地下室楼板结构设计优化
地下室楼板采用预应力平板的优点与缺点(2)
地下室楼板采用预应力平板的优点与缺点预应力结构技术广泛应用于公路铁路桥梁工程中，目前全国90%以上的公路铁路桥梁均采用了预应力技术，现在的铁路公路桥梁要么采用预应力钢筋混凝土结构要么采用钢结构。
预应力技术在房屋建筑工程中也得到了越来越广泛的应用。
但任何技术都有其优点也必然存在缺点。
（一）、采用预应力技术的优点1、减少梁高，增加地下室净空传统梁板结构梁高比较高，而预应力平板每层结构高度可以减少500~800mm。
2、减少基坑开挖深度，大幅减少基坑支护费用，减少地下室柱及剪力墙造价假如保持层净空不变，预应力平板结构每层可以减少基坑开挖深度500~800mm，节省土方开挖及基坑支护费用。
还可以节省地下室柱及剪力墙造价，也可以减少底板水压，从而减少底板厚度与配筋。
3、提高结构的抗裂性能普通梁板结构容易开裂，尤其是长度超过100米的结构，混凝土裂缝几乎是不可避免的。
而预应力结构在施加预应力后，会对结构会产生一个轴压应力，其值大约在10-18kg/cm2左右，预应力板要开裂，必须首先克服预压应力，在克服预压应力后，还要克服混凝土的抗拉强度才能开裂，所以预应力结构的抗裂性能优良，尤其适合解决超长结构的抗裂问题。
本工程地下室顶板若采用预应力平板结构，预应力筋在板中以抛物线布置，不但可以节省约40%的普通钢筋，而且还可以在板中产生一个很大的轴压力，可以大大提高顶板的抗裂性能。
4、节省普通钢筋用量现在预应力工程采用的预应力筋为高强低松弛1860MPa钢绞线，其设计强度是普通螺纹钢的4.4倍，预应力筋在梁板中采用抛物线布置，一条预应力筋在支座作面筋，到了跨中又作底筋，普通钢筋含量可以减少45-65%。
5、提高结构的安全性能预应力结构具有相当优越的弹性恢复性能，普通钢筋混凝土梁板如果由于外荷载过大产生裂缝，裂缝不会因为外荷载消失而闭合，如果是预应力梁板即使产生裂缝，一旦外荷载消失，裂缝可以闭合。
6、施工速度快预应力大板结构取消了梁，可以加快模板安装及梁钢筋绑扎。
地下室底板无梁楼盖的结构设计
地下室底板无梁楼盖的设计地下室在民用建筑中应用越来越广泛（特别是高层建筑），一般用作地下商场、停车场以及人防设施。
在多雨的广东地区，地下室底板经常承受水浮力作用，防水抗渗要求地下室底板板厚比较厚，板厚不少于250mm, 无梁楼盖是由楼板、柱和柱帽组成的板柱结构体系，楼面荷载直接由板传给柱及柱下基础。
无梁楼盖的特点是板厚比较厚，楼盖比较重，有利于提高结构的抗浮能力，在施工方面，采用无梁楼盖结构形式有省砖模、楼面钢筋绑扎方便，设备安装方便等优点，从而大大提高了施工速度。
因此，无梁楼盖在地下室底板的应用越来越广泛了，本文主要针对地下室底板无梁楼盖的设计，结合结构设计软件08版PKPM-SLABCAD，谈谈自己的一些设计心得。
一．由抗渗等级、设防水位、地下室侧壁壁厚初步定底板板厚1.由地下室的埋置深度确定防水混凝土的设计抗渗等级，根据《地下工程防水技术规程》第4.1.4条3.侧壁与底板（基础）连接，底板（基础）视为侧壁的固定支承时，底板（基础）的厚度必须大于池壁，可根据地基的土质情况取1.2～1.5倍侧壁厚度，并将底板（基础）外挑；当侧壁与底板板厚一样时，底板可视为侧壁的弹性支座，对于外墙为悬臂式挡土墙，一般都按底板为池壁的固定支承，故相应部份的底板板厚需为侧壁厚度的1.2～1.5倍。
工程实例：工程概况：某工程位于中山东区，一层地下室车库，室外地面标高-0.100m,地下室底板板面标高-3.300m,设防水位为-0.300m.楼梯间在首层±0.00m处无楼板，楼梯间外墙为悬臂构件。
暂定底板板厚300mm。
工程埋置深度H约为（-0.100）-（-3.3-0.300）＝3.5m,根据表4.1.4，底板的防水抗渗等级为P6；水头高度H1=(-0.300)-（-3.3-0.300）＝3.3m,根据表1，H1/t≤10,t≥330mm,暂取板厚t=350mm 楼梯间外墙的计算模型为一端固端一端由的悬臂构件，通过构件计算得楼梯间外墙的合理壁厚为350mm,故与楼梯间外墙相连的底板的板厚取1.2~1.5倍侧壁壁厚，由于该工程地基土质较好，故该部份底板板厚t取450mm.二．板面荷载计算1、底板强度挠度裂缝主要受两种荷载工况控制，向下力（自重、一般使用活荷载）控制和向上力（浮托力）控制两种主要工况。
地下室底板采用无梁楼盖设计时各常用设计软件的对比
地下室底板采用无梁楼盖设计时各常用设计软件的对比首先，ETABS是一种常用的结构分析和设计软件，主要用于建筑结构的静力和动力分析。
它具有用户友好的界面和多功能的分析和设计工具，可以进行不同类型结构的分析和设计，包括地下室底板的无梁楼盖设计。
ETABS可以通过输入结构的几何参数、荷载和边界条件等信息，在进行分析前自动生成楼盖模型。
在分析过程中，ETABS可以考虑不同的荷载情况和抗震要求，并进行静力和动力响应分析。
此外，ETABS还可以进行楼盖的设计，包括柱网设计、楼板设计和楼盖布置等。
它还提供了详细的设计报表和图纸，方便工程师进行设计审核和施工。
其次，SAP2000是结构分析和设计软件的另一种常用工具，也可以用于地下室底板的无梁楼盖设计。
SAP2000具有高效的计算引擎和强大的分析功能，可以进行复杂的结构分析和设计。
在进行地下室底板设计时，SAP2000可以考虑不同的加载条件和边界条件，并进行静力和动力分析。
通过输入结构的几何参数、荷载和材料参数等信息，SAP2000可以自动生成楼盖模型，并进行响应分析和设计。
与ETABS类似，SAP2000也提供了详细的设计报表和图纸，以便工程师进行设计审核和施工。
再次，ANSYS是一种广泛应用于工程分析和设计的有限元分析软件。
它具有强大的计算能力和灵活的建模功能，可以进行复杂结构的线性和非线性分析。
在地下室底板设计中，ANSYS可以通过构建详细的有限元模型，进行不同类型负荷作用下的静力和动力分析，并获取最大应力和形变等结果。
通过对得到的结果进行参数化和优化分析，可以得到满足设计要求的无梁楼盖结构。
虽然ANSYS的建模和分析过程相对复杂，但它能够提供更准确的分析结果和更灵活的设计方法。
最后，MIDAS是一种全面的结构分析和设计软件，可以用于各种类型结构的分析和设计。
MIDAS具有友好的用户界面和丰富的分析和设计功能，包括地下室底板的无梁楼盖设计。
在进行地下室底板设计时，MIDAS可以根据输入的结构参数和荷载信息，自动生成楼盖模型，并通过静力和动力分析来评估结构的性能。
人防地下室结构设计要点
人防地下室结构设计要点摘要：人防地下室结构设计涉及的相关规范及图集较多，随着通用规范的推出，明确了逐步用全文强制性工程建设规范取代现行标准中分散的强制性条文的改革任务，逐步形成由法律、行政法规、部门规章中的技术性规定与全文强制性工程建设法规构成“的技术法规”体系，本文论述了人防地下室结构设计要点，以期为结构工程师在符合战时及平时的功能要求的前提下设计成果做到安全、适用、经济、合理做出参考。
关键词：人防等效静荷载，人防配筋率，人防构件截面尺寸引言：人防区域的划分要正确、密闭，人防构件与主体结构构件位置重合时，应以大值（砼强度、截面、配筋、构造要求等）设计施工。
一、人防地下室结构设计概述1人防地下室结构设计特点：相较于普通地下室，人防地下室的结构要求更高，在设计中需要考虑的问题更多，要充分考虑人防地下室战时防范作用，同时也要考虑其在平时的应用。
人防地下室暴露于空气中的部分，在发生爆炸时会受到空气冲击波的作用，而埋入土中的部分则会受到土带来的压缩波的作用。
对于人防地下室的墙以及柱等结构来讲，不仅会受到自身以及上部建筑和土带来的荷载，而且还会承受上部结构爆炸动荷载作用。
在设计过程中需要充分考虑爆炸动荷载问题。
孔口防护设计以及主体结构设计是人防地下室结构设计应关注的重点。
在人防地下室结构设计过程中，通常需要应用等效静荷载法进行动力分析，并且在为了保障计算结果的精确性，需要将整个结构进行拆分，拆分成单个构件进行计算。
如果人防地下室存在地面建筑，则需将其作为人防地下室结构的一部分来考虑，既要保证地上建筑战时的抗力要求，也要保证地面建筑结构能够满足平时的使用要求，以便提升地上建筑的使用率。
因此在设计时需要采用平战兼顾的方法，使其能够同时满足平时与战时的应用需求。
但是由于地面建筑在平时使用与战时使用过程中的要求存在较大的差异，因此在设计时应确保地面建筑能够进行功能转换。
除此之外，在人防地下室结构设计过程中应做好各部件的协调，保证设计标准的一致性。
关于人防地下室变形缝的结构设计
关于人防地下室变形缝的结构设计
人防地下室是用于防空防灾的一种建筑物，其变形缝的结构设计对于地下室的稳定性和安全性至关重要。
下面将详细介绍人防地下室变形缝的结构设计要点。
首先，人防地下室变形缝的长度应根据地下室的面积、结构形式和地质条件等因素来确定。
一般情况下，变形缝的长度不宜超过地下室的宽度的1/8，以保证地下室在地震等外力作用下能够正常变形。
其次，变形缝的宽度也是需要合理设计的。
一般来说，变形缝的宽度应为地下室的墙体、楼板和地板的变形缝的总宽度之和的2倍，以确保变形缝有足够的空间来吸收地下室的变形。
另外，变形缝的位置也需要仔细考虑。
一般情况下，变形缝应位于不同功能区域的交界处，如地下室的墙体、楼板和地板的交界处，以便于各个部分的相对运动。
在变形缝的结构设计中，还需要考虑缝隙的密封问题。
为防止水、空气等的渗透和漏出，变形缝应设置防水密封材料，并且密封材料应足够柔韧，能够承受地下室的变形而不发生破裂和漏水。
此外，为了进一步增强变形缝的稳定性和安全性，可以采用加强钢筋的措施。
在变形缝处添加钢筋，能够有效地增强地下室的抗震能力，并且能够在地震发生时吸收能量，减少地下室的变形和破坏。
最后，变形缝的设计还应考虑到施工的便利性。
为了方便施工人员对变形缝进行施工和检查，应确保变形缝的位置不受其他构件的干扰，并且有足够的操作空间。
综上所述，人防地下室变形缝的结构设计涉及到长度、宽度、位置、密封、加强等多个因素，需要综合考虑地下室的功能和要求，并且要符合相关的建筑设计标准和规范。
只有合理设计和施工的变形缝才能确保地下室的稳定性和安全性。
地下室设计要点
地下室总结一、嵌固端选取根据不同的结构形式,地质情况,嵌固端的选取主要有：1、一般情况下以地下室顶板作为嵌固端,需要满足：抗规：结构地上一层的侧向刚度,不宜大于相关范围地下一层侧向刚度的倍；高规：结构底部嵌固层,侧向刚度比不宜小于；高规：当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时,地下一层与首层侧向刚度比不宜小于2当地下室顶板不能作为上部结构的嵌固端时,嵌固端下移,满足高规条,此时地下室顶板仍宜按嵌固部位要求设计,楼板厚度不宜小于150mm;2、单层地下室的多高层建筑,采用天然地基、桩-筏基础时,通常采用基础底板作为嵌固端,充分发挥底板的无线刚度；3、只有地下室才具备对上部结构嵌固的基本条件;上部其他楼层,即便满足刚度比要求也不能成为其上部结构的嵌固端,只能作为刚度突变楼层考虑如大底盘、多塔楼裙房顶4、地下室顶板作为嵌固端时,地下室顶板与室外地面的高差小于地下室层高的1/3,且不大于;注：地下室顶板不能作为上部结构嵌固端部位时,嵌固端下移;此时应考虑地下室实际存在的嵌固作用,对地下室顶板仍宜按嵌固部位楼层要求设计,其楼板厚度不宜小于160mm; 二、地下室外墙1、地下室外墙计算简化模型地下室外墙工程做法：地下室底板与地下室外墙的连接为固接,楼板与地下室外墙的连接为铰接,沿竖向取1m宽的外墙按单、双多跨来计算地下室外墙的弯矩;实用工具：小虎工具箱、理正注：1当地下室顶板与墙身厚度接近时,可采用两端固接计算简图计算；2地下室外墙相连的柱或墙刚度较大,且外墙板长高比小于2时,可按双向板设计；3建筑尽量不要用重力式挡土墙;2、参数选取1土质情况：根据实际选取,粘性土：18KN/m3；水容重：m32主动土侧压力系数：一般取；可根据地勘报告计算K0=1-sinφφ为土的有效内摩擦角3外墙尺寸：一层地下室：250-400mm；二层地下室：400-500；4混凝土强度：一般为C25-C353、配筋要求竖向和水平分布钢筋应双层双向布置,间距不宜大于150mm,配筋率不宜小于%高规三、地下室底板设计标准规定：地下室底板结构体系应由设计单位提供两个或以上方案综合比选,初步设计时可按下列原则选用：A、当建筑场地、地下水位、地下室底板标高和室外地坪标高等因素和条件适当时,地下室可不设结构底板,室内仅设置建筑地面;不设地下室结构底板的建筑,应采取设置地下盲沟管等有效的排水措施,确保地下室室内的正常使用;B、设置地下室底板时,在仅考虑地下水浮力的情况下,当水头小于时,地下室底板优先选用板式结构体系；当水头大于时,地下室底板优先选用梁板结构体系;1、整体抗浮底板设计1计算公式地基基础规范：G k/G G,G≥G G；G G一般取注：1G k为建筑物自重及压重之和,不包括活荷载和后砌隔墙荷载；结构自重应取材料容重较小值；2水头高度的计算,无论抗浮的设计水位的标高是否高于地下室顶板,计算时最高取至地下室顶板标高3地下室顶板的覆土容重,位于地下室水位以下,取浮容重,位于地下水位以上根据压实程度取16-18;2处理方式1对非岩石地基如粉质粘土、粉土、中粗砂等易开挖的地基,首选地下室底板压重方案；造价低2对岩石地基等开挖难度较大的地基,优选地下室顶板压重的方案多层地下室同理;造价高2、局部抗浮底板设计1计算方法1荷载确定：浮力-底板及其上部恒载其中,浮力的分项系数取；自重分项系数取2防水板采用防水板形式,厚度约250-400mm,防水板不考虑地基沉降对板变形的影响,仅承受水浮力以及上部的荷载;设计方法：可在盈建科软件进行防水板的设计;3筏板如果采用筏基,筏板需要进行抗浮设计,满足承载力等要求外,还需满足抗浮要求;四、地下室顶板1、顶板选型1若地下室顶板作为结构嵌固端：一般上部有塔楼1作为上不结构嵌固部位的地下室楼盖的混凝土强度等级不宜低于C30高规；2普通地下室顶板厚度不宜小于160mm；作为上部嵌固端部位的地下室楼层的顶板应采用梁板结构,楼板厚度不宜小于180mm,应采用双层双向配筋,且每层每个方向的配筋率不宜小于%；高规3地下室顶板作为上部结构嵌固部位时,地下一层与首层侧向刚度比不宜小于2；高规4地下室顶板对应于地上框架柱的梁柱节点设计要求高规5地下室与上部对应的剪力墙墙肢端部边缘构件的纵向钢筋截面面积不应小于地上一层对应的剪力墙墙肢边缘构件的纵向钢筋截面面积;2地下室顶板不作为结构嵌固端：上部没有塔楼顶板覆土厚度一般控制在～,局部可堆高至～,堆高点宜选在柱上并向四周放坡,顶板荷载应按景观要求分块计算;当堆高面积过大时,可采用地垄墙形式降低荷载；2、顶板荷载选取恒载主要是覆土厚度,按实际情况,覆土容重按实际18KN/m3正常使用活荷载m2考虑景观,一般可以取m2,如有人防要求,核6级甲类防空地下室人防荷载取m2;消防车道：单向板楼盖板跨不小于2m或双向板楼盖板跨不小于3m：35kN/m2；双向板楼盖板跨不小于6m6m或无梁楼盖柱网不小于6m6m：20KN/m2;折减系数荷载规范楼面梁：第8项对单向板楼盖的次梁和槽形板的纵勒应取,对单向板楼盖的主梁应取,对双向板楼盖的梁应取.墙、柱和基础：第8项的客车吗,对单向板楼盖应取,对双向板楼盖和无梁楼盖应取.注：消防荷载参考附录B进行折减;2、筑博选型对比可行的平面布置方案有：1、单向板方案；2、加腋大板主梁方案；3、井字梁方案；4、无梁楼板方案；5、十字梁方案,具体如下：1单向板方案平面布置及梁、板配筋结果如下：2加腋大板主梁方案平面布置及梁、板配筋结果如下：3井字梁方案平面布置及梁、板配筋结果如下：4十字梁方案平面布置及板配筋结果如下：梁加腋详图同方案一5无梁楼板方案平面布置及梁、板配筋结果如下：根据以上各方案,对其钢筋、混凝土和模型用量进行统计,综合比较如下：采用无梁楼盖方案,如能降低地下室层高米,每平米可以额外节约造价81元;由以上统计可知,无梁楼盖方案在综合造价方面有较大优势,故建议地下室顶板采用无梁楼盖方案;五、无梁楼盖设计1、暗梁：暗梁宽度取柱宽及两侧各倍板厚之和高规2、柱帽：柱托板的长度和厚度应按计算确定,且每方向长度不宜小于板跨度的1/6,其厚度不宜小于板厚度的1/4;7度时宜采用柱托板,8度时应采用有柱托板,此时托板每方向长度尚不宜小于同方向柱截面宽度和4倍板厚之和;3、双向无梁板厚度与长跨之比4、设计要点1无梁楼板的建模：PMCAD虚梁+弹性板6；PMCAD等代扁梁+不需输入弹性板6六、盈建科参数1、地下室信息。
关于地下室无梁楼盖结构设计的思考
关于地下室无梁楼盖结构设计的思考摘要：本文简述了无梁楼盖的优缺点、设计方法、两种建模方式的特点差异及实际工程中产生的问题，分析影响地下室无梁楼盖安全性的相关因素，思考如何在设计工作中对无梁楼盖的质量安全进行把控。
关键词：无梁楼盖；设计方法；质量安全；板柱节点；不平衡弯矩引言近几年地下室顶板无梁楼盖结构事故多发，住建部于2018年2月下发《关于加强地下室无梁楼盖工程质量安全管理的通知》。
作为结构设计师，如何理解并掌握地下室无梁楼盖结构的设计方法，如何合理加强薄弱部位，如何对施工提出安全保障措施，对实现工程质量安全有重要意义。
一、无梁楼盖结构体系的优缺点无梁楼盖是一种不设梁，楼板直接支承在柱上的楼盖形式，一般采用板柱-剪力墙结构体系或板柱结构体系（常用于地下车库）。
无梁楼盖与传统的梁板结构相比，具有板底平整美观，结构高度小，可有效降低建筑层高；无梁楼盖的层高优势还可以在结构抗浮、土方开挖、基坑支护、降水等方面带来经济优势；在施工方面，无梁楼盖具有施工支模简单，楼面钢筋绑扎方便，从而大大提高施工速度的优点。
但是无梁楼盖也有其自身的缺点：由于取消了肋梁，使无梁楼盖结构体系的抗弯刚度减小、挠度增大，柱子周边的剪应力高度集中，可能会引起局部板的冲切破坏；无梁楼盖对不均匀荷载极为敏感，抗连续倒塌能力弱，施工时必须严格控制施工荷载；无梁楼盖结构一般设剪力墙（板柱-剪力墙结构）来增加侧向刚度，提高抗震性能，相比有梁的框架-剪力墙结构，板柱-剪力墙结构抗震性能较差。
设防烈度为8度（0.30g）时，不宜采用板柱-剪力墙结构。
设防烈度为9度时，不应采用板柱-剪力墙结构。
规范对板柱-剪力墙结构房屋适宜的最大高度有严格规定：设防烈度6度时为80m，设防烈度7度时为70m，设防烈度8度（0.20g）时为55m，设防烈度8度（0.30g）时为40m。
二、无梁楼盖的设计方法及建模计算根据《高层建筑混凝土结构技术规程》，无梁楼盖计算时应考虑板的面外刚度影响，其面外刚度可按有限元方法计算或近似将柱上板带等效为框架梁计算，即有限元法和等代框架法。
地下室顶板设计考虑弹性板6的探讨
地下室顶板设计考虑弹性板6的探讨摘要：随着建筑行业的不断发展，越来越多的项目带有地下室，而地下室作为工程的重要组成部分，从设计到施工都受到非常高的重视。
目前设计市场的竞争也在不断加大，地下室开发成本对于整个项目而言所占比例较大，开发商为了节约成本对含钢量等各项指标进行量化，设计院在项目设计过程中不断被优化，尽可能的节省钢筋以保证含钢量。
地下室顶板设计时考虑弹性板6对梁配筋结果影响很大，本文通过两种软件计算，对比分析在设计时是否考虑弹性板6得到的结果差异并提出设计建议。
关键词：地下室顶板；弹性板6；刚性楼板目前很多项目地下室面积越来越大，顶板覆土为配合园林、设备等专业要求也越来越厚，大部分地下室顶板还需要考虑人防荷载和消防车荷载，顶板上荷载很大，加之施工过程中存在的一些不规范操作、为赶工期构件混凝土强度等级未达到要求、大型施工机械碾压以及覆土堆积超载等因素，当下关于地下室的工程事故时有发生。
地下室顶板在设计时采用不同的设计软件，选用不同的设计参数得到的计算结果会产生较大的差别。
如何确保工程在各种不利工况下安全可靠，这就使得地下室在设计时设计软件及计算参数的选择对设计结果的合理性及工程安全度取到决定性的作用。
本文根据某实际工程采用PKPM和YJK两种软件对比分析在地下室顶板计算时是否考虑弹性板6引起的计算结果差异，为地下室顶板、梁设计提供一定的参考。
一、项目概况本工程为一层地下室，建筑面积约36000平，地下室顶板覆土1.5m厚，顶板厚度为250mm，顶板覆土按20KN/m3考虑，覆土荷载取30KN/m2，顶板活荷载取5KN/m2（施工荷载不与覆土荷载同时考虑），主要柱网尺寸为8100x8100，柱截面尺寸为600x600，顶板采用十字梁结构，主梁截面为500x800，次梁截面为300x700，梁、板、柱混凝土强度均为C35，钢筋均采用HRB400，现取5跨标准跨进行计算。
二、计算对比采用PKPM和YJK两种软件针对设计计算时采用刚性楼板假定和弹性板6假定分别计算，梁刚度放大系数均按2010规范取值，其余设计参数均相同，提取相应的计算结果对比分析：1、PKPM计算结果：PKPM刚性楼板计算结果 PKPM弹性板6计算结果取中间跨主、次梁计算结果进行对比，主梁在考虑弹性板6相比刚性楼板假定情况下支座负筋减小12.1%，底筋减小32.4%，加密区箍筋增大20%；次梁在考虑弹性板6相比刚性楼板假定情况下支座负筋减小41%，底筋减小18.8%，加密区箍筋减小50%；从PKPM计算结果可看出地下室顶板梁在是否考虑弹性板6假定计算得到的结果相差很大。
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地下室楼板结构设计优化
发表时间：2020-04-09T01:11:10.949Z 来源：《防护工程》2020年1期作者：杨泳芳[导读] 其中楼板结构对地下室经济性影响较大，为了实现技术与经济的统一，本文结合案例对地下室楼板结构设计优化进行了分析。
肇庆市端州建筑设计院有限公司广东省肇庆市 526000
摘要：随着地下空间的广泛应用，地下室结构占整个项目的比重越来越大，其中楼板结构对地下室经济性影响较大，为了实现技术与经济的统一，本文结合案例对地下室楼板结构设计优化进行了分析。
关键词：地下室；楼板结构；设计优化
为了提高城市土地利用率，建筑向上、下两个方向拓展，一方面高层建筑越建越多，另一方面地下空间也得到更充分利用[1]。
地下室是利用地下空间的主要形式之一，楼板结构是影响工程造价和效益的重要因素，其材料用量占整个结构比例很高[2]，而且楼板设计也是地下室结构设计的难点[3]。
因此，本文对地下室楼板结构设计优化进行了探讨。
1 地下室楼板结构形式与设计优化
1.1 地下室楼板结构形式
地下室楼板结构主要包括有梁楼盖、无梁楼盖、空心楼盖等形式。
有梁楼盖也称为梁板式楼盖，这种形式在相互垂直的两个方向设置梁，并且梁有主次之分，适合跨度和开间较大的房间，也是最常见的一种形式，按照梁系布置还可细分为井字梁楼盖、十字梁楼盖、主次梁楼盖、主梁大板楼盖、主梁加腋大板楼盖等形式。
无梁楼盖是一种不设梁的楼盖形式，混凝土板直接支承在柱上，适合非抗震设防区对净空有一定要求的场合。
空心楼盖是由双向密肋梁和薄板构成的楼盖体系，中间空腔由轻质材料芯模填充，这种形式的楼盖看不到明梁，与无梁楼盖一样具有较好的视觉效果，且还具有较好的隔声效果。
1.2 地下室楼板结构设计优化的意义
地下室楼板结构采用大量的混凝土和钢筋，对整个工程项目的经济性有重要影响，设计是决定工程投资控制的关键环节，设计合理性对工程造价有决定性作用。
由于地下室楼板结构形式多，哪种效果最好并没有定论，这就为楼板结构选型及各类型楼板结构的参数选择提供很大空间。
如果设计人员只关注技术性，地下室楼板结构设计必然偏于保守和浪费，导致工程项目经济性能较差；但如果设计人员偏重经济性，又可能使技术指标不符合规范要求，导致工程项目存在安全隐忧。
优化设计的目的就是通过合理分析地下室楼板结构因素，选择最适合工程项目的结构形式和合理参数，达到技术性与经济性的对立统一，使工程项目取得较好经济效益和社会效益。
2 地下室楼板结构设计优化技术
2.1项目背景
案例项目为高层住宅小区地下室，抗震设防烈度为6度，主楼抗震等级为三级，地下室抗震等级为四级。
地下室共2层，层高为3.9m，柱网尺寸为8.4 m×8.4m。
C30混凝土柱，截面尺寸为600mm×600mm。
顶板作为上部结构嵌固端，覆土厚度1.2m，活载取4kN/m2。
2.2地下室楼板设计优化
2.2.1顶板结构设计优化
根据项目情况，地下室楼板提出井字梁结构、十字梁结构、主次梁结构、主梁大板结构4个方案，其中板厚按规范均取180mm，恒载取1.5kN/m2（不考虑自重），主梁截面均取300mm×700mm，次梁截面均取250mm×500mm（主梁大板结构除外）。
经软件计算钢筋用量，井字梁结构梁配筋14.4kg/m2，板配筋15.2kg/m2，钢筋总用量为29.6kg/m2；十字梁结构梁配筋12.5kg/m2，板配筋15.2kg/m2，钢筋总用量为27.7kg/m2；主次梁结构梁配筋13.2kg/m2，板配筋15.2kg/m2，钢筋总用量为28.4kg/m2；主梁大板结构梁配筋6.4kg/m2，板配筋15.2kg/m2，钢筋总用量为25.9kg/m2。
混凝土用量，井字梁结构0.272m3/m2，十字梁结构0.252m3/m2，主次梁结构0.252m3/m2，主梁大板结构0.233m3/m2。
因实际工程用筋量比软件计算大，故需对数据进行修正。
按一跨来计算，井字梁结构用筋量为1929.6kg，十字梁结构用筋量为1867.2kg，主次梁结构用筋量为1981.3kg，主梁大板结构用筋量为1865.2kg。
混凝土用量，井字梁结构27.31m3，十字梁结构21.01m3，主次梁结构21.01m3，主梁大板结构18.91m3。
设定单价，C30混凝土为1250元/m3，钢筋为6500元/t，各方案造价如下：井字梁结构46680元，十字梁结构38399元，主次梁结构39141元，主梁大板结构35761元。
为比较各方案的承载能力和耐久性，计算各方案楼板结构的裂缝和挠度。
裂缝宽度，井字梁结构0.003mm～0.013mm，十字梁结构
0.007mm～0.029mm，主次梁结构0.002mm～0.008mm，主梁大板结构0.024mm～0.158mm。
挠度值，井字梁结构0.297mm，十字梁结构
1.505mm，主次梁结构0.611mm，主梁大板结构21.2mm。
可见，主梁大板结构用料最省，造价最低，而井字梁结构用料最多，造价最高；但从裂缝和挠度来看，井字梁结构最小，而主梁大板结构最大，但仍满足规范要求（32.4mm），因此主梁大板结构经济性最佳，井字梁结构舒适性最优。
2.2.2负一层楼板结构设计优化
因为地下室负一层楼板不采用井字梁结构，提出无梁楼盖结构、十字梁结构、主次梁结构、主梁大板结构4个方案，板厚分别取250mm、120mm、120mm、200mm，活载分别取2.5kN/m2、4kN/m2、4kN/m2、2.5kN/m2，恒载均取2kN/m2（不考虑自重），主梁截面均取300mm×700mm（无梁楼盖结构除外），次梁截面均取250mm×500mm（无梁楼盖结构和主梁大板结构除外）。
实际工程修正后的一跨钢筋用量计算，无梁楼盖结构1852.6kg，十字梁结构1445.2kg，主次梁结构1440.3kg，主梁大板结构1261.4kg。
混凝土用量，无梁楼盖结构
17.64m3，十字梁结构14.098m3，主次梁结构13.6m3，主梁大板结构17.628m3。
各方案造价情况，无梁楼盖结构34092元，十字梁结构27016元，主次梁结构26355元，主梁大板结构30128元。
仍以裂缝和挠度评价各方案承载能力和耐久性。
裂缝宽度，无梁楼盖结构为0.041mm～0.122mm，十字梁结构为0.022mm～0.103mm，主次梁结构为0.022mm～0.039mm，主梁大板结构为0.128～0.153mm。
挠度值，无梁楼盖结构为16.036mm，十字梁结构为4.561mm，主次梁结构为1.847mm，主梁大板结构为21.232mm。
可见，地下室负一层楼板最经济方案是主次梁结构，最不经济方案是无梁楼盖结构。
从裂缝和挠度来看，主次梁结构最小，主梁大板结构最大，但也未超过规范限值（32.4mm）。
通过顶板和负一层楼板不同方案比较来看，最经济的方案并不一致，提示应针对不同部位进行优化，不可惯用某一种方案就一直坚持该方案。
3 结语
目前，地下室楼板结构日益多样化，这也为设计人员的选择增加了难度，为此应尽量多提出几种方案，通过对比分析选择最优方案。
本文通过案例分析发现，地下室顶板和负一层楼板最经济方案不同，提示设计人员不可“墨守成规”，应当根据项目实际情况进行设计优化。
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