梁板式與筏板式底板經濟比較

戴向榮

(廣東中山建設監理咨詢有限公司，廣東中山 528400)

在當前我國經濟不斷發展的大環境下，以最少的投資產生最大的經濟效益是絕大多數建筑工程投資者的必然追求，如何在保證結構安全的前提下，節約工程建設造價，一直是廣大工程技術人員不斷努力的目標。建筑工程造價控制與諸多因素相關，雖然其實際投資主要發生在施工階段，但節約投資的可能性卻主要發生在施工以前的階段，尤其是設計階段，設計階段是投資控制最主動有效的環節。

筏板式底板結構體系簡單，傳力途徑短捷，較之傳統的梁板結構體系具有整體性好、建筑效果好，充分利用地下車庫空間，可有效地降低地下層高等優點。在施工時具有節約模板、支模簡單、板面鋼筋綁扎方便、設備安裝方便等特點，從而縮短施工工期。筏板式底板已作為一種常見的底板形式廣泛應用于地下車庫中，其經濟性也成為工程師所關注的問題，為論證其經濟性，本文通過一工程實例對比分析梁板式與筏板式底板的經濟性。

1 梁板式與筏板式底板的特點

梁板式底板施工時，梁需要做磚模，土方開挖量大，施工工序多，且防水難以處理。筏板式底板是現代建筑的一種結構形式，它的特點是沒有梁系，板面荷載由板直接傳遞給柱。筏板式底板的優點為:便于布置管線和施工，有效減少土方開挖量;在施工方面，具有施工支模簡單、節約模板，樓面鋼筋綁扎方便，設備安裝方便等優點，從而大大提高了施工速度。但筏板底板需要用到較厚的樓板以抵抗豎向構件產生的沖切力［1］。

梁板式底板可以認為框架柱、框架梁間可以直接傳遞彎矩、剪力和軸力。而筏板式底板則假定是由柱上板帶和柱形成“等代框架”，當柱作為等代框架的情況下，其寬度大大超過柱寬，受力狀態較為復雜［2］。筏板式底板受力原理為:有一部分樓面荷載(大體相應于柱寬的那部分荷載)產生的彎矩可以通過板直接傳給柱，而其余部分都可通過扭矩進行傳遞:這時可以假設柱兩側與柱等寬的板為扭臂。柱寬以外的那部分荷載使扭臂受扭。扭臂又將這些扭矩傳遞給柱，使柱受彎矩，最終全部的荷載由柱傳給基礎［3］。

2 工程實例

2.1 工程概況

來安4號車庫總建筑面積20 595.5 m2(如圖1所示)，屬非人防范圍，車庫底板標高－4.800 m，頂板標高－1.100 m，頂板覆土800厚，地下水位標高－1.100 m。地下室底板承受水浮力作用，水浮力的荷載約為41 kN/m2。柱距為8 m×6 m。

圖1 來安4號車庫平面圖

2.2 梁板式底板結構

采用大板結構，結構布置見圖2。根據地下室抗浮水位進行試算，因跨度及荷載較大，考慮底板的裂縫控制，混凝土強度等級為C30，底板厚度取350 mm，x向梁截面為400 mm×1 000 mm，y向梁截面300 mm×900 mm。

2.3 筏板式底板結構

因本工程地下室柱距比較均勻，且縱橫兩個方向跨度適中，可考慮采用筏板設計方法，利用柱下四樁承臺作為柱帽，借鑒板柱體系常用的等代框架的思路，對地下室底板劃分成柱上板帶和跨中板帶進行有限元分析，以計算板帶的內力和配筋。筏板式底板結構的平面布置圖見圖3，板厚為400 mm。

2.4 結果分析

梁板式底板按普通框架結構在PKPM中進行計算，梁的配筋在SATWE中進行分析，板的配筋在PMCAD中進行分析。

筏板式底板板帶劃分及建模在PMCAD中進行，在SLABCAD中進行分析。

以上的計算結果均以最大裂縫0.2 mm控制進行配筋，計算結果見圖2，圖3。

為了較快地進行比較，且不失一般性，取跨中8 m×6 m的板跨進行經濟對比分析，計算的過程中，扣除承臺的混凝土及鋼用量，梁板式底板梁的混凝土用量及鋼用量取一半，分析結果見表1。

從表1中可看出，與梁板式底板相比，筏板式底板的混凝土用量略高，相差0.59%;筏板式底板的鋼用量比梁板式底板的少，相差38%。按當地的造價，梁板式底板混凝土用量17.04 m3，所需費用約 8 085.14 元;鋼用量 0.278 m3等于 2.188 t，所需費用約12 952.96元。筏板式底板混凝土用量17.14 m3，所需費用約8 132.59 元;鋼用量0.173 m3等于1.357 t，所需費用約8 033.44 元。該板跨單從混凝土和用鋼量上比較，使用筏板式底板可節省4 871.93元，即每平方米可節省約101.50元。可見，雖然筏板式底板的混凝土用量略比梁板式底板的高，但鋼用量卻節省了很多，再從施工工期及土方量上考慮，筏板式底板是較經濟的。

圖2 梁板式底板配筋圖

圖3 筏板式底板配筋圖

表1 梁板式與筏板式底板混凝土用量及鋼用量對比 m3

3 結語

本文通過梁板式和筏板式底板對混凝土用量和鋼用量進行對比，筏板式底板比梁板式底板經濟，筏板式底板的混凝土用量比梁板式底板的混凝土用量略高出0.59%，與梁板式底板相比，筏板式底板的鋼用量可節省38%，使用筏板式底板每平方米可節省約101.50元。

［1］姚春燕，王立平.無梁樓蓋與普通梁板結構體系的技術經濟分析［J］.工程技術與產業經濟，2011(8)：67-68.

［2］蘇 原，潘映兵.無梁樓蓋結構計算及其在地下車庫工程中應用的經濟性分析［J］.陜西科學，2010，12(186)：15-16.

［3］徐姣娟.淺談地下車庫中應用無梁樓蓋結構的設計方法［J］.生命與災害，2010(sup)：110-112.