地下車庫(kù)梁格布置設(shè)計(jì)探討

鄒琳 王向鵬

1鄭州市工程質(zhì)量監(jiān)督站（450000）2核工業(yè)第五研究設(shè)計(jì)院（450002）

地下車庫(kù)梁格布置設(shè)計(jì)探討

鄒琳1王向鵬2

1鄭州市工程質(zhì)量監(jiān)督站（450000）2核工業(yè)第五研究設(shè)計(jì)院（450002）

現(xiàn)在的車位配比要求越來(lái)越高，對(duì)小區(qū)的人防配建面積要求也很嚴(yán)格，所以現(xiàn)在設(shè)計(jì)采用大底盤地下車庫(kù)也越來(lái)越普遍。由于防水要求，地下室的頂板厚度要求不小于250 mm，通過(guò)不同的設(shè)計(jì)工況，討論十字形梁格和井字梁格的適用性，并對(duì)比高強(qiáng)鋼筋應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益。

地下車庫(kù)；十字形梁；井字梁；高強(qiáng)鋼筋

0 引言

在大底盤地下車庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB 50108-2008）表3.3.3-1和4.7.1條要求,二級(jí)防水結(jié)構(gòu)厚度不應(yīng)小于250 mm。現(xiàn)在審圖單位對(duì)地下室頂板厚度也要求必須做到250 mm，根據(jù)地下車庫(kù)停車技術(shù)要求，柱網(wǎng)尺寸一般為8.4 m×8.4 m,則十字形梁格布置也能滿足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)比較常見(jiàn)的使用功能，共設(shè)置6組工作狀況進(jìn)行計(jì)算機(jī)建模計(jì)算，并進(jìn)行比較分析。

1 建立模型，計(jì)算分析

本設(shè)計(jì)比較以鄭州市為建設(shè)地點(diǎn)，板頂覆土800 mm厚，一般綠化，無(wú)大型景觀小品，抗震等級(jí)四級(jí)。根據(jù)平時(shí)常見(jiàn)建筑使用功能，共設(shè)計(jì)6種工作狀況，比較類型為十字形梁格和井字形梁格,具體分組如下:

1）正常使用，活荷載取5.0 kN/m2。①井字形梁格布置:主梁400 mm×800 mm，次梁300 mm×600 mm。②十字形梁格布置:主梁400 mm×800 mm，次梁300 mm×600 mm，混凝土等級(jí)C35，鋼筋均采用HRB400。

2）人防使用要求，核6B，常6。①井字形梁格布置:主梁400 mm×800 mm，次梁300 mm×600 mm。②十字形梁格布置:主梁400 mm×800 mm，次梁300 mm×700 mm，混凝土等級(jí)C35，鋼筋均采用HRB400。

3）人防使用要求，核6，常6。①井字形梁格布置:主梁500 mm×800 mm，次梁300 mm×600 mm。②十字形梁格布置:主梁500 mm×800 mm，次梁300 mm×750 mm，混凝土等級(jí)C35，鋼筋均采用HRB400。

4）人防使用要求，核5，常5。①井字形梁格布置:主梁500 mm×1 000 mm，次梁300 mm×600 mm。②十字形梁格布置:主梁500 mm×1000 mm，次梁300 mm×900 mm，混凝土等級(jí)C40，鋼筋均采用HRB400。

5）使用情況及梁板參數(shù)同（4），由于《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010-2010）的規(guī)定，鋼筋的抗剪設(shè)計(jì)強(qiáng)度取值不能大于360 MPa，因此只有梁縱筋采用HRB500，其他均不變。

6）考慮消防車荷載，一條6 m寬消防車道，中間設(shè)置12 m×12 m消防車回車場(chǎng)。①井字形梁格布置:主梁400 mm×800 mm，次梁300 mm×650 mm。②十字形梁格布置:主梁400 mm×800 mm，次梁300 mm×700 mm，混凝土等級(jí)C35，鋼筋均采用HRB400。

模型X向、Y向均建5跨,結(jié)構(gòu)布置如圖1、圖2。根據(jù)《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50038-2005）第3.1.10條規(guī)定，核5級(jí)無(wú)上部建筑的頂板最小防護(hù)厚度不小于640 mm，第4.11.3條，頂板結(jié)構(gòu)厚度不小于200 mm，現(xiàn)采用250 mm厚鋼筋混凝土頂板+800 mm厚覆土滿足防護(hù)要求。

圖1 井字形梁結(jié)構(gòu)布置圖

圖2 十字形梁結(jié)構(gòu)布置圖

計(jì)算軟件采用PKPM2010v2.1版,經(jīng)過(guò)使用PKPM-STAT-3進(jìn)行工程量統(tǒng)計(jì),梁板鋼筋及混凝土用量詳見(jiàn)表一。其中《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》表4.2.3中沒(méi)有規(guī)定HRB500鋼筋的綜合調(diào)整系數(shù)，由于HRB500鋼筋與HRB400鋼筋的延性相近，暫時(shí)按照HRB400鋼筋的規(guī)定取1.20。地下室頂板厚度取250 mm，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，只有在考慮人防核5級(jí)要求時(shí)，十字形梁布置[（4）②、（5）①）]板負(fù)筋是按照計(jì)算要求配筋，配筋取Φ16@160，其他均為構(gòu)造配筋。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.1.5條要求，最小配筋率取0.2%，配筋取Φ12@200。根據(jù)《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.11.7條要求，混凝土為C35時(shí)，最小配筋率取0.25%，配筋取Φ12@180；混凝土為C40時(shí),最小配筋率為0.30%，配筋取Φ12@150。

通過(guò)比較分析，做出以下判斷:首先，在核5級(jí)人防設(shè)計(jì)時(shí)，十字形梁布置比井字梁布置梁板鋼筋含量增加，計(jì)算條件相同時(shí)的相對(duì)比較的有效性。

表1 深板鋼筑及混凝土用量

HRB400時(shí)4.6%，HRB500時(shí)4.3%，混凝土含量減少6.9%，綜合考慮，此時(shí)十字形梁沒(méi)有達(dá)到節(jié)約造價(jià)、節(jié)省資源的目的。

其次，在（1）、（2）、（3）、（6）工況，十字形梁布置比井字梁布置在鋼筋含量和混凝土含量均有所減少，且十字形梁布置次梁數(shù)量減少33%，更有利于施工。

再次，消防車荷載均沒(méi)有人防荷載的荷載效應(yīng)大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)尤其注意。

最后，在核5級(jí)人防時(shí)，梁主筋采用HRB500，不論是十字形梁布置還是井字梁布置,鋼筋量均有減少，其中井字梁布置含鋼量減少5.2%,十字形梁布置含鋼量減少6.0%，在高強(qiáng)鋼筋推廣過(guò)程中，廠家保證4級(jí)鋼和3級(jí)鋼價(jià)格持平，保證供應(yīng)，那么在HRB500的應(yīng)用前景將會(huì)非常光明。

2 結(jié)論

通過(guò)以上建模計(jì)算，比較分析，在采用十字梁格布置時(shí)，除了在核5人防設(shè)計(jì)工況，由于荷載很大，250 mm厚板的鋼筋使用量有所增加，沒(méi)有達(dá)到節(jié)省造價(jià)，節(jié)約資源的目的，在其他工況下混凝土用量均有所減少，且梁的數(shù)量減少，減輕了施工時(shí)模板的工程量，降低了造價(jià)，減少了對(duì)資源的使用，保護(hù)了環(huán)境。而且通過(guò)在核5級(jí)人防工況下梁縱筋采用HRB500級(jí)鋼筋，大大節(jié)省了用鋼量，對(duì)甲方、社會(huì)及環(huán)境保護(hù)都是有益的，所以建議結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計(jì)工作中能夠詳細(xì)了解HRB500級(jí)鋼筋的性能，推廣高強(qiáng)鋼筋的應(yīng)用，做出結(jié)構(gòu)專業(yè)的綠色建筑。

[1]GB 50038-2005,人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]GB 50108-2008,地下工程防水技術(shù)規(guī)范[S].

[3]GB 50010-2010,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].