某小区地下车库设计

摘 要：现今，我国汽车保有量逐年增加，急需大量地下车库，高层建筑的附件式地下车库设计较复杂，该文介绍某小区附件式地下车库设计。根据工程实际情况，按规范进行荷载布置，选择相对合理的框架结构计算方案，进行基础设计计算，结构超长设计、构造设计，使结构安全且经济合理。

关键词：车库；基础设计；结构超长设计；附件式；荷载

中图分类号：TU767 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2024）22-0124-04

Abstract： Nowadays， the number of cars in our country is increasing year by year， and there is an urgent demand for a large number of underground garages. The design of accessory underground garages in high-rise buildings is more complicated. This paper introduces the design of accessory underground garages in a residential area. According to the actual situation of the project， the load is arranged according to the code， the relatively reasonable calculation scheme of the frame structure is selected， the foundation design is carried out， and the super-long and structural design of the structure is carried out， so as to make the structure safe and economical.

Keywords： garage; foundation design; structural super-long design; attachment type; load

现今，社会经济的高速发展，人们生活水平不断提高，我国汽车保有量逐年增加，截至2023年9月底，汽车保有量约3.3亿辆，而城市地面车位数量严重短缺，且可建地面停车场的用地很少，急需大量地下车库。

地下车库分单建式和附件式，单建式地下车库设计相对简单，高层建筑的附件式地下车库设计较复杂，本文介绍某小区附件式地下车库设计。

1 工程概况

该工程为钢筋混凝土地下一层建筑，与车库相邻有4栋地上11层地下2层的高层住宅建筑，长100 m，宽53 m。主要柱网5.5 m×5.5 m（车位处）、6.6 m×5.5 m（车道处），如图1所示。

本工程结构形式为钢筋混凝土框架结构，基础形式为筏板+柱墩。

建筑抗震设防分类为丙类；场区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15 g，建筑场地类别为Ⅱ类，场地特征周期为0.40 s。建筑物安全等级为二级。框架抗震等级：除住宅外扩两跨同住宅为三级外，其余为四级。地基基础设计等级为乙级。

2 车库顶板及外墙设计

2.1 车库荷载

2.1.1 主要荷载（作用）取值

车库顶板一般具有1 m以上覆土，恒荷载较大，且车库上有消防车道、消防登高场地时，消防车活荷载也较大，主要荷载（作用）取值如下。

1）消防车道、消防登高场地活荷载。消防车道、消防登高场地位置处大部分跨度为5.5 m×4.8 m，GB 50009—2012中《建筑结构荷载规范》，附录B.0.2考虑覆土折减，消防车道、消防登高场地活荷载取为24 kN/m2。

2）车库顶除消防车道、消防登高场地以外的活荷载。覆土区活荷载的覆土完成前活荷载为10.0 kN/m2，覆土完成后活荷载值为5 kN/m2；非覆土区活荷载的活荷载为5 kN/m2。

3）覆土区恒荷载。本工程覆土厚度为1.45 m，覆土恒荷载为29 kN/m2，除施工图中注明顶板覆土厚度外顶板覆土厚度不得随意增减。

4）地下室周边地面堆载按10 kN/m2设计，施工及使用过程中不得大于10 kN/m2。

2.1.2 消防车荷载在PKPM布置方式

方式一：不考虑消防车荷载。

方式二：按普通活荷载输入消防车荷载，在PKPM“荷载”-“活荷载”布置24 kN/m2活荷载，考虑折减。

方式三：按消防车工况输入消防车荷载，先在PKPM“荷载”-“活荷载”布置5 kN/m2活荷载，再在“自定义工况”中“消防车”工况中布置24 kN/m2活荷载，折减。

方式一与方式二、方式三相比，梁配筋小得多，消防车荷载一定要布置，切勿遗漏。

方式二与方式三相比，两者配筋大差异较大，造成2种输入方式结果差异的原因有：①消防车荷载的重力荷载代表值系数为0。在地震作用计算时，取本房间的普通活荷载进行重力荷载代表值计算。②消防车荷载仅与恒荷载组合，不与地震作用、风荷载、温度荷载等组合。③消防车荷载与普通活荷载折减系数不同。④消防车荷载不做弯矩调幅，也不考虑活荷载的不利布置。

按照普通活荷载输入消防车荷载与按消防车工况输入消防车荷载，2种方式对于梁、柱、墙、基础及板等的配筋、挠度、裂缝等均有不同程度的影响，设计中应同时输入消防车荷载与楼板普通活荷载，即按方式三输入。

2.2 框架结构方案

防水要求车库顶板厚度大于等于250 mm，框架布置采用如下方案。

方案一：仅布置主梁，楼板厚250 mm，建筑做法采用70 mm细石混凝土保护层。

方案二：布置主次梁，主楼范围2跨内楼板厚250 mm，建筑做法70 mm细石混凝土保护层；其余位置楼板厚150 mm，建筑做法采用100 mm细石混凝土保护层。

方案三：布置密肋梁，主楼范围2跨内楼板厚250 mm，建筑做法70 mm细石混凝土保护层；其余位置楼板厚150 mm，建筑做法采用100 mm细石混凝土保护层。

3种方案混凝土、钢筋用量对比结果见表1。

由表1可知，方案一混凝土、钢筋用量最小，且方案一仅有主梁，支模简单，节约模板，施工方便，节约工期，因此框架布置采用仅布置主梁的方案。

2.3 消防车荷载下楼板设计计算

按消防车工况输入消防车荷载，板的内力计算与配筋设计考虑消防车荷载组合，挠度和裂缝计算时，消防车荷载准永久组合系数为0，按恒载与普通活载准永久组合计算。

在PKPM板施工图中，勾选参数设置中“有消防车荷载时采用塑性算法”，布置消防车荷载区域按塑性方法计算（其余位置仍按弹性方法计算），顶筋比弹性方法计算减少20%左右，底筋构造配筋部分配筋不变，计算配筋部分减少20%左右。

2.4 框架结构计算

1）本车库主要柱网尺寸为5.5 m×5.5 m（车位处）、6.6 m×5.5 m（车道处），5.5 m与6.6 m跨度相差大，框架梁在6.6 m处截面加高，以减小该跨配筋。

2）中柱的纵向钢筋最小配筋率，应比GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中表6.3.7-1的规定增加2%。

3）挡土墙设计配筋。车库外墙按顶部铰接，底部固结的受力模型计算，应满足水土压力及地面荷载侧压作用下承载力要求。

高层建筑地下室外墙设计除应满足计算要求外，满足其竖向和水平分布钢筋应双层双向布置，间距不宜大于150 mm，配筋率不宜小于0.3%。

3 车库基础设计

3.1 基础设计计算

车库基础采用筏板加下柱墩的基础形式。

3.1.1 基础计算步骤及结论

1）采用1#—4#住宅楼与车库组装后的整体模型（图1）与采用车库单独模型（图2），2种方式对比，车库筏板内部板配筋和柱墩配筋一样，与主楼相连部位，后者（组装后的整体模型）计算的筏板配筋大，故算筏板配筋应该采用组装后的整体模型。

2）确定基础筏板厚度，根据JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》中第12.2.4条，高层建筑主体结构地下室底板与扩大地下室底板交界处，其截面厚度和配筋应适当加强，且为了减少筏板变截面处应力集中，配筋过大，住宅地下室外墙外扩大于等于1 000 mm的范围内筏板厚度同住宅为500 mm，其余车库范围筏板厚度为350 mm。

3）在PKPM中车库基础筏板布置方式。

方式一：先整区域布置350 mm筏板，再在4个主楼区域加厚150 mm，最后布置柱下下柱墩。

方式二：先在车库区域布置350 mm筏板，再布置4个主楼500 mm厚筏板，最后布置柱下下柱墩。

2种方式筏板配筋基本相同，选择方式一布置筏板。

4）组装后的整体模型，覆土自重按20 kN/m2与16 kN/m2，前者算得的柱墩配筋比后者大，筏板配筋比后者小，取包络计算，算柱墩取覆土自重20 kN/m2（非浮力工况控制），算筏板配筋取覆土自重16 kN/m2（浮力工况控制）。

5）根据JGJ 476—2019《建筑工程抗浮技术标准》第7.2.3-3，独立基础设计时应按支承在基础上的双向板或无梁楼盖进行计算，联合设计时应按承受浮力（抗浮设计详见3.1.2）和基础分配荷载进行包络设计。

结论：采用PKPM中基础设计筏板计算（即支承在基础上的双向板计算），并采用无梁楼盖复核计算，两者计算结果表现形态基本一致，即筏板计算配筋大的位置倒梁楼盖计算出的配筋也大，且配筋相差不多。

3.1.2 车库抗浮设计

本工程抗浮设计水头为3.7 m，抗浮工程设计等级为乙级，抗浮计算时，覆土自重按压实的干密度16 kN/m2（对结构有利取小值），按照JGJ 476—2019《建筑工程抗浮技术标准》中第6.3.7条，结构上部填筑体（覆土自重）组合值系数采用0.95，即覆土荷载需按照0.95 γh（h为覆土厚度）计算。

在基础设计里“参数”-“荷载”-“水浮力参数”，同时勾选“历史最低水位”“历史最高水位”，根据实际情况填入水位。

抗浮设计需要同时满足整体抗浮和局部抗浮计算，车库整体抗浮满足，车道位置处由于无顶板覆土，局部抗浮不足，采用车库两侧设置混凝土墙，并加强该区域筏板配筋的措施。

3.2 车库超长设计

车库长100 m，宽53 m，超长应设置温度后浇带及连续式膨胀加强带，且与主楼连接处荷载差距较大应设置沉降后浇带，后浇带及连续式膨胀加强带布置如图3所示。

后浇带施工要求：

1）后浇带、连续式膨胀加强带采用早强、补偿收缩混凝土浇筑密实，其强度提高一级。

2）后浇带封闭时间：①沉降后浇带浇筑时间应同时满足以下条件或者与设计院协商确定：应在主体（车库、1#楼、2～4#住宅楼）结构封顶至少14 d后；且应在两侧混凝土浇筑完毕后2个月后；且根据沉降观测结果，沉降速率趋向平稳后一个月后。②伸缩后浇带应在两侧混凝土浇筑至少60 d后，或者与设计院协商确定。③伸缩后浇带、沉降后浇带浇筑混凝土时的温度应尽量跟原有混凝土浇筑时的温度相接近，且浇筑时环境温度应小于等于20 °C。

3）连续式膨胀加强带施工时，在加强带两侧铺设孔径小于5 mm的密孔钢丝网拦隔，将钢丝网用直径12 mm，间距200 mm的立筋与板上下层钢筋绑扎牢固。浇筑时，先用小膨胀混凝土，从一侧浇筑，浇至膨胀加强带时，改用大膨胀混凝土，然后再用小膨胀混凝土浇筑另一侧，如此循环，实现无缝施工。

4）施工单位应将后浇带两侧的构件妥善支撑，待后浇带浇筑完成后，后浇带的混凝土强度达到100%设计强度方可拆除支撑。

4 构造设计

1）行车道区域两侧柱网不冲齐，导致柱顶与框架梁斜交，且交于同一根柱的框架梁多于4根，为便于梁纵筋在柱内锚固，增加构造柱帽，如图4所示。

2）与外墙整体浇筑的框架柱，有扶壁柱作用，沿柱高度范围附加钢筋，如图5所示。

3）住宅楼与车库筏板厚度不相同，且住宅楼与车库筏板顶标高不同，变截面做法如图6所示。

5 结束语

本工程车库设计，根据工程实际情况，按规范确定车库活荷载、消防车荷载，并对比PKPM软件中几种布置方式下的计算结果，分析结果不同原因，确定消防车荷载布置的合理方式。对比框架布置方案下的混凝土、钢筋用量，选择相对合理经济的框架结构计算方案。多塔基础设计时要采取整体模型并考虑抗浮计算。车库超长应布置温度后浇带，住宅楼与车库荷载相差较大应布置沉降后浇带。多道框架梁与框架柱斜交，为便于梁钢筋锚固，需增加柱帽。

参考文献：

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[10] 建筑工程抗浮技术标准：JGJ 476—2019[S].北京：中国建筑工业出版社.

[11] 刘孝国，褚凤根.消防车荷载的正确输入计算及在PKPM软件中的实现[Z].

作者简介：油美美（1988-），女，硕士，工程师。研究方向为建筑结构设计。