關于單層地下車庫結構設計的探討

摘要：伴隨著我國交通建設的日益完善，我國交通工具的種類也日益增多和豐富，尤其是私家車，在大中型城市已經成為大多數家庭出行的首選工具。所以，在各大商場、住宅小區及大型酒店修建地下停車場是必不可少的。下面就從結構專業的角度，對地下車庫的結構形式、內力計算等問題進行探討。

關鍵詞：單層地下車庫；結構設計；方案

引言

隨著人們生活水平的提高， 國內家庭汽車的擁有量越來越多， 從而引發了停車難的問題。在城市地面用地越來越緊張的今天， 發展地下車庫勢必成為解決停車問題的一種辦法。同時， 為滿足小區整體規劃需要， 這些地下室的頂板上往往會覆土以滿足綠化、管網埋設及消防車通行等要求。其中消防車通行的需要決定了此類地下室頂板及外墻在設計中必須考慮消防車活荷載， 而一些常見情況下該值的取值在現行規范中并未明確。

1地下車庫的結構方案

地下車庫從使用功能上可以分為與人防結合和不與人防的類型。

1.1地下車庫頂板結構的三種設計方案

①井字梁結構，此類結構要求柱網的兩個方向的比值不大于2；由于井字梁可以協同工作，所以此方案較為經濟。②主次梁結構：此類結構對柱距有限制，當柱距過大時，主次梁結構梁高則會過大，占用較多地下車庫的凈高，并不合理。

③現澆空心樓蓋結構：此類結構技術設計中的實例相對少。現有地下車庫柱距一般都在6 米至10 米范圍內，大多數地下車庫頂板均采用井字梁結構。

1.2 地下車庫結構的外圍墻體

一般情況下，采用鋼筋混凝土擋土墻下部為條形基礎結構。

1.3 當地下車庫范圍內的基礎持力層地質

情況較為良好且無地下水時地下車庫柱基礎采用獨立基礎+防水底板的結構形式，當有地下水或者基礎持力層地質情況不穩定時則需采用筏板基礎、箱型基礎或樁基礎。

2 內力計算及內力計算中需要注意的問題

2.1 PKPM 結構設計軟件參數的選取

用PKPM 結構設計軟件進行地下車庫結構設計時，在PKPM 參數設計中需要注意的幾個問題有：第一，非人防地下車庫的抗震等級一般為二級；第二，地下車庫計算不考慮風荷載作用力；第三，中梁的剛度放大系數一般在1.5 至2.0 之間；第四，一般計算時只考慮雙向地震作用而不考慮偶然偏心；第五，在計算結構位移時需將所有樓板假定為剛性樓板， 其余計算均不考慮剛性樓板。

2.2 擋土墻的計算

地下車庫的外墻應按擋土墻進行設計。擋土墻的內力與側向土壓力、水壓力、垂直荷載以及邊界條件有關。當垂直荷載較大時，垂直荷載作用引起的擋土墻內力將占很大比重，垂直荷載不可忽略，不能只考慮水平荷載，這時如要取得較精確的內力，應取封閉鋼架結構模型來分析。當垂直荷載較小時，可以根據邊界條件作簡化計算，支承條件應按相對剛度比而定。有的工程外墻配筋計算中，凡外墻帶扶壁柱的，不區別扶壁柱尺寸大小，一律按雙向板計算配筋，而扶壁柱按地下室結構整體電算分析結果配筋，又未按外墻雙向板傳遞荷載驗算扶壁柱配筋。按外墻與扶壁柱變形協調的原理，其外墻豎向受力配筋不足、扶壁柱配筋偏少、而外墻的水平分布筋則偏于保守。只有垂直于外墻方向有鋼筋混凝土內隔墻相連的外墻板塊或外墻扶壁柱截面尺寸較大時，外墻板塊按雙向板計算配筋外，其余的外墻宜按豎向單向板計算配筋為妥。擋土墻與頂板連接處，可根據頂板與擋土墻的相對剛度確定支承形式，一般情況下頂板剛度較小，可視為鉸接，地板基礎剛度較大，可視為固定端。豎向荷載（軸力）很小的外墻扶壁柱，其內外側主筋也應予以適當加強。

2.3 裂縫及控制設計

設計者必須認真對待由于超長給結構帶來的不利影響，當增大結構伸縮縫間距或者是不設置伸縮縫時，必須采取切實可行的措施，防止結構開裂。對于純地下車庫，上有回填土，結構受大氣溫差變化的影響較小，當前的設計趨勢是盡量不設縫，以利于解決地下室在變形縫位置的滲漏問題。此時，需設置后澆帶，后澆帶應設置在結構受力較小處，一般在梁、板跨度內的三分之一處，結構彎矩和剪力均較小，后澆帶間距一般為30m 到40m。但是必須指出的是，后澆帶只能解決施工期間的混凝土自收縮，它不能解決由于溫度變化引起的結構應力集中，更不能替代伸縮縫。

還有一個值得注意的問題就是地下車庫的允許裂縫寬度。地下工程防水技術規范《GB50108—2001》第4.1.6 條規定“防水混凝土結構的裂縫寬度不得大于0.2mm，并不得貫通”。目前設計人員對當外有柔性防水層時，允許裂縫寬的的取值是0.2mm 還是0.3mm 還存在較大的爭議，因為按不同值考慮對結構的用鋼量影響還是很大的。有人認為0.2mm 是針對于自防水工程而言的，當外有柔性防水層時，混凝土并不是直接接觸水或土壤的，故按照正常環境取值為0.3mm；也有人認為應嚴格執行地下工程防水技術規范關于防水混凝土的裂縫寬度要求，作為第二道防水防線，同時一旦柔性防水層破壞，要修復比較困難，所以應取0.2mm。國家規范關于最大裂縫的控制寬度標準是這樣規定的：①無侵蝕介質，無防滲要求，0.3～0.4mm；②輕微侵蝕，無防滲要求，0.2～0.3mm；③嚴重侵蝕，有防滲要求，0.1～0.2mm。當地下水位較低，地下水主要為地表水及毛細水，防水層及混凝土結構施工質量有可靠保證。

3 地下室外墻設計分析

隨著人們生活水平的提高， 國內家庭汽車的擁有量越來越多， 從而引發了停車難的問題。在城市地面用地越來越緊張的今天， 發展地下車庫勢必成為解決停車問題的一種辦法。同時， 為滿足小區整體規劃需要， 這些地下室的頂板上往往會覆土以滿足綠化、管網埋設及消防車通行等要求。

3.1 室外地面活荷載的選取

實際上， 在進行消防作業時， 消防車與失火建筑之間應有一定距離， 否則救火云梯無法上升至建筑物上部。一輛消防車占地面積至少為100 m2， 對于滿載總重為300 kn的消防車而言， 折合荷載僅為3 kn /m2。另外， 按消防規范要求， 當室外消防車通道距離主樓外墻不小于5 m 時， 消防車荷載對地下室外墻內力的影響非常小， 可忽略不計。如此看來， 考慮消防車荷載或大于消防車的可能荷載， 室外地面活荷載按5 kn /m2 考慮是足夠安全的。

3.2 配筋設計

本工程地下室除了與框架柱整體澆筑的外墻板按雙向板計算配筋外， 其余的外墻均按單向板計算配筋。外墻水平荷載按下大上小梯形分布考慮， 如有地下水， 應計入水的側壓力， 此時土的容重按浮容重考慮。按雙向板計算時， 可假設板上端簡支， 下端及左右兩邊固定； 框架柱內外側配筋計算時應計入雙向板左右端所傳遞的荷載。按單向板計算時， 可假設上端簡支， 下端固定； 墻體水平分布鋼筋按構造配置即可。外墻迎水面保護層厚度應不小于50 mm， 驗算裂縫寬度應不大于0. 2 mm。對于部分計算高度較大的外墻， 設計采用墻底加腋的措施， 使墻體厚度及配筋大為減小。

4 結束語

隨著我國經濟的快速持續發展，我國的地下車庫的數量和規模不斷得到擴大和增加，但是綜合來看，我國的單層地下車庫的設計工作仍然存在著諸多的不足。筆者衷心希望，以上關于對我國單層地下車庫的結構設計可以被相關負責人合理的吸收和采納，進而提高我國的單層地下車庫的設計水平。

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