较厚楼板结构的梁板整体分析

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【摘要】本文通过对大柱网地下车库楼盖结构不同计算方法的比较，得出在楼板较厚的情况下，楼板应作为整体并考虑楼面梁刚度对楼板的约束作用进行分析与设计，楼面梁计算应考虑楼板的平面外刚度对梁的贡献的结论。

【关键词】地下车库 楼盖 厚板 楼板刚度 有限元分析

随着国家经济建设的发展，我国私家车的数量迅猛增长，这就要求新建小区内要有足够数量的停车位。许多小区在规划中有地下车库。地下车库顶往往规划设计景观和道路，要求顶板上有一定厚度的覆土，根据《地下工程防水技术规范》第4.1.6条，结构厚度不应小于250mm。由于顶板较厚，这种车库的楼盖结构与普通楼盖结构在设计计算中有很大的差别，如果按照普通楼盖结构设计会与实际受力有很大的差别，造成安全隐患。下面以一具体工程实例加以说明。

冠亚星城小区为国家康居示范工程，小区在主楼之间设有大型地下车库，现以2#地下车库为例：车库最大柱网为8米x8米（详见图一）。楼面结构布置详见图二。

一、楼板计算：

楼面恒荷载按10KN/M2考虑，活荷载考虑消防车荷载，暂按20KN/M2考虑。

先按照普通主次梁、双向板楼盖结构计算，通过PKPM程序PMCAD中第3项“画结构平面图”程序计算，计算结果现取一柱网内楼板如图三所示：

图三所示，程序是取4MX4M双向板，以主梁和次梁为板支座按静力计算手册计算的。通过楼板支座负弯矩值和挠度值可以看出，次梁和主梁对板所起的作用是一样的，都可以看作板的不动支座。

下面把板按复杂楼板进行有限元分析与设计，通过PKPM程序中“SLABCAD复杂楼板分析与设计软件”计算，计算结果现取一柱网内楼板如图四所示。通过图四中X向Y向弯矩等值线可以看出，楼板正弯矩最大值并不是图三中4MX4M双向板的跨中，而基本上是8MX8M柱网大板的跨中，通过图四中板的挠度等值线也可以看出板的变形最大处在8MX8M柱网大板的跨中，这就说明8MX8M柱网大板的跨中处底部受力最大。再分析图三图四中楼板次梁负弯矩的差别，图三中次梁作为板的支座，有很大的负弯矩，而图四中次梁处不但没有负弯矩，而是正弯矩。

通过对同一楼板用不同程序的计算结果进行比较可以看出，两种计算结果差异很大。到底哪一种计算是正确的。第一种计算模型有一定的简化，就是不论楼板多厚，次梁在楼板平面外的刚度多小，次梁在楼板平面外的变形多大，都假定该次梁作为楼板的不动支座，这显然对本工程不适用。只有在楼板的平面外刚度相对楼面梁的刚度很小时，楼板计算时可以适用这种模型的简化，否则就应该考虑梁的刚度对楼板的约束作用。

二、楼面梁计算

在普通主次梁、楼板结构中，由于楼板厚度较小，一般可忽略楼板的平面外刚度，即不考虑楼板的平面外刚度对楼面梁的贡献。而由于地下车库顶板较厚，在楼面梁的设计计算时，应考虑楼板的平面外刚度对梁的贡献，否则会使梁的设计偏于保守，造成不必要的浪费。

三、结论及注意事项

1、地下车库顶板较厚，不能按普通楼板简化成双向板或单向板，按静力计算模型计算楼板内力和配筋，而应作为整体并考虑楼面梁刚度对楼板的约束作用进行分析和设计。楼板配筋方面：由于次梁已不能作为板的支座，楼板正筋严禁在次梁上锚固；因为次梁处的正弯矩很大，正筋的搭接应避开次梁处。

2、楼面梁在设计计算时，应考虑厚板对梁的影响，将楼板定义为弹性板，真实计算出楼板的平面外刚度，使楼面梁的计算结果更接近于实际情况。

主要参考文献

1、《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）

2、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）

3、《SLABCAD复杂楼板分析与设计软件用户手册》

作者简介 黄修月，1977年11月出生，学历：本科，2002年毕业于山东建筑工程学院，学位：工学学士，工作单位：济宁市建筑设计研究院。