淺談地下室樓蓋選型

【摘要】本文簡要介紹地下室樓蓋結構體系選型。

【關鍵詞】無梁樓蓋；結構體系；構造要求

成本控制是項目開發中的基本要求，也是結構設計的內在要求。在項目開發中，地下室的工程造價相對較高，合理選擇地下室結構形式有助于降低地下室建筑層高，減少地下室埋深，減少土方及基坑工程的投入，對成本控制具有重要的意義。

1、地下室樓蓋類型

選取樓蓋結構形式的一般原則是：從地下室的整體要求出發，包括建筑使用功能、整體結構性能、設備的安裝要求、施工難易及快慢等，選型合理與否直接影響結構受力、工程造價及建筑效果，在結構安全可靠的前提下，盡可能減低降低樓蓋結構占用的建筑高度，最大可能滿足建筑及設備的使用功能及美觀要求。

鋼筋混凝土現澆樓蓋按結構形式，可分為有梁樓蓋體系和無梁樓蓋體系兩大類。

傳統的有梁樓蓋體系結構傳力路徑明確，梁可根據建筑使用功能靈活布置，主梁與柱形成框架，具有良好的剛度，樓面剛度大，施工簡單，是目前使用最廣泛的一種樓蓋結構形式。根據梁的結構布置情況，地下室常用的有梁樓蓋可分為單向板樓蓋、十字雙向板樓蓋和井字梁樓蓋

無梁樓蓋不設梁，樓蓋直接支承在柱或墻上。無梁樓蓋常用的柱帽形式有錐形柱帽和平板式柱帽，錐形柱帽適用于荷載較小的無梁樓蓋，平板式柱帽適用于荷載較大的無梁樓蓋，由于錐形支模和配筋構造比較復雜，且影響室內景觀效果，平板式柱帽模板及配筋簡單，施工方便，底面較為平整，因此在地下室中，一般使用平板式柱帽。

2、各形式樓蓋對比

以8.1×8.1軸網中間層樓板為例：附加恒荷載3KN/m2，車庫活荷載為4～2KN/m2。各樓蓋建議構件尺寸、結構高度及建筑層高如下：

單向板樓蓋，板厚110，主梁300×650，次梁200×550，結構高度max650，結構高度min550，層高3500。（mm）

十字梁樓蓋，板厚110，主梁300×600，次梁200×500，結構高度max600，結構高度min500，層高3450。（mm）

井字梁樓蓋，板厚110，主梁250×600，次梁200×450，結構高度max600，結構高度min450，層高3450。（mm）

無梁樓蓋，板厚200，柱帽尺寸2400×2400-400，結構高度max400，結構高度min200，層高3200。（mm）

從上述可以看出，中間層樓板中，建筑層高最小的是無梁樓蓋，最大的是單向板樓蓋，兩者層高相差300mm。

中間層樓板各樓蓋結構體系的材料用量及技術經濟指標對比分析如下：

8.1m×8.1m中間層樓板各樓蓋材料用量

單向板樓蓋，砼用量0.16（m3/m2），模板用量1.45（m3/m2），鋼筋用量24.23（kg/m2），含鋼量比較1

十字梁樓蓋，砼用量0.18（m3/m2），模板用量1.47（m3/m2），鋼筋用量26.83 （kg/m2），含鋼量比較2

井字梁樓蓋，砼用量0.18（m3/m2），模板用量1.59（m3/m2），鋼筋用量29.57（kg/m2），含鋼量比較4

無梁樓蓋，砼用量0.22（m3/m2），模板用量1.16（m3/m2），鋼筋用量27.28（kg/m2），含鋼量比較3

8.1m×8.1m-中間層樓板各樓蓋技術經濟指標

單向板樓蓋，砼造價79.26（元/m2），模板造價83.95（元/m2），鋼筋造價132.49（元/m2），總造價295.70（元/m2），造價比較1

十字梁樓蓋，砼造價88.76（元/m2），模板造價85.10（元/m2），鋼筋造價146.57（元/m2），總造價320.42（元/m2），造價比較3

井字梁樓蓋，砼造價90.77（元/m2），模板造價92.13（元/m2），鋼筋造價161.76（元/m2），總造價344.66（元/m2），造價比較4

無梁樓蓋，砼造價108.70（元/m2），模板造價67.00（元/m2），鋼筋造價141.82（元/m2），總造價317.51（元/m2），造價比較2

從上述可以看出，中間層樓板中，鋼筋用量及單方造價最小的均為單向板樓蓋。由于無梁樓蓋的板厚較大，其砼用量及砼造價均為最高，但由于其支模簡單，模板造價較低，且其鋼筋用量僅比單向板樓蓋的高3.05kg/m2。

3、無梁樓蓋明顯的優勢

在相同設計條件下，無梁樓蓋的建筑層高均為最小，與有梁樓蓋體系相比，中間層樓板的層高差為250mm～300mm，證明了無梁樓蓋具有明顯的層高優勢。與有梁樓蓋體系相比，無梁樓蓋在空間使用上能獲得更大的空間，而層高的減小無疑可減小地下室土方開挖工程量及基坑支護造價，當地下室層數越多時，這種優勢將體現得更加明顯，甚至很有可能改變基坑支護的方案。從樓蓋的經濟性上考慮，由于無梁樓蓋的板厚較大，其砼用量及砼造價均為最高，但由于其支模簡單，模板造價較低，且其鋼筋用量僅比單向板樓蓋的高3.05kg/m2。綜合考慮，地下室樓蓋方案宜優先考慮無梁樓蓋。

4、無梁樓蓋構造要求

《混凝土無梁樓蓋圖集DBJT20-59》（以下簡稱《DBJT20-59》）、《全國民用建筑工程設計技術措施/結構/混凝土》（2009版）（以下簡稱《結措2009》中，對無梁樓蓋的跨度、混凝土強度等級、板厚、柱帽尺寸等構造要求如下：

1）《DBJT20-59》第3.4條規定，實心無梁樓蓋的跨度，無柱帽時不宜大于7m，有柱帽時不宜大于9m。

2）《結措2009》第9.4.1規定，板柱結構的混凝土強度等級，不宜低于C30。

3）對于無梁樓蓋的最小板厚要求，《DBJT20-59》第3.6條規定，無梁樓蓋采用實心板時，板的厚度不應小于150mm；雙向無梁樓蓋的厚度與板長向跨度之比，尚不宜小于1/30（無柱帽）或1/35（有柱帽）。

4）對于無梁樓蓋的柱帽尺寸，《結措2009》第9.4.3規定，無梁板可根據承載力和變形要求采用托板或平板，7度抗震設計時宜采用有托板或柱帽的板柱節點，8度抗震設計時應采用有托板或柱帽的板柱節點。當采用托板或柱帽時，托板或柱帽的幾何尺寸應根據板的抗沖切承載力計算確定，當有受彎要求時，托板或柱帽的邊長不宜小于板跨度的1/6，當有受彎承載力要求時，托板或柱帽根部的厚度不宜小于1/4無梁板的厚度。

5、無梁樓蓋設計建議

1）端跨是地下無梁樓蓋設計的重點

計算表明，采用無梁樓蓋形式，第一跨中彎矩和第一內支座彎矩都是最大值。為減小邊跨跨中彎矩，增強邊柱和角柱的抗沖切承載力，該區域宜相應對計算鋼筋提高放大系數。在外墻頂應設置暗梁，并加強處理，采用有暗梁的平板結構體系，利用暗梁受扭減少邊柱和角柱節點內由于豎向荷載引起的彎矩和剪力。

2）沖切設計

覆土厚、荷載大的地下車庫頂板，其厚度主要是由無梁樓蓋的沖切控制，而不是柱上板帶抗彎設計控制的，且不可因看到柱上板帶配筋量少而輕易地減薄板厚，造成樓板沖切承載力不足而遺留安全隱患。板厚受限制時，也可在板內配置箍筋或彎起鋼筋。

結語：

本文對四種樓蓋進行比較，結果表明采用無梁樓蓋的最大優勢就是能在滿足建筑功能需求的情況下有效降低地下室層高，對于加快施工進度和節約工程費用有十分顯著的效果，值得廣泛推廣和應用。

參考文獻：

[1]駱省燕.淺談人防地下室的無梁樓蓋結構設計.建筑學研究前沿，2013.