某地下室底板结构设计
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某地下室底板结构设计
陈真
（广东博意建筑设计院有限公司,广东省佛山市528312）
摘要：本文通过对某常见的地下室底板结构型式进行分析，给出了底板厚度的计算方法，并给出了底板的配筋方法。关键词：底板；地下室；底板厚度；底板配筋
中图分类号：TU318+.2 文献标识码：A
1 工程概况
清远某单层车库（图1）总建筑面积977.8m2，属非人防车库，车库底板标高-4.800m，顶板标高-1.100m，顶板覆土800厚，地下水位标高-2.300m。地下室底板承受水浮力作用，水浮力在底板板面的荷载为25kN/m2。柱距大部分为8.1m×8.1m。底板混凝土强度为C30，钢筋强度选用HRB400。
图1 某车库底板平面图
2 确定底板厚度
底板厚度主要由抗冲切强度验算确定。本工程底板计算过程如下：
基础的尺寸为2.8m×2.8m，底板厚度初步取h=280mm。底板保护层厚度c=40mm，底板的有效高度h0=280-46=234mm，底板的最不利冲切面如图2所示，冲切面与底板板面的夹角为45o。水浮力在底板板面的荷载F浮=25kN/m2。
柱网为8.1m×8.1m，所以一个基础的最大受荷面积A=8.1×8.1=65.61m2，冲切破坏锥体范围的面积A’=2.8×2.8=7.84m2。
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010[1]图6.5.1中：
q=F浮-h×(25-10)
=25-0.28×(25-10)
=20.8kN/m2。
收稿日期：2016-04-27
作者简介：陈真(1983-)，男，硕士，E-mail：****************
最大受荷面积内柱所承受的轴向压力标准值为N=qA=20.8×65.61=1364.69kN。
局部荷载设计值
l
F：
kN
A
q
N
F
l
18
.
1622
)
84
.7
8.
20
69
.
1364
(
35
.1
)'
(
35
.1
=
⨯
-
⨯
=
⨯
-
⨯
=
计算截面的周长
m
u：
m
h
b
h
a
u
m
264
.
10
)
234
.0
8.2(
2
)
234
.0
8.2(
2
)
(
2
)
(
2
=
-
⨯
+
-
⨯
=
-
⨯
+
-
⨯
=
上式中，a为承台的长，b为承台的宽。
由《混凝土结构设计规范》GB50010-2010[1]式（6.5.1-2）及式（6.5.1-3）得：
1
2
2.1
4.0
2.1
4.0
1
=
+
=
+
=
s
β
η
728
.0
264
.
10
4
234
.0
40
5.0
4
5.00
2
=
⨯
⨯
+
=
+
=
m
s
u
h
α
η
所以728
.0
2
=
=η
η。
由《混凝土结构设计规范》GB50010-2010[1]式（6.5.1-1）得：
kN
F
kN
h
u
f
R
l
m
t
h
18
.
1622
20
.
1750
234
10264
728
.0
43
.1
1
7.0
7.0
=
>
=
⨯
⨯
⨯
⨯
⨯
=
=η
β
满足要求，故底板厚取280mm。
图2 底板冲切面示意图
3 底板软件计算方法
本工程地质良好，底板正向荷载直接传给地基，故本工程只计算水浮力作用下底板的配筋。
在PKPM 结构建模中，柱与柱之间建100×100的虚梁，挡土墙按剪力墙输入，生成楼板及输入荷载，因各板跨的水浮力同时存在，不会存在活荷载不利布置的情况，所以水浮力按恒载输入，活载取0。
进入PKPM 的SLABCAD 功能，楼板类型选用板柱单元，基础按柱帽输入，点取板带自动划分功能，自动划分板带时，柱上板带各取两边板宽的比例为0.25[2]。
计算结果如图3所示，本文只选取X 向柱上板带的结果进行分析。
图3 X 向柱上板带弯矩标准值
4 底板配筋
底板的配筋原则是按通长筋+附加筋形式配置，本工程通长筋按0.2%的配筋率配置，即通长筋为12@200，双层双向布置。 （1）强度计算：
按强度计算时，底板厚280mm ，底板配筋为12@200双层双向时，板底每米板带所能承受的弯矩标准值计算过程如下：
由《混凝土结构设计规范》GB50010-2010[1]
式（6.2.10-2）得：
mm
h x mm
b f A f x b
c s
y 21.121234518.022.1410003.14565
36001=⨯=<=⨯⨯==ξα 由《混凝土结构设计规范》GB50010-2010[1]
式（6.2.10-1）得：
m
kN x h bx f M c .19.4614.2/2)-(23414.2100014.3311)
5.0(01=⨯⨯⨯⨯=-=α 所以每米板带所能承受的弯矩标准值为M k =4
6.19/1.35=34.21kN.m/m 。
故按强度计算时，4050mm 宽的板底板带所能承受的弯矩标准值为4.05x34.12=138.19kN.m 。板顶环境类别为二类，保护层厚度取20mm ，同理算出板顶4050mm 宽的板带所能承受的弯矩标准值为150.78 kN.m 。
按上述方法，编制Excel 表格，算出附加各种钢筋直径下，4050mm 宽的板带按强度计算时所能承受的弯矩，如表1所示，表中“12+10”表示通长钢筋为12，附加筋为10，隔一放一，间隔为100mm 。
表1 强度计算时4050mm 宽板带所能承受的弯矩 通长筋+附加筋 12+0 12+10 12+12 12+14 板面弯矩Mk(kN.m) 150.78 250.37 292.86 342.02 板底弯矩Mk(kN.m)
138.56
229.67
268.43
313.19
（2）裂缝验算
本工程底板保护层厚度40mm>30mm ，在裂缝验算时，可取保护层厚度30mm 进行计算[3]。
底板厚280mm ，底板配筋为12@200双层双向时，在裂缝0.2mm 限值下，板底每米板带所能承受的弯矩标准值计算过程如下：
由《混凝土结构设计规范》GB50010-2010[1]
第7.1.2条得：
01.0,12==te eq mm d ρ
算裂缝时c s =30mm ，但算截面有效高度时，仍取h0=280-（40+6）=234mm 。
由《混凝土结构设计规范》GB50010-2010[1]
式（7.1.2-1）和式（7.1.2-2）得出：
2
max /86.24301.001.265.001.01208.0309.19.10522.01.1165.008.09.19.11.11mm
N E f d c E te tk t eq s s s =⎥⎥
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎢⎢⎣⎡⨯+
⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯=⎥⎥⎥⎥⎥
⎦⎤⎢⎢⎢⎢
⎢⎣⎡+
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ρρωσ由
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010[1]式（7.1.4-3）得：