板的抗冲切能力就相对较差，该方案的柱帽尺寸最大(1800mm×1800mm)，抗冲切所需钢筋较多。
（2）从正常使用极限状态考虑，板厚较小，则预应力筋线形的矢高小，为平衡同样的外荷载，所需预应力筋的数量较多。通过增大预应力筋与普通钢筋的面积来控制裂缝、减小挠度是不经济的，且效果不显著。所以，控制板的裂缝和挠度效果较显著的措施是增大板厚。
（3）从承载能力极限状态考虑，板的內力主要来源于覆土荷载，板厚较小，则板的有效高度较小，由 可知，抵抗弯矩所需的预应力筋及普通钢筋较多。
（4）无粘结预应力平板的厚度取值较大、较小都不经济，考虑到外荷载的大小，应有合理的经济跨高比，故本工程预应力平板取板厚为500mm更为合理。
（二）空心无梁平板方案（板厚h＝500mm）
在无梁楼盖中采用空心楼盖技术的优势：
（1）在无梁空心楼盖方案中，同一板厚的混凝土的用量约为实心无梁平板方案的60％，板的自重减小，对板的正常使用极限状态和承载能力极限状态都是有利的。板自重减小，则柱上板带、跨中板带的弯矩相应减小，板所需的受力钢筋减少。
（2）混凝土用量减少，模板支撑费用相应降低。同时，楼盖的混凝土浇筑过程中，水化反应小，有利于提高楼盖的抗裂性能。
在本工程中采用无梁空心楼盖方案的经济性分析：
（3）空心无梁楼板的（模板＋钢筋＋BDF无机阻燃型复合箱体）的造价基本等同于实心无梁平板的（模板＋钢筋）的造价。同厚度的空心无梁楼板方案与实心平板方案相比较经济，主要由于空心无梁楼板的混凝土用量较少。
（三）实心无梁平板方案（板厚h＝500mm）
采用实心无梁平板方案的技术及经济性分析：
（1）覆土荷载较大，实心无梁平板结构楼板自重较大，则所需的受力钢筋较多，同时受力钢筋的锚固、连接等所需的构造钢筋较多。
（2）采用实心无梁平板方案，裂缝及挠度不易控制。
（3）为了抵抗混凝土收缩及温度作用，需配置较多的温度收缩钢筋。
3、方案选择
综合比较几种方案的技术及经济性，负一层地下室顶板在考虑到楼盖中的混凝土收缩、温度应力的作用及工期影响等诸多因素，优先考虑板厚为500mm的预应力无梁平板方案。
三、 负二层地下室顶板无梁楼盖设计
注：①各种取费情况如上表。
2、方案选择
由于负二层地下室顶板荷载较负一层顶板小，比较结果为板厚为300mm的现浇混凝土无梁空心楼盖方案为最佳。
四、小结
在多层地下室顶板中应用现浇混凝土无梁楼盖技术，与常规实心梁板方案相比，可大大降低层高，节约楼盖及基坑开挖支护等方面的造价。通过本文分析，在无梁平板的选择中，有覆土的荷载较大的负一层顶板中，可优先采用预应力无梁平板；在荷载较小的负二层等地下室顶板中，可优先采用无梁空心平板方案。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
【关键词】多层地下室 ，无梁楼盖，预应力 ， BDF无机阻燃型复合箱体
【 abstract 】 nanjing some independent basement project two layer, two layer basement all use no roof beam slab structure column is solid plate, hollow prestressed without LiangPingBan, solid no LiangPingBan structure scheme for some simple analysis, for comparison and selection.
【 key words 】 multilayer the basement, flat slab floor, prestressed, BDF inorganic flame retardant compound housing
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
南京某独立地下室设计为两层，建筑面积约14000 m2，为降低层高，减少地下室埋置深度，节省基坑开挖及支护等费用，业主决定在车库两层顶板均采用无梁楼盖技术。业主参观我公司配合设计施工的预应力及空心楼盖平板工程后，让我公司就其地下室提供多种无梁楼盖结构方案，以供比较及选择。
我公司分别就负一层地下室顶板，负二层地下室顶板分别选取了一些结构设计方案进行技术经济分析。
一、工程基本条件
工程设计的基本条件如下：
1、 负一层地下室顶板：恒载31.5kN/m2，活载5kN/m2；
2、 负二层地下室顶板：恒载10kN/m2，活载4kN/m2；
3、 计算范围为25.2m×16.9m，建筑面积为425.88m2。
二、 负一层地下室顶板无梁楼盖设计
1、 经济性计算比较
负一层地下室顶板一共选取了三种无梁楼盖方案，其中预应力平板方案取了350mm、500mm两种板厚，各种方案的板厚情况及经济性计算比较如下表：
2、三种方案的技术及经济性分析
（一） 预应力实心平板（板厚h1＝350mm，h2＝500mm）
在无梁实心平板中采用预应力技术的优势：
（1）预应力筋在支座处的反向曲率对板抗冲切是有利的。同时能增强结构在竖向荷载下的刚度，减小挠度，解决受力裂缝问题，改善力学性能。
（2） 预应力筋产生的轴压力可控制混凝土收缩及温度作用，提高板的抗裂性，起到温度钢筋的作用，可取消混凝土的后浇带及伸缩缝的设置。
（3）实心无梁平板结构跨中板带的受拉钢筋考虑到充分利用其抗拉强度，通常作法是将其通长布置或将其锚固在支座内，而在钢筋的“充分利用点”以外钢筋的抗弯能力并未得到利用，而无粘结预应力筋与板的弯矩图基本一致，可取得最大的经济效果，预应力筋在承载能力极限状态可抵抗柱上板带、跨中板带的弯矩，无粘结预应力筋的抗弯能力得到较充分的利用。从这个角度讲，利用无粘结预应力筋抵抗弯矩比普通钢筋更经济、合理。
（4）由于在楼盖中施加了预应力技术，依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）8.1.3条,可适当增大伸缩缝的间距。另外，根据相关技术资料和工程实践，大面积预应力混凝土楼面结构后浇带，可提前20～30天封闭，能大大节约工期。
本工程的预应力实心平板方案的经济性比较分析：
（1）由于本工程负一层覆土荷载较大，如取较小的板厚为350mm，则板的抗冲切能力就相对较差，该方案的柱帽尺寸最大(1800mm×1800mm)，抗冲切所需钢筋较多。
（2）从正常使用极限状态考虑，板厚较小，则预应力筋线形的矢高小，为平衡同样的外荷载，所需预应力筋的数量较多。通过增大预应力筋与普通钢筋的面积来控制裂缝、减小挠度是不经济的，且效果不显著。所以，控制板的裂缝和挠度效果较显著的措施是增大板厚。
（3）从承载能力极限状态考虑，板的內力主要来源于覆土荷载，板厚较小，则板的有效高度较小，由 可知，抵抗弯矩所需的预应力筋及普通钢筋较多。
（4）无粘结预应力平板的厚度取值较大、较小都不经济，考虑到外荷载的大小，应有合理的经济跨高比，故本工程预应力平板取板厚为500mm更为合理。
（二）空心无梁平板方案（板厚h＝500mm）
在无梁楼盖中采用空心楼盖技术的优势：
（1）在无梁空心楼盖方案中，同一板厚的混凝土的用量约为实心无梁平板方案的60％，板的自重减小，对板的正常使用极限状态和承载能力极限状态都是有利的。板自重减小，则柱上板带、跨中板带的弯矩相应减小，板所需的受力钢筋减少。
（2）混凝土用量减少，模板支撑费用相应降低。同时，楼盖的混凝土浇筑过程中，水化反应小，有利于提高楼盖的抗裂性能。
在本工程中采用无梁空心楼盖方案的经济性分析：
（3）空心无梁楼板的（模板＋钢筋＋BDF无机阻燃型复合箱体）的造价基本等同于实心无梁平板的（模板＋钢筋）的造价。同厚度的空心无梁楼板方案与实心平板方案相比较经济，主要由于空心无梁楼板的混凝土用量较少。
（三）实心无梁平板方案（板厚h＝500mm）
采用实心无梁平板方案的技术及经济性分析：
（1）覆土荷载较大，实心无梁平板结构楼板自重较大，则所需的受力钢筋较多，同时受力钢筋的锚固、连接等所需的构造钢筋较多。
（2）采用实心无梁平板方案，裂缝及挠度不易控制。
（3）为了抵抗混凝土收缩及温度作用，需配置较多的温度收缩钢筋。
3、方案选择
综合比较几种方案的技术及经济性，负一层地下室顶板在考虑到楼盖中的混凝土收缩、温度应力的作用及工期影响等诸多因素，优先考虑板厚为500mm的预应力无梁平板方案。
三、 负二层地下室顶板无梁楼盖设计
注：①各种取费情况如上表。
2、方案选择
由于负二层地下室顶板荷载较负一层顶板小，比较结果为板厚为300mm的现浇混凝土无梁空心楼盖方案为最佳。
四、小结
在多层地下室顶板中应用现浇混凝土无梁楼盖技术，与常规实心梁板方案相比，可大大降低层高，节约楼盖及基坑开挖支护等方面的造价。通过本文分析，在无梁平板的选择中，有覆土的荷载较大的负一层顶板中，可优先采用预应力无梁平板；在荷载较小的负二层等地下室顶板中，可优先采用无梁空心平板方案。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。