大型地下车库顶板梁多种布置方案的经济性分析

范瑞华，周建正，潘扬

1.浙江省地下建筑设计研究院，浙江 杭州 310012

2.杭州华正建筑设计院有限公司，浙江 杭州 310012

1 工程概况

工程位于浙江省衢州市西区，是房产公司在衢州市开发区倾力打造的高档高层居住区。小区由16幢高层和小高层围合成两大中心庭院。小区所有车位全部由高层和中心庭院下的地下车库解决，地下车库总建筑面积达到3.3万多m2。地下车库顶板覆土为1.5m，覆土上布置有大型游泳池、园林建筑小品等大型景观设施以及小区道路、循环消防车道。

地下车库采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系，地下车库底板和顶板采用现浇梁板式钢筋混凝土楼盖。

2 地下车库顶板梁多种布置方案经济性比较的提出

在对地下车库结构进行优化设计时，考虑到该地库具有以下两个特点：1）所受荷载大：地下车库顶板覆土荷载为1.5x18=27kN·m2，地下室顶板施工期间荷载为5kN·m2，消防车荷载国家荷载规范要求不小于20kN·m2；2）地下车库总建筑面积大。我们对地下车库顶板梁，根据次梁布置方式提出了3种布置方案：井字形次梁布置方案、十字形次梁布置方案、无次梁的主梁布置方案。对以上3种方案，我们分别进行了分析比较计算。

3 计算模型

工程计算采用中国建筑科学研究院-PKPM CAD工程部开发的多层及高层建筑结构有限元分析SATWE(2008年5月版)；经济比较研究对象采用:开间5x8100mm和进深5x6600mm各五跨的标准轴网的中部框线区域，区域建筑面积：S=39x29.5=1150.m2，框架主梁截面主要有400mmX900mm，400mmX700mm；次梁350mmx650mm；井字形次梁布置方案、十字形次梁布置方案板厚均为200mm，无次梁的主梁布置方案板厚均为250mm；梁板钢筋均为二级钢。

3.1 各模型的计算结果分析

1）井字形次梁布置方案计算结果：

混凝土研究区建筑面积：39×29.5=1150.5m2

研究区混凝土总用量：502.2 m3

混凝土单位用量：502.2/1150.5=0.437 m3/m2

梁研究区建筑面积:16.2×12.4=200.88m2

研究区梁总配筋面积：108600 mm2

梁钢筋单位用量：108600/200.88=540 mm2/ m2

研究区板厚：200mm

研究区板配筋：10@150(As=4×524=2096 mm2/m2)

2） 十字形次梁布置方案：

混凝土研究区建筑面积: 39×29.5=1150.5m2

研究区混凝土总用量：475.4 m3

混凝土单位用量：475.4/1150.5=0.413 m3/m2

梁研究区建筑面积:16.2×12.4=200.88m2

研究区梁总配筋面积：109200 mm2

梁钢筋单位用量：109200/200.88=543mm2/m2

研究区板厚：200mm

研究区板配筋：12@150(As=754×4=3016 mm2/m2)

3）无次梁的主梁布置方案：

混凝土研究区建筑面积: 39×29.5=1150.5m2

研究区混凝土总用量：515.6 m3

混凝土单位用量：515.6/1150.5=0.448 m3/m2

梁研究区建筑面积:16.2x12.4=200.88m2

研究区梁总配筋面积：96200 mm2

梁钢筋单位用量：96200/200.88=479mm2/ m2

研究区板厚：250mm

研究区板配筋：

面筋18@150双向(As=2x1696=3392mm2/m2)

底筋12@150双向(As=2x754=1508mm2/m2)

3 各模型的计算结果汇总（见下表）

三种方案的计算经济结果

从上表可以看出，3种次梁布置方案在板钢筋用量上却呈现出明显的差异；由此也验证了板钢筋是控制含钢量的决定因素；无次梁的主梁布置方案比井字形次梁布置方案在单位建筑面积造价上整整高出了50%，十字形次梁布置方案比井字形次梁布置方案在单位建筑面积造价上高出了15%；

以上数据说明：次梁布置越少，板厚愈厚，板配筋愈多，经济性愈差；由此类推，对第4种布置方案：无梁楼盖布置方案，其经济性在理论上应是比无次梁的主梁布置方案更差，所以，我们就不在对其进行计算分析。

4 设计总结

井字形次梁布置方案比其它几种布置方案在造价上要经济许多。除此之外，井字形次梁布置方案更有利于消防喷淋管线的布设。井字形次梁布置方案形成的板为受力合理的小跨双向板，在防止板裂缝上更具优越性。因此，井字形次梁布置方案应为地下车库顶板梁优化结构设计时的最佳选择。