梁板式与筏板式底板经济比较

2014-07-17戴向荣

山西建筑 2014年14期

戴向荣

(广东中山建设监理咨询有限公司，广东中山 528400)

在当前我国经济不断发展的大环境下，以最少的投资产生最大的经济效益是绝大多数建筑工程投资者的必然追求，如何在保证结构安全的前提下，节约工程建设造价，一直是广大工程技术人员不断努力的目标。建筑工程造价控制与诸多因素相关，虽然其实际投资主要发生在施工阶段，但节约投资的可能性却主要发生在施工以前的阶段，尤其是设计阶段，设计阶段是投资控制最主动有效的环节。

筏板式底板结构体系简单，传力途径短捷，较之传统的梁板结构体系具有整体性好、建筑效果好，充分利用地下车库空间，可有效地降低地下层高等优点。在施工时具有节约模板、支模简单、板面钢筋绑扎方便、设备安装方便等特点，从而缩短施工工期。筏板式底板已作为一种常见的底板形式广泛应用于地下车库中，其经济性也成为工程师所关注的问题，为论证其经济性，本文通过一工程实例对比分析梁板式与筏板式底板的经济性。

1 梁板式与筏板式底板的特点

梁板式底板施工时，梁需要做砖模，土方开挖量大，施工工序多，且防水难以处理。筏板式底板是现代建筑的一种结构形式，它的特点是没有梁系，板面荷载由板直接传递给柱。筏板式底板的优点为:便于布置管线和施工，有效减少土方开挖量;在施工方面，具有施工支模简单、节约模板，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。但筏板底板需要用到较厚的楼板以抵抗竖向构件产生的冲切力［1］。

梁板式底板可以认为框架柱、框架梁间可以直接传递弯矩、剪力和轴力。而筏板式底板则假定是由柱上板带和柱形成“等代框架”，当柱作为等代框架的情况下，其宽度大大超过柱宽，受力状态较为复杂［2］。筏板式底板受力原理为:有一部分楼面荷载(大体相应于柱宽的那部分荷载)产生的弯矩可以通过板直接传给柱，而其余部分都可通过扭矩进行传递:这时可以假设柱两侧与柱等宽的板为扭臂。柱宽以外的那部分荷载使扭臂受扭。扭臂又将这些扭矩传递给柱，使柱受弯矩，最终全部的荷载由柱传给基础［3］。

2 工程实例

2.1 工程概况

来安4号车库总建筑面积20 595.5 m2(如图1所示)，属非人防范围，车库底板标高－4.800 m，顶板标高－1.100 m，顶板覆土800厚，地下水位标高－1.100 m。地下室底板承受水浮力作用，水浮力的荷载约为41 kN/m2。柱距为8 m×6 m。

图1 来安4号车库平面图

2.2 梁板式底板结构

采用大板结构，结构布置见图2。根据地下室抗浮水位进行试算，因跨度及荷载较大，考虑底板的裂缝控制，混凝土强度等级为C30，底板厚度取350 mm，x向梁截面为400 mm×1 000 mm，y向梁截面300 mm×900 mm。

2.3 筏板式底板结构

因本工程地下室柱距比较均匀，且纵横两个方向跨度适中，可考虑采用筏板设计方法，利用柱下四桩承台作为柱帽，借鉴板柱体系常用的等代框架的思路，对地下室底板划分成柱上板带和跨中板带进行有限元分析，以计算板带的内力和配筋。筏板式底板结构的平面布置图见图3，板厚为400 mm。

2.4 结果分析

梁板式底板按普通框架结构在PKPM中进行计算，梁的配筋在SATWE中进行分析，板的配筋在PMCAD中进行分析。

筏板式底板板带划分及建模在PMCAD中进行，在SLABCAD中进行分析。

以上的计算结果均以最大裂缝0.2 mm控制进行配筋，计算结果见图2，图3。

为了较快地进行比较，且不失一般性，取跨中8 m×6 m的板跨进行经济对比分析，计算的过程中，扣除承台的混凝土及钢用量，梁板式底板梁的混凝土用量及钢用量取一半，分析结果见表1。

从表1中可看出，与梁板式底板相比，筏板式底板的混凝土用量略高，相差0.59%;筏板式底板的钢用量比梁板式底板的少，相差38%。按当地的造价，梁板式底板混凝土用量17.04 m3，所需费用约 8 085.14 元;钢用量 0.278 m3等于 2.188 t，所需费用约12 952.96元。筏板式底板混凝土用量17.14 m3，所需费用约8 132.59 元;钢用量0.173 m3等于1.357 t，所需费用约8 033.44 元。该板跨单从混凝土和用钢量上比较，使用筏板式底板可节省4 871.93元，即每平方米可节省约101.50元。可见，虽然筏板式底板的混凝土用量略比梁板式底板的高，但钢用量却节省了很多，再从施工工期及土方量上考虑，筏板式底板是较经济的。