三种地下车库楼盖结构的对比分析

2020-06-15张学治

工程与建设 2020年4期

张学治

(安徽安德建筑设计有限公司，安徽合肥 230071)

0 引言

随着建设规模的加大，近年新建住宅小区的建筑面积越来越大，规划要求的车位配比也一直在提高，建设单位同时越来越注重提升项目品质，往往要求地面建筑物之间要设坡地、凉亭等景观，只有建设地下车库才能满足各项要求。长久以来很多设计单位都只注重住宅单体设计，而忽视地下工程的设计优化。选择合理的地下车库楼盖体系不仅可以改善整个结构的力学性能，还可以降低工程材料的造价[1]。本文在设计实践的基础上，以安徽省巢湖市某住宅小区地下车库结构设计为例，对大柱网地下车库楼盖结构采用三种现浇梁板式楼盖结构进行详细分析，以期为地下车库结构设计提供参考。

1 工程概况

巢湖市某住宅小区的地下车库，地上共8栋多层及高层主楼，地下车库层高3.6 m，顶板覆土厚1.2 m，抗浮设防水位为室外地面以下1 m。标准柱网7.8 m×7.7 m。为满足抗浮设计要求，地下车库层高只有3.6 m，根据设备专业的要求，地下车库梁高限制在不大于800 mm。巢湖市抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度0.10g，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类，建筑抗震设防类别为标准设防类，地下车库框架抗震等级为三级[2,3]。

根据地下车库净高要求，在梁高限制在不大于800 mm的基础上考虑楼盖结构形式，地下车库楼盖可采用主梁大板、单向双次梁、十字梁等结构形式。三种楼盖结构形式考虑有无消防车荷载两种工况分别进行分析对比。

2 无消防车荷载时地下车库楼盖结构选型

地下车库顶板在建造施工和使用维修时，往往需要运输、堆放大量建筑材料与施工机具，根据文献[4]地下室顶板设计时施工活荷载一般不小于4.0 kN/m2，根据[文献5] 地下室顶板活荷载宜控制在5.0 kN/m2以内。本项目在无消防车荷载的区域活荷载取5.0 kN/m2。三种楼盖结构形式分别建模分析如下：

(1)主梁大板结构，板厚250 mm，主梁截面为400 mm×800 mm。计算分析结果如图1、图2所示。板面配筋为10@150双向拉通，支座按计算另配附加钢筋，板底配筋为12@125双向拉通。

图1 主梁大板结构计算结果(梁)

图2 主梁大板结构板计算结果(板)

(2)单向双次梁布置，板厚160 mm，主梁截面为400 mm×800 mm，次梁截面为300 mm×700 mm，平行于次梁的主梁截面为300 mm×700 mm。计算分析结果如图3、图4所示。板面配筋为8@150双向拉通，支座按计算另配附加钢筋，板底配筋为8@150双向拉通。

图3 单向双次梁结构计算结果(梁)

图4 单向双次梁结构计算结果(板)

(3)十字梁结构，板厚160 mm，主梁截面为400 mm×800 mm，次梁截面为300 mm×600 mm。计算分析结果如图5、图6所示。板面配筋为8@150双向拉通，支座按计算另配附加钢筋，板底配筋为8@150双向拉通。

图5 十字梁结构计算结果(梁)

图6 十字梁结构计

根据上述计算分析结果，地下车库顶板无消防车荷载时，楼盖分别采用主梁大板、单向双次梁、十字梁结构的经济性对比分析见表1。

表1 地下室顶板楼盖经济性对比分析(无消防车荷载区域)

无消防车荷载作用时，单向双次梁楼盖方案和十字梁楼盖方案较主梁大板楼盖方案明显更优，单向双次梁方案与十字梁方案的综合造价差值为9.9元/m2，差别不大，差别主要在板支座配筋，单向双次梁方案略小于十字梁方案的计算结果。

3 有消防车荷载时地下车库楼盖结构选型

为节约造价，结构设计时对地下车库顶板的活荷载只在消防通道和消防登高面的区域布置消防车荷载，消防车荷载取值按文献[6]考虑板跨和覆土厚度影响的折减系数。主梁大板方案的消防车活荷载取20 kN/m2，单向双次梁方案的消防车活荷载取28 kN/m2，十字梁方案的消防车活荷载取30 kN/m2。有消防车荷载作用时，三种楼盖结构形式分别建模分析如下：

(1)主梁大板结构，板厚250 mm，主梁截面为500 mm×800 mm。计算分析结果如图7、图8所示。板面配筋为10@150双向拉通，支座按计算另配附加钢筋，板底配筋为14@110双向拉通。

图8 主梁大板结构计算结果(板)

(2)单向双次梁布置，板厚160 mm，主梁截面为500 mm×800 mm，次梁截面为300 mm×800 mm，平行于次梁的主梁截面为300 mm×800 mm。计算分析结果如图9、图10所示。板面配筋为8@150双向拉通，支座按计算另配附加钢筋，板底配筋为10@120(X向) 、8@150(Y向)拉通。