C.3 垫层厚度计算

    承载力计算方法的基本条件是：

        1)混凝土地面板为等厚度的无限大板。

        2)地基为弹性地基，符合Winkler假说。

        3)作用荷载为在小圆面积上均匀分布的“集中”荷载，且只考虑柔性压盘的作用。

        4)计算模型是建立在明确板内横推力或称薄膜力概念的基础上的。这个横推力的数值随着板内裂缝的开展、变形的增大而增大，从而大大减缓了板内裂缝的扩展速度，提高了板的承载能力。

    但在通常设计中，并不需要直接引用这些条件，而可根据本附录给出的板厚计算公式进行板厚计算。该计算式在不同程度上做了简化处理。

    (2)承载能力极限状态。在荷载不大的情况下，板底部就易发生辐射形径向裂缝，随着荷载的增大，这些辐射形裂缝不断向外发展，板中央底部部分单元同样发生环向开裂，致使这部分单元成了双向开裂单元。在进一步加载过程中，半径为某一定值处板面初次发生环形裂缝（注意，此处板面存在着即将出现环形裂缝时的状态），进而板底辐射形径向裂缝继续向外发展，板面环形裂缝向下发展，直至板底径向裂缝发展到板面环形裂缝处。此时，板中央产生较大沉降，以致环形裂缝已近裂通，板中沉降大幅度增加，板已不能继续承载。本规范选定的极限状态是指板面即将出现环形裂缝时的状态。

    无论是计算结果，还是试验现象都表明，在圆形集中荷载作用下的地面混凝土大板，荷载处板底首先发生径向裂缝，当板面环向产生初裂缝时，板面初裂荷载总比板底初裂荷载高出3倍以上。而沉降量前者要比后者高出四倍以上。同时，说明裂缝的增长比荷载增长缓慢得多，而且离板最终丧失承载能力（破坏）还十分遥远，大约是板底初裂荷载的8倍多。

    (3)正常使用极限状态。本规范考虑到计算荷载比较明确、单一，故只考虑荷载的短期效应组合。

    地面板按裂缝控制一级进行验算，从严格的意义上说，即要求板面受拉边缘混凝土应力在荷载短期效应组合下，不出现拉应力（零应力或压应力），也就是说，构件是处于减压状态。但是，地面板的情况有所不同。在荷载作用下，板截面上正应力沿径向的分布表明，拉应力很小，正应力较大，压应力的合力也较大，且由于水平推力的产生，压应力与拉应力的合力不平衡，而使地面板处于压弯或偏心受压状态。板面径向应力是由板中央的压应力逐渐变小，而转为拉应力，而环裂处拉应力的增长相当缓慢。在这种条件下，板面出现开裂的概率也就很小了。

    为在使用阶段抗裂验算与板厚计算方式相呼应，故在抗裂验算中也采用控制板厚的计算表达式。

    混凝土强度理论的研究表明，在平面应力状态下，压应力对开裂时的抗拉强度有影响，且与混凝土强度等级有关。当压应力较大时，将使开裂时的主拉应力值小于ft。虽在一般工程中尚不致使主拉应力的限值产生较大的降低，但在混凝土地面板中，如前所述，主拉应力的增长却十分缓慢，对控制环裂十分有利。在一般情况下，满足承载力极限状态设计的板厚，大体上能满足正常使用的极限状态。只有荷载支承面很大，混凝土强度等级较低或地基强度较高时，才需进行抗裂后验算。这个条件是：当量圆半径与混凝土垫层的相对刚度半径之比不小于0.80时。考虑到混凝土是非线性材料，在不配筋时，适当考虑塑性影响，以及参照有关试验结果，本规范才给出了以验算板厚为基础的简化公式。当然本规范不排斥并主张采用更合理的方法进行验算。

    根据地面板产生裂缝的调查分析，如按原规范缩缝为平头缝构造进行设计施工，一般情况下是不会发生板面开裂的。所见裂缝，多数由地基不均匀沉降引起。部分处于板角裂缝者，主要原因在于分仓缝没有按平头缝构造处理，而类似沉降缝又未按沉降缝进行局部加强，从而形成自由边角。所以，执行本规范时，务请注意计算公式所适用的边界条件，施工单位也应密切配合。

    (4)地面板受冲切破坏虽不多见，修补也并不费事，但应事先予以避免，为此本规范作出抗冲切验算规定及依据的条件。

    此外，冲击荷载和多次重复荷载作用下的设计，主要表现在面层材料的强度和抗冲击韧性，是否满足使用要求，对板厚及裂缝产生的影响如何尚缺乏经验。