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[摘要] 本文根据某一工程实例介绍对大范围地下室顶板各类常用结构方案，应用SATWE、SAFE V12及SAP2000 V15軟件分析计算，对比不同顶板结构布置方案的受力性能及经济性，并指出各方案在实际工程应用中的利弊，并选出经济性较好的结构方案。
[关键词]地下室顶板 分析 对比 选取
中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：
0实例工程概述
该工程位于云南西双版纳，设有一层地下车库，柱网间距8.0x7.8m。地下室顶板作为上部结构的嵌固端。工程抗震设缝烈度8度0.2g，地震分组第三组，场地类别Ⅱ类，地下室抗震等级三级。地下室顶板覆土2m，活荷载5KN/m2。地下室顶板做为上部塔楼嵌固端。
1地下室顶板采用对比方案种类
五种方案均按5x5跨模型，比较中跨计算结果，梁板混凝土强度等级均为C30，框架柱混凝土强度等级为C40。
2各方案结构布置平面示意图
方案一：双次梁单向板方案结构布置平面图
图 1 双次梁单向板方案平面示意图
方案二：单次梁单向板方案结构布置平面图
图 2 单次梁单向板方案平面示意图
方案三：十字梁双向板方案结构布置平面图
图 3 十字梁双向板方案平面示意图
方案四：等厚大板方案结构布置平面图
图 4 等厚大板方案平面示意图
方案五：加腋大板方案结构布置平面图
图 5 加腋大板方案平面示意图
3各方案配筋计算结果示意图
方案一：双次梁单向板方案板、梁配筋平面图
图 6a 双次梁单向板方案板配筋示意图
图 6b 双次梁单向板方案梁配筋示意图
方案二：单次梁单向板方案板、梁配筋平面图
图 7a 单次梁单向板方案板配筋示意图
图 7b 单次梁单向板方案梁配筋示意图
方案三：十字梁双向板方案板、梁配筋平面图
图 8a 十字梁双向板方案板配筋示意图
图 8b 十字梁双向板方案梁配筋示意图
方案四：大板方案板、梁配筋平面图
图 9a 大板方案板配筋示意图
图 9b 大板方案梁配筋示意图
方案五：加腋大板方案板、梁配筋平面图
由于SAFE无法输入变厚度板，故采用分段输入不同板厚来模拟变厚度板如下图所示
图 10a1 加腋大板方案Y向板顶配筋示意图
（SAFE板配筋计算结果）
图 10a2 加腋大板方案Y向板底配筋示意图
（SAFE板配筋计算结果）
图 10b1 加腋大板方案梁配筋示意图
(SATWE梁配筋计算结果)
图 10b2 加腋大板方案梁配筋示意图
（SAP2000梁配筋计算结果）
4各方案实配结构平面图
图 11 方案一双次梁单向板结构平面图
图 12 方案二单次梁单向板结构平面图
图 13 方案三十字梁双向板结构平面图
图 14 方案四等厚大板结构平面图
图 15 方案五加腋大板结构平面图
5各方案混凝土及含钢量统计
钢筋按上述配筋结果实配计算，其中梁筋统计中未考虑拉筋，以及纵筋搭接部分的增量和箍筋加密的钢筋用量。混凝土已考虑扣除重叠部分的用量。各方案统计结果如下表：
由上表可以看出地下室顶板采用方案一（双次梁单向板）和方案五（加腋大板）结构布置方案钢筋用量经济性最优。其中方案五较方案一在梁高方面有优势，对地下室净高改善效果明显。
6各方案结果分析
双次梁单向板方案，经济性最为明显，其受力明确，计算简单，非主受力方向梁高一致便于设备管线布置。但主梁梁高较大，影响地下室净高，且施工中模板量较大。
单次梁单向板方案，由于该工程覆土较厚，经济性差于第一方案。但对于覆土荷载小的项目可能经济性更好。
十字梁双向板方案，由于该工程地下室净高要求，主梁梁高仅取850mm高，故其经济性并不明显。若有条件加高主梁梁高，其梁钢筋用量能经一步减少，改善其经济性。
等厚大板方案，在各方案中经济性最差，故一般建议不采用。
加腋大板方案，经济性突出，尤其较等厚大板结构经济性最为明显，表明板四边加腋产生明显的空间拱壳效应，能够有效控制板面支座拉应力，这对于控制板面配筋及板面裂缝具有明显作用。由于其具有双向拱的拱壳空间结构，其受力性能优于平面构件，相对于十字梁结构，没有次梁产生的跨中集中荷载，其荷载传递更为均匀，有利于减小梁支座及跨中弯矩。而且加腋对梁的翼缘贡献突出，通过PKPM等效荷载导向，可以得到同SAP2000较为接近的结果，最终梁钢筋用量仅为等厚大板的一半。而且其梁高较各方案也能控制在最小，可减少土方开挖量，模板量小，施工便捷。但加腋大板计算需要借助SAFE及SAP2000等软件计算，故实际使用中分析工作量较大。还有加腋大板由于板根部加腋，导致梁刚度增大，若用在上部结构并不利于抗震中“强柱弱梁”原则，否则需要采取措施加强框柱。但在地下室顶板结构中可以采用。
7结论
通过上述对于地下室顶板各方案对比分析，采用加腋大板方案经济性比较突出，且其梁高最小，可减少土方开挖量。由于目前尚缺乏简洁准确的计算软件和充足有效的实验数据，但该结构受力合理，经济效益明显，具有很大的发展潜力。
[关键词]地下室顶板 分析 对比 选取
中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：
0实例工程概述
该工程位于云南西双版纳，设有一层地下车库，柱网间距8.0x7.8m。地下室顶板作为上部结构的嵌固端。工程抗震设缝烈度8度0.2g，地震分组第三组，场地类别Ⅱ类，地下室抗震等级三级。地下室顶板覆土2m，活荷载5KN/m2。地下室顶板做为上部塔楼嵌固端。
1地下室顶板采用对比方案种类
五种方案均按5x5跨模型，比较中跨计算结果，梁板混凝土强度等级均为C30，框架柱混凝土强度等级为C40。
2各方案结构布置平面示意图
方案一：双次梁单向板方案结构布置平面图
图 1 双次梁单向板方案平面示意图
方案二：单次梁单向板方案结构布置平面图
图 2 单次梁单向板方案平面示意图
方案三：十字梁双向板方案结构布置平面图
图 3 十字梁双向板方案平面示意图
方案四：等厚大板方案结构布置平面图
图 4 等厚大板方案平面示意图
方案五：加腋大板方案结构布置平面图
图 5 加腋大板方案平面示意图
3各方案配筋计算结果示意图
方案一：双次梁单向板方案板、梁配筋平面图
图 6a 双次梁单向板方案板配筋示意图
图 6b 双次梁单向板方案梁配筋示意图
方案二：单次梁单向板方案板、梁配筋平面图
图 7a 单次梁单向板方案板配筋示意图
图 7b 单次梁单向板方案梁配筋示意图
方案三：十字梁双向板方案板、梁配筋平面图
图 8a 十字梁双向板方案板配筋示意图
图 8b 十字梁双向板方案梁配筋示意图
方案四：大板方案板、梁配筋平面图
图 9a 大板方案板配筋示意图
图 9b 大板方案梁配筋示意图
方案五：加腋大板方案板、梁配筋平面图
由于SAFE无法输入变厚度板，故采用分段输入不同板厚来模拟变厚度板如下图所示
图 10a1 加腋大板方案Y向板顶配筋示意图
（SAFE板配筋计算结果）
图 10a2 加腋大板方案Y向板底配筋示意图
（SAFE板配筋计算结果）
图 10b1 加腋大板方案梁配筋示意图
(SATWE梁配筋计算结果)
图 10b2 加腋大板方案梁配筋示意图
（SAP2000梁配筋计算结果）
4各方案实配结构平面图
图 11 方案一双次梁单向板结构平面图
图 12 方案二单次梁单向板结构平面图
图 13 方案三十字梁双向板结构平面图
图 14 方案四等厚大板结构平面图
图 15 方案五加腋大板结构平面图
5各方案混凝土及含钢量统计
钢筋按上述配筋结果实配计算，其中梁筋统计中未考虑拉筋，以及纵筋搭接部分的增量和箍筋加密的钢筋用量。混凝土已考虑扣除重叠部分的用量。各方案统计结果如下表：
由上表可以看出地下室顶板采用方案一（双次梁单向板）和方案五（加腋大板）结构布置方案钢筋用量经济性最优。其中方案五较方案一在梁高方面有优势，对地下室净高改善效果明显。
6各方案结果分析
双次梁单向板方案，经济性最为明显，其受力明确，计算简单，非主受力方向梁高一致便于设备管线布置。但主梁梁高较大，影响地下室净高，且施工中模板量较大。
单次梁单向板方案，由于该工程覆土较厚，经济性差于第一方案。但对于覆土荷载小的项目可能经济性更好。
十字梁双向板方案，由于该工程地下室净高要求，主梁梁高仅取850mm高，故其经济性并不明显。若有条件加高主梁梁高，其梁钢筋用量能经一步减少，改善其经济性。
等厚大板方案，在各方案中经济性最差，故一般建议不采用。
加腋大板方案，经济性突出，尤其较等厚大板结构经济性最为明显，表明板四边加腋产生明显的空间拱壳效应，能够有效控制板面支座拉应力，这对于控制板面配筋及板面裂缝具有明显作用。由于其具有双向拱的拱壳空间结构，其受力性能优于平面构件，相对于十字梁结构，没有次梁产生的跨中集中荷载，其荷载传递更为均匀，有利于减小梁支座及跨中弯矩。而且加腋对梁的翼缘贡献突出，通过PKPM等效荷载导向，可以得到同SAP2000较为接近的结果，最终梁钢筋用量仅为等厚大板的一半。而且其梁高较各方案也能控制在最小，可减少土方开挖量，模板量小，施工便捷。但加腋大板计算需要借助SAFE及SAP2000等软件计算，故实际使用中分析工作量较大。还有加腋大板由于板根部加腋，导致梁刚度增大，若用在上部结构并不利于抗震中“强柱弱梁”原则，否则需要采取措施加强框柱。但在地下室顶板结构中可以采用。
7结论
通过上述对于地下室顶板各方案对比分析，采用加腋大板方案经济性比较突出，且其梁高最小，可减少土方开挖量。由于目前尚缺乏简洁准确的计算软件和充足有效的实验数据，但该结构受力合理，经济效益明显，具有很大的发展潜力。