地下顶板施工时中板安全性分析

地下顶板施工时中板安全性分析

郑建

（绵阳市涪城区西南科技大学，四川绵阳621000）

摘要：本文主要针对地下建筑结构顶板施工时，既有中板的安全性评估。通过有限元计算中板内力，并根据内力计算该内力下既有中板的配筋情况，将其与实际配筋进行对比，从而确定工程安全性。

关键词：地下建筑；中板；施工安全

1.工程概况与评估依据

1.1建筑设计概况

本地下结构采用跨度为10m钢筋混凝土（C35混凝土，受力筋HRB400）现浇简支楼板。其中柱直径为0.9m，板厚0.4m，宽度约10m。中板承载力评估主要采用规范《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)。

2.板内力计算

2.1中板荷载确定方法

中板荷载主要来源于顶板施工的全部施工荷载及自重荷载。此外忽略施工时间效应（混凝土浇筑后将具有一定强度，且短期内强度将快速增加）及混凝土的内聚力和摩擦力对结构安全性的有利影响。

2.2有限元模型

根据模型设计方案，建立中板的计算分析模型，计算简图简如图1所示。其中，中板采用可受拉及受压的板单元模型。全桥共642个单元。在顶板过程中，中板采用非固结、非塑性铰的简支（弹性）梁连接方式，设计计算偏向于危险区。

图1中板计算简图

2.3计算结果

根据2.2节中建立的有限元模型，按照2.1节中的计算方法，计算的施工期间中板弯矩如下所示：中板两端承受弯矩较大，左侧最大弯矩可达453kN·m（上部受拉），右侧所受弯矩为370kN·m（上部受拉）；中间支承处所产生内力约为1495kN·m（上部受拉）；左侧板跨中弯矩约为110kN·m（下部受拉），右侧板跨中弯矩约为117kN·m（下部受拉）。

板的正截面受弯承载力计算：

表1板正截面配筋验算

计算结果表明，在截面A（板左端）、1（第一跨板中部）、2（第二跨板中部）、C（板右端）的计算配筋均小于实际配筋（设计配筋），且符合塑性内力重分布的原则，满足设计要求。截面B（中间支座）处计算配筋远高于实际配筋，不满足设计要求。

由于板的跨高比远小于梁，对于一般工业与民用建筑楼盖，仅混凝土就足以承担剪力，可不必进行斜截面受剪承载力计算。

3.结论及建议

由计算结果可知，板两端承受弯矩较大，左侧最大弯矩可达450kN·m（上部受拉），右侧所受弯矩为350kN·m（上部受拉）；中间支承处所产生内力约为1100kN·m（上部受拉）；左侧板跨中弯矩约为100kN·m（下部受拉），右侧板跨中弯矩约为90kN·m（下部受拉）。根据配筋验算可知，A、B支座及1、2号界面均能满足设计要求，且1、2号界面配筋有富余。

连续板中间支座处产生内力较大，不能满足设计要求。因此顶板建议施工期间对中间B支座进行局部加强。可通过增加负筋配筋率、扩大承台、下设支撑等方式实现。B支座加强区域如下图3阴影区所示（内力大于250kN·m区域考虑加强）。

图3B支座加强区域。

参考文献

[1]混凝土结构中册混凝土结构与砌体结构设计（第六版）李爱群等。ISBN978-7-112-18883-3.

作者简介：郑建（1998.04-），男，山东泰安人，本科，西南科技大学，土木工程。