土中汽车坡道计算和分析

土中汽车坡道计算和分析

傅凡云

苍南县设计研究院

摘要：结合某工程实例，简要分析了在全埋式土中汽车坡道侧壁受土压力和地下水侧压力，坡道顶板受土压力和地下水压力的作用下，土中汽车坡道的真实内力与简化假定坡道设计方法内力的区别，并采取了相应的设计措施，以供参考。

关键词：汽车坡道；内力

1 工程概况

地下室为一层停车库，其中全埋土中汽车坡道结构横剖面如图A-A所示。坡道四周被土包围，坡道侧壁、底板、顶板混凝土的强度等级为C35，坡道侧壁厚300mm，坡道底板厚400mm，坡道顶板厚300mm。本文土中汽车坡道做简化计算模型尺寸如图B-B所示。

本工程抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.01g，设计地震分组为第一组。框架结构抗震等级为二级。土的容重取18KN/m3，地下室设计水位按室外地面考虑，侧壁土压力按静止土压力考虑，水土荷载如图C-C所示，其中所示荷载均不包含结构板自重。

2 结构计算

第一种简化假定坡道设计方法，即对各构件进行单独的计算。1、坡道底板计算。用PKPM在筏板基础中计算，最后得到的板在基本组合下的弯矩设计值如下图。2、坡道侧壁计算。假定坡道底板是固定支座，坡道顶板是铰支座，用单独手算或者单独侧壁计算小软件的方法，最后得到的侧壁在基本组合下的弯矩设计值如下图。3、坡道顶板计算。用PKPM在楼板计算模块中计算，最后得到的板在基本组合下的弯矩设计值如下图。

第二种整体建模有限元计算分析，即在有限元软件中整体建模，再将荷载施加到整体模型中计算分析, 从而能有效直观地得到相应构件的内力。本项目以3D3S为例，最后得到的模型在基本组合下的弯矩设计值如下图。

3计算结果的对比与分析

以上述工程项目为例，通过以上两种的分析方法进行坡道计算内力的对比，其结果如下：

1、坡道顶板的对比。从上述对比图中可以看出，用SLABCAD计算的板内力和3D3S计算的板内力结果几乎相同。

2、坡道侧壁的对比。从上述对比图中可以看出，用单独手算或者单独侧壁计算小软件的方法算出来的坡道侧壁的内力与整体建模有限元计算分析的结果相差较大。主要是由于顶板和底板对坡道有嵌固作用，坡道顶板、底板的端弯矩对坡道侧壁的内力影响比较大。

3、坡道底板的对比。从上述对比图中可以看出，用PKPM筏板计算的坡道底板内力和3D3S计算的坡道底板内力结果有一些差别，但总体相差不大。主要是由于PKPM筏板计算中没有考虑坡道侧壁对筏板的嵌固作用和坡道端弯矩对坡道底板的内力影响。

4 结论和建议

地下室全埋式土中汽车坡道侧壁受土压力和地下水侧压力，坡道顶板受土压力和地下水压力的作用下，土中汽车坡道的真实内力与简化假定坡道设计方法的内力有一些差别。在使用简化假定坡道设计方法时，有以下建议：1、坡道顶板：可以直接使用SLABCAD计算的板内力用于配筋计算。2、坡道侧壁：用单独手算或者单独侧壁计算小软件的方法算出来的坡道侧壁的内力进行配筋时，将坡道顶板作为固定支座计算，并放大侧壁顶端和底端的配筋。3、坡道底板：用PKPM筏板计算的坡道底板内力偏小，适当放大筏板顶筋，并将侧壁外侧的竖向受力钢筋伸入筏板内1/4底板跨度的长度，避免坡道侧壁和底板的交接处节点的破坏。

遇到更复杂的坡道时，需要设计人员根据自己的知识经验，进行专门的有限元计算分析。本文讨论的两种方法也是现阶段应用比较广泛和准确的计算方法，可为结构工程师提供参考。

参考文献

[1] 混凝土结构设计规范(GB50010-2010)（2015年版） 中国建筑工业出版社

[2] 中国建筑科学研究院 PKPM工程部，satwe用户手册及技术条件

[3] 3D3S钢结构设计软件 V14 技术手册  上海同磊土木工程技术有限公司