人防地下室常用结构体系的楼盖经济分析

王传冰 张艺洋

(山东省建筑设计研究院有限公司，山东 济南 250001)

0 引言

随着人防设计市场的逐步放开，越来越多民用设计院开始接触人防设计任务。随着近几年人防工程增多，市场需求增大，为设计院提供了广阔的前景和机遇，同时也面临着巨大的挑战。伴随着建设项目开发企业节约成本意识的增强，成本控制成为甲方考核设计院设计质量的一个重要指标，如何选择经济合理的结构形式和设计方案是设计院保持自身优势的关键，因此有必要在初步设计阶段对项目进行充分优化比选。

人防工程一般结合地下车库，设置于单层地下室局部位置，或多层地下室的最底层。结构基础形式因素较多，且受工程地质和水文地质条件影响较大，暂且不表；墙柱等竖向构件在人防工程总体造价中占比一般20%左右，且一般相对固定；人防地下室楼盖设计考虑以下两个方面因素成为地下室设计中的一个重点和难点：其一，所受荷载较大，包括覆土，消防车荷载及人防荷载；其二，受设备专业空间要求和地下室层高限制，楼盖在人防工程总体造价中一般占比50%～65%相对较大，且类型较多。本文研究方案包含了设计中常见的三种人防地下室柱网进行楼盖分析，包括计算方案单位工程混凝土用量，单位工程钢筋用量，单位工程模板用量及平米单价，较全面地比较和分析了各常用楼盖结构体系在人防地下室的经济指标。

1 研究方案制定

1.1 方案基本情况

主体结构设计使用年限50年，荷载工况按覆土1.5 m，恒载取27 kN；活荷载考虑消防车荷载20 kPa～35 kPa(根据板跨、覆土折减)[1]；人防荷载考虑3种常见工况：核5常5、核6常6、常6[2]。

1.2 各方案拟定及主要构件参数

1.2.1各方案的拟定

地下室柱网采用三种柱网形式进行分析研究，分别为8.4×8.4跨的大柱网，8.4×5.6跨的大小柱网，5.6×5.6跨的小柱网。研究时按长宽方向均为5跨进行计算，主要研究常用柱网下各种楼盖形式的经济指标，从而寻求人防楼盖各常用结构形式经济指标的规律性和通用性。

为了使三种柱网方案的测算具有可实用，研究方案均采用人防地下室常用的楼盖形式：

8.4×8.4大柱网采用三种地下室顶板常见做法作为三种方案。方案一：仅设置框架主梁的大板方案；方案二：仅设置主梁和两根次梁的“十字梁”方案；方案三：设置框架主梁和四根次梁的“井字梁”方案(见图1)。

8.4×5.6大小柱网采用两种地下室顶板常见做法作为两种方案。方案一：仅设置框架主梁的大板方案；方案二：仅设置主梁和单向加单根次梁的方案(见图2)。

5.6×5.6小柱网采用两种地下室顶板常见做法作为两种方案。方案一：仅设置框架主梁的大板方案；方案二：仅设置主梁和单向加单根次梁的方案(见图3)。

1.2.2各方案主要构件参数情况

人防地下室顶板方案选型比较见表1。

表1 人防地下室顶板方案选型比较(参数)

2 各种方案的工程量计算和比选分析

2.1 顶板结构多方案的工程量计算比较

根据各个方案试设计、配筋构造[3]，计算其总工程量及其各个方案的经济指标，见表2。

表2 人防地下室顶板方案选型比较(经济指标)

2.2 各楼盖方案对比分析

为了更直观地对比常用柱网下各种楼盖形式的经济指标，将大柱网，大小柱网，小柱网分别以平米单价为变量编制了下列3个柱状图。8.4 m×8.4 m大柱网各楼盖结构形式平米单价对比见图4，8.4 m×5.6 m大小柱网各楼盖结构形式平米单价对比见图5，5.6 m×5.6 m小柱网各楼盖结构形式平米单价对比见图6。

通过对比上述柱状图，常用3种柱网、在不同荷载工况下，从平米单价角度分析，主梁大板体系明显优于主次梁、井字梁楼盖体系。

3 结论及建议

通过对比上述柱状图，发现主梁大板体系的经济指标明显优于主次梁、井字梁楼盖体系。同时，随着我国步入老龄化社会，劳动力减少，用工成本逐年增加，对比表2模板量可知，主梁大板形式也能节约现场用工，缩短建设工期；推广主梁大板楼盖体系具有明显积极意义；近年来也出现了加腋大板、变截面主梁大板等新的形式，体现了业内同行勇于探索的精神，本文作者也呼吁业内同行积极探索新的分析方法，勇于尝试新型方案，以期百花齐放百家争鸣之良好态势。