地下室顶板常用混凝土楼盖结构形式的经济性比较分析

赖达东，周松毅，李佳特

（1.浙江省建科建筑设计院有限公司，浙江杭州 310012；2.杭州中创建筑设计有限公司，浙江杭州 310005）

随着时代发展，现有带地下室的建筑项目中，地下室部分的钢筋混凝土结构单方造价往往比上部结构高出很多，地下室结构造价在总结构造价中占比较大，因此，降低地下室结构造价在控制总造价上尤为重要。针对现常用的几种地下室钢筋混凝土顶板楼盖结构形式，选取不同常用跨度、不同常规荷载条件进行计算。通过综合分析比较，得出各种楼盖的经济性比较的初步结果，可供设计人员或者相关从业人员参考。

1 各种顶板楼盖结构体系概述

根据地下室车位大小及车道排布，住宅项目纯车库地下室的典型柱跨为8.0 m×6.6 m，商业及办公项目车库地下室，一般采用的典型柱跨为8.1 m×8.1 m。本文仅以上述两种跨度下的结构楼盖进行分析。

根据常规建筑功能，对地下室顶板荷载影响较大的有人防荷载、覆土荷载、消防车荷载、施工荷载或活荷载。本文仅对覆土顶板处非人防区块进行分析，根据防水顶板要求，取最小板厚为250 mm。顶板荷载取值见表1。

表1 顶板荷载取值［1］

混凝土顶板结构楼盖形式主要有以下几种：井字梁楼盖、十字梁楼盖、单向双次梁楼盖、大板结构楼盖、加腋大板结构楼盖、带柱帽的大板结构楼盖及普通无梁楼盖［2-3］。

2 柱跨8.0 m×6.6 m的模型计算分析

计算模型假定：7度区，二类场地，框架抗震等级三级，跨度为8.0 m×6.6 m的模型中，框架柱取500 mm×600 mm。柱及梁板混凝土强度等级均取C35，梁板柱钢筋均采用HRB400钢筋。双向各选取5跨进行建模，经计算，满足规范规定的挠度、裂缝等要求，在同等条件下，反复试算，在合理的梁板配筋前提下，得出合理的主次梁截面尺寸、板厚及柱帽尺寸。各构件截面尺寸见表2。

表2 各构件截面尺寸（8.0 m×6.6 m柱跨）

2.1 模型截面

各楼盖形式的截面简图见图1。

图1 各楼盖形式的截面简图一

2.2 计算结果

各楼盖形式的梁板计算配筋结果见图2。

图2 各楼盖形式的梁板计算配筋结果一

3 柱跨8.0 m×6.6 m的模型经济性比较

各种材料的单方造价假定如下：C35混凝土为450元／m3，钢筋为5 000元／t，模板为60元／m2。通过对施工图的统计分析，各楼盖的经济性比较见表3。

表3 柱跨8.0 m×6.6 m地下室顶板结构方案经济性比较

从表3中所示，可以得到以下的初步结果：

1）混凝土造价：无梁楼盖＜大板＜十字梁＜单向双次梁＜井字梁＜大板＋柱帽＜加腋大板。

2）含钢量：加腋大板＜大板＜无梁楼盖＜大板＋柱帽＜井字梁＜十字梁＜单向双次梁。

3）模板量：无梁楼盖＜大板＜加腋大板＜大板＋柱帽＜十字梁＜单向双次梁＜井字梁。

4）总造价：无梁楼盖＜大板＜加腋大板＜大板＋柱帽＜十字梁＜单向双次梁＜井字梁。

综上，在8.0 m×6.6 m跨度下，考虑混凝土、钢筋及模板造价的比较中，经济性前三的地下室顶板楼盖结构方案分别为无梁楼盖、大板、加腋大板结构。

4 柱跨8.1 m×8.1 m的模型计算分析

计算模型假定：7度区，二类场地，框架抗震等级三级，跨度为8.1×8.1 m的模型中，框架柱取600 mm×600 mm。柱及梁板混凝土强度等级均取C35，梁板柱钢筋均采用HRB400钢筋。双向各选取5跨进行建模。经计算，满足规范规定的挠度、裂缝等要求，在同等条件下，反复试算，在合理的梁板配筋前提下，得出合理的主次梁截面尺寸、板厚及柱帽尺寸。各构件截面尺寸见表4。

表4 各构件截面尺寸（8.1 m×8.1 m柱跨）

4.1 模型截面

各楼盖形式的截面简图见图3。

图3 各楼盖形式的截面简图二

4.2 计算结果

各楼盖形式的计算结果见图4。

图4 各楼盖形式的梁板计算配筋结果二

5 柱跨8.1 m×8.1 m的模型经济性比较

各种材料的单方造价假定如下：C35混凝土为450元／m3，钢筋为5 000元／t，模板为60元／m2。通过对施工图的统计分析，各楼盖的经济性比较见表5。

由表5所示，可以得到以下的初步结果：

1）混凝土造价：无梁楼盖＜单向双次梁＜十字梁＜井字梁＜大板＋柱帽＜加腋大板＜大板。

2）含钢量：无梁楼盖＜大板＋柱帽＜加腋大板＜单向双次梁＜大板＜井字梁＜十字梁。

3）模板量：加腋大板＜无梁楼盖＜大板＜大板＋柱帽＜十字梁＜单向双次梁＜井字梁。

4）总造价：无梁楼盖＜加腋大板＜大板＋柱帽＜单向双次梁＜大板＜十字梁＜井字梁。

综上，在8.1 m×8.1 m跨度下，考虑混凝土、钢筋及模板造价的比较中，经济性前三的地下室顶板楼盖结构方案分别为无梁楼盖、加腋大板、大板＋柱帽结构。

6 结 语

通过对两种柱跨地下室顶板的分析，柱跨大小对不同楼盖形式的经济性是有差异的。在小柱跨情况下，大板楼盖优势比较明显，随着跨度的增大，大板楼盖钢筋量明显上升，加腋大板及大板＋柱帽楼盖的优势慢慢凸显。普通梁板式结构楼盖的经济性普遍都较差，而无梁楼盖在两种不同跨度下成本最低。随着市场变化，假定的各种材料单方造价可能会有差异，导致本结论会有变化，本文结论仅供参考。

本文通过对现常用的几种地下室钢筋混凝土顶板楼盖结构模型计算，经综合分析比较，得出各种楼盖的经济性比较初步结果，可供设计人员或者相关从业人员参考。当然，在现实工程实践中，还有地下室层数、层高、人工成本、工业化要求、特殊荷载及当地特殊要求等因素的变化，对各种楼盖的经济性有不同的影响，设计人员可根据实际情况，综合评估，分析优劣，作出最优的楼盖结构的选择。