大型地下車庫頂板梁多種布置方案的經濟性分析

范瑞華，周建正，潘揚

1.浙江省地下建筑設計研究院，浙江 杭州 310012

2.杭州華正建筑設計院有限公司，浙江 杭州 310012

1 工程概況

工程位于浙江省衢州市西區，是房產公司在衢州市開發區傾力打造的高檔高層居住區。小區由16幢高層和小高層圍合成兩大中心庭院。小區所有車位全部由高層和中心庭院下的地下車庫解決，地下車庫總建筑面積達到3.3萬多m2。地下車庫頂板覆土為1.5m，覆土上布置有大型游泳池、園林建筑小品等大型景觀設施以及小區道路、循環消防車道。

地下車庫采用鋼筋混凝土框架-剪力墻結構體系，地下車庫底板和頂板采用現澆梁板式鋼筋混凝土樓蓋。

2 地下車庫頂板梁多種布置方案經濟性比較的提出

在對地下車庫結構進行優化設計時，考慮到該地庫具有以下兩個特點：1）所受荷載大：地下車庫頂板覆土荷載為1.5x18=27kN·m2，地下室頂板施工期間荷載為5kN·m2，消防車荷載國家荷載規范要求不小于20kN·m2；2）地下車庫總建筑面積大。我們對地下車庫頂板梁，根據次梁布置方式提出了3種布置方案：井字形次梁布置方案、十字形次梁布置方案、無次梁的主梁布置方案。對以上3種方案，我們分別進行了分析比較計算。

3 計算模型

工程計算采用中國建筑科學研究院-PKPM CAD工程部開發的多層及高層建筑結構有限元分析SATWE(2008年5月版)；經濟比較研究對象采用:開間5x8100mm和進深5x6600mm各五跨的標準軸網的中部框線區域，區域建筑面積：S=39x29.5=1150.m2，框架主梁截面主要有400mmX900mm，400mmX700mm；次梁350mmx650mm；井字形次梁布置方案、十字形次梁布置方案板厚均為200mm，無次梁的主梁布置方案板厚均為250mm；梁板鋼筋均為二級鋼。

3.1 各模型的計算結果分析

1）井字形次梁布置方案計算結果：

混凝土研究區建筑面積：39×29.5=1150.5m2

研究區混凝土總用量：502.2 m3

混凝土單位用量：502.2/1150.5=0.437 m3/m2

梁研究區建筑面積:16.2×12.4=200.88m2

研究區梁總配筋面積：108600 mm2

梁鋼筋單位用量：108600/200.88=540 mm2/ m2

研究區板厚：200mm

研究區板配筋：10@150(As=4×524=2096 mm2/m2)

2） 十字形次梁布置方案：

混凝土研究區建筑面積: 39×29.5=1150.5m2

研究區混凝土總用量：475.4 m3

混凝土單位用量：475.4/1150.5=0.413 m3/m2

梁研究區建筑面積:16.2×12.4=200.88m2

研究區梁總配筋面積：109200 mm2

梁鋼筋單位用量：109200/200.88=543mm2/m2

研究區板厚：200mm

研究區板配筋：12@150(As=754×4=3016 mm2/m2)

3）無次梁的主梁布置方案：

混凝土研究區建筑面積: 39×29.5=1150.5m2

研究區混凝土總用量：515.6 m3

混凝土單位用量：515.6/1150.5=0.448 m3/m2

梁研究區建筑面積:16.2x12.4=200.88m2

研究區梁總配筋面積：96200 mm2

梁鋼筋單位用量：96200/200.88=479mm2/ m2

研究區板厚：250mm

研究區板配筋：

面筋18@150雙向(As=2x1696=3392mm2/m2)

底筋12@150雙向(As=2x754=1508mm2/m2)

3 各模型的計算結果匯總（見下表）

三種方案的計算經濟結果

從上表可以看出，3種次梁布置方案在板鋼筋用量上卻呈現出明顯的差異；由此也驗證了板鋼筋是控制含鋼量的決定因素；無次梁的主梁布置方案比井字形次梁布置方案在單位建筑面積造價上整整高出了50%，十字形次梁布置方案比井字形次梁布置方案在單位建筑面積造價上高出了15%；

以上數據說明：次梁布置越少，板厚愈厚，板配筋愈多，經濟性愈差；由此類推，對第4種布置方案：無梁樓蓋布置方案，其經濟性在理論上應是比無次梁的主梁布置方案更差，所以，我們就不在對其進行計算分析。

4 設計總結

井字形次梁布置方案比其它幾種布置方案在造價上要經濟許多。除此之外，井字形次梁布置方案更有利于消防噴淋管線的布設。井字形次梁布置方案形成的板為受力合理的小跨雙向板，在防止板裂縫上更具優越性。因此，井字形次梁布置方案應為地下車庫頂板梁優化結構設計時的最佳選擇。