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    地下車庫的結構優化設計

    2018年09月08日 熱度:869 ℃

    1. 車庫軸網尺寸的比選:

      對于地下車庫來說,柱網暨車位排布方案對工程造價有著非常重大的影響。目前工程中常見柱網一般為3車位,根據各地要求及項目定位的不同,開間為8.4米或8.1米不等。在停車效率相同的前提下,如果采用2車位的小面寬柱網,梁跨減小及其關聯產生的連鎖反應必然對結構經濟性大有裨益。由此,對小柱網的可行性和經濟性進行考量是非常必要的。

      以下對8.4mx6.0m跨度柱網(每柱網停3輛車,,簡稱“大柱網”)和5.6mx6.0m跨度柱網(每柱網停2輛車,,簡稱“小柱網”)進行建筑功能、結構經濟性比較。兩種方案單車位寬度均為2.6m,均取67.2mX55.8m相同面積的區域進行比較??芍簝煞N方案停車數量相同。即,在面積相同的情況下,兩種方案布置的車位數非常接近,這一點在實施過的幾個實際項目中也得到了印證。另外,經過對市場的調研發現:對于3車位柱網,客戶通常優先選擇靠柱的車位----因為在兩側有車的情況下,中間車位開門不便。由此可見,雙車位柱網對建筑功能和終端銷售無負面影響。

      在結構經濟性方面,按相同的荷載工況對兩種方案的地下室進行結構設計,以比較工程造價。頂板厚度均為200,頂板計1.5米覆土荷載,不考慮人防等效靜載,樁基均采用預制方樁。5.6mx6.0m跨度小柱網由于跨度減小,不僅梁配筋可大幅減少且控制性梁高也可降低;層高可降低0.2m,墻柱等豎向構件的砼和鋼筋用量均下降,并使土方開挖及圍護費用得以降低;跨度減小同時使得底板和地梁鋼筋、底板厚度均得以減小。柱數量雖增加,但由于截面尺寸小,柱單項造價與大柱網很接近。得出結論:5.6m雙車位柱網在節省工程造價方面優勢明顯,對于鋼筋、混凝土用量可節約10%左右,按地下室造價3000--3500元/平方估算,則每平方可節約300余元,值得向建設單位推廣。

      與上述情況類似,在比較了不同跨度的柱網后發現,在不影響停車位數量的前提下,矩形柱網優于正方形柱網,且柱網尺寸越小,結構的經濟性指標越好。另外,也需從有利于建筑和設備專業實現使用功能著想,力求與其他專業達到和諧共贏。

      對于樁基造價,根據土質及樁基選型的差異會互有高低。但總體而言,建筑面積及荷載總量相同,樁數及造價必然基本接近。

    2.結構布置形式的選用及比較

      地下車庫頂板、頂梁的造價在約占整個車庫結構造價的40%左右,因此選取合理的結構梁板布置形式非常重要。常見的次梁布置形式有“十字形”、“兩橫兩縱”、“兩橫一縱”、“單向雙縱”、“單向縱梁”,前兩者常用于正方形柱網,后三者常用于矩形柱網;此外“主梁大板(無次梁)”等形式也常被設計人員所采用。對上文所列大小柱網采取不同的梁板布置形式.

      經過對比發現,主梁大板(無次梁)的形式造價最高,井字梁(含十字型或兩橫一縱、兩橫兩縱等)的形式造價居其次,而單向布梁的形式結構用材最省。因此,在地下室頂板設計中推薦采用單向布梁的方式,此時X向框架主梁為控制性要素,可設置梁底加腋等措施控制其梁截面和配筋率。

    3.主要參數的合理選用

      在選定經濟合理的結構布置的同時,應精確控制各項技術參數、覆土厚度及荷載;嚴格控制計算程序中所取的各類參數值,不盲目放大,以確保滿足計算又經濟合理的含鋼量。在地下車庫設計中,對結構經濟性影響較大的主要參數有:

      2) 抗浮水位的選?。捍_定抗浮水位時,應考慮周邊場地、道路標高的影響。尤其是場地周邊存在較大高差時,水位的選取應既合情又合理,此類情況建議分段考慮水位。如,某項目場地及周邊市政道路為北高南低,南北高差達2.5米,經過與地勘單位、建設單位和相關專家研究確定,以水平長度20~30米分段,各區段抗浮水位按階梯式變化取值,在確保安全的情況下也實現了良好的經濟性。

    4.地下車庫含鋼量、含混凝土量的常規控制指標及規律

      筆者統計了地下車庫結構含鋼量,含混凝土量的常規指標。

      經計算統計,不同類型地下室車庫經濟性指標存在著一定的變化規律。在荷載取值相同的情況下,大柱網比小柱網鋼筋含量高30 kg/m2,混凝土含量高0.25 m3/m2;抗震等級每增加一個等級,鋼筋含量增加10 kg/m2,混凝土含量無變化;人防地下室比普通地下室鋼筋含量高30 kg/m2,混凝土含量高0.25 m3/m2;二層地下室比一層地下室鋼筋含量少30 kg/m2,混凝土含量少0.25 m3/m2。

    5.結語

      結構專業在前期方案、結構體系等基礎性問題上應主動提前介入,與建筑、設備等相關專業協調,充分考慮,盡量提出有利于達成經濟性指標的方案,否則建筑方案確定后,土建造價的基數就已大致定型,施工圖階段再想調整為時已晚;在初步設計階段,應對梁板布置等進行多方案比選,做到心中有數,為施工圖設計奠定基礎、指明方向;施工圖階段計算配筋時則應按實取用荷載,合理選用參數,于細處挖潛,不盲目放大配筋;而附屬構件或構造性鋼筋可以盡量取低限,合理配置有限的資源,力求將“好鋼用在刀刃上“。

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