程曉杰， 葛炎晨， 趙 聰

（1．安徽建筑大學(xué) 土木工程學(xué)院，合肥 230022；2．安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計院，合肥 230001）

0 引 言

近年來，隨著新建住宅小區(qū)的數(shù)量日益增多，城市土地使用情況越來越緊張，為了提高土地的使用效率，大多數(shù)開發(fā)商相應(yīng)開發(fā)成片地下空間來做地下車庫使用。地下車庫的建造，一方面不僅可以有效提高土地的使用率，同時滿足了小區(qū)停車位不足的要求；另一方面，由于地下車庫的建筑面積較大，耗費建筑材料較多，相應(yīng)產(chǎn)生的建設(shè)費用占總建設(shè)費用中很大的比重［1］。因此，地下車庫一般是整個小區(qū)建設(shè)工程造價控制的重點，對于開發(fā)商來說，如何通過有效的措施來降低地下車庫的工程造價，從而達到較好的經(jīng)濟性，是其非常關(guān)心的問題。這里所說地下車庫的工程造價，指的是地下車庫梁板柱的造價，也就是通常所說的材料造價。

為了有效控制地下車庫的材料造價，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)對地下車庫的結(jié)構(gòu)方案進行經(jīng)濟性比較。在眾多影響因素中，頂板與樓蓋方案是影響地下車庫結(jié)構(gòu)造價的主要影響因素。本文結(jié)合合肥市某雙層地下車庫實例，通過含鋼量和混凝土含量這兩個常用的經(jīng)濟性指標，對該雙層地下車庫的頂板和負一層樓蓋分別提出了三種不同的布置方案，具體分析在這三種不同樓蓋方案下該雙層地下車庫的每平方米材料造價（每平方米材料造價指的是頂板與樓蓋每平方梁板柱鋼筋和混凝土的造價之和），找出地下車庫最為經(jīng)濟的頂板與樓蓋方案，從而達到控制材料造價的目的。

1 工程概況

某住宅小區(qū)位于安徽省合肥市，地上部分為一棟18層高層住宅樓，剪力墻結(jié)構(gòu)；地下部分為雙層地下車庫，主要為框架結(jié)構(gòu)。雙層地下車庫四邊為300mm厚的擋土墻，東西向37．7m，南北向52．6m，單層建筑面積1983m2，總建筑面積為3966m2，為了有更高的停車效率，柱網(wǎng)尺寸采用合肥地區(qū)常用的7800mm×5100mm（車位所在跨為5100mm），滿足凈高并考慮走管線，層高取3．7m，雙層地下車庫頂板上平均覆土厚度為1．2m，不考慮抗浮，頂板除去主樓區(qū)域考慮消防車活荷載［2］。雙層地下車庫的負一層平面圖和東西向豎向剖面圖見圖1［3］和圖2。

圖1 雙層地下車庫負一層平面圖

圖2 雙層地下車庫東西向豎向剖面圖

2 樓蓋方案的提出與分析

2．1 樓蓋方案的提出

對于雙層地下車庫，在確定了層高、覆土厚度以及軸網(wǎng)尺寸的情況下，荷載是影響樓蓋方案經(jīng)濟性的主要因素。相比地面以上普通樓蓋，地下車庫的頂板需要考慮消防車道荷載以及覆土荷載，負一層樓蓋則需要考慮小汽車荷載。綜合考慮各種荷載并根據(jù)次梁的布置方式，針對雙層地下車庫的頂板和負一層樓蓋分別提出以下三種樓蓋方案:（1）無次梁的主梁布置方案；（2）一道次梁布置方案（次梁布置在短跨方向）；（3）十字次梁布置方案。各方案單跨的頂板與負一層樓蓋具體布置見圖3，針對這三種方案，分別進行了分析計算。

圖3 頂板與負一層樓蓋體系布置類型

2．2 樓蓋方案分析

方案分析采用的計算軟件是中國建筑科學(xué)研究院開發(fā)的PKPM系列軟件中的SATWE程序，工程量的統(tǒng)計采用STAT－S程序。由于受版面限制，以下工程量計算未列出計算過程，只給出計算結(jié)果。柱截面500mm×600mm，混凝土強度等級C30，鋼筋等級 HRB400，地震設(shè)防烈度7度，框架抗震等級三級。

2．2．1 頂板方案比較

頂板恒載21．6kN／m2，頂板活載主樓區(qū)域2．0kN／m2，非主樓區(qū)域考慮消防車道荷載，按雙向板20kN／m2，并參考《荷載》規(guī)范［4］附錄B中表B．0．2雙向板樓蓋樓面消防車活荷載折減系數(shù)對活荷載進行折減，頂板方案布置［5－6］及面層荷載取值見表1［7］。

表1 雙層地下車庫頂板方案布置及面層荷載取值

三種頂板方案計算結(jié)果如下［8］:

（1）主梁方案

板鋼筋:面筋HRB400Φ18＠100雙向；底筋:HRB400Φ16＠200雙向。

建筑面積:1983m2。

混凝土總用量:967．05m3；混凝土每平方米用量:0．42m3／m2。

梁鋼筋總用量:56227．1kg；板鋼筋總用量:73864．2kg；柱鋼筋總用量:7022．6kg；鋼筋總用量:137113．9kg；鋼筋每平方米用量:59．55kg／m2。

（2）一道次梁方案

板鋼筋:面筋HRB400Φ16＠200雙向；底筋:HRB400Φ14＠200雙向。

建筑面積:1983m2。

混凝土總用量:851．93m3；混凝土每平方米用量:0．37m3／m2。

梁鋼筋總用量:78423．15kg；板鋼筋總用量:46648．65kg；柱鋼筋總用量:7391．03kg；鋼筋總用量:132462．83kg；鋼筋每平方米用量:57．53kg／m2。

（3）十字次梁方案

板鋼筋:面筋HRB400Φ12＠150雙向；底筋:HRB400Φ10＠200雙向。

建筑面積:1983m2。

混凝土總用量:875．33m3；混凝土每平方米用量:0．38m3／m2。

梁鋼筋總用量:86228．63kg；板鋼筋總用量:30715．35kg；柱鋼筋總用量:7114．73kg；鋼筋總用 量:124058．71kg；鋼 筋 每 平 方 米 用 量:53．88kg／m2。三 種 頂 板 方 案 經(jīng) 濟 性 比 較 見表2［7］。

表2 雙層地下車庫頂板方案經(jīng)濟性比較

2．2．2 負一層樓蓋方案分析

負一層樓蓋恒載2kN／m2，活載參考《荷載》規(guī)范［4］表5．1．1客車荷載取4kN／m2，負一層樓蓋方案布置［5－6］及面層荷載取值見表3［7］。

表3 雙層地下車庫負一層樓蓋方案布置及面層荷載取值

三種樓蓋方案經(jīng)濟性計算結(jié)果如下［8］:

（1）主梁方案

板鋼筋:面筋HRB400Φ12＠150雙向；底筋:HRB400Φ8＠150雙向。

建筑面積:1983m2。

混凝土總用量:736．8m3；混凝土每平方米用量:0．32m3／m2。

梁鋼筋總用量:27261．6kg；板鋼筋總用量:26340．6kg；柱鋼筋總用量:6953．6kg；鋼筋總用量:60555．8kg；鋼筋每平方米用量:26．30kg／m2。

（2）一道次梁方案

板鋼筋:面筋HRB400Φ8＠150雙向；底筋:HRB400Φ8＠150雙向。

建筑面積:1983m2。

混凝土總用量:7132．78m3；混凝土每平方米用量:0．31m3／m2。

梁鋼筋總用量:34100kg；板鋼筋總用量:17844．4kg；柱鋼筋總用量:6953．6kg；鋼筋總用量:58898kg；鋼筋每平方米用量:25．58kg／m2。

（3）十字次梁方案

板鋼筋:面筋HRB400Φ8＠150雙向；底筋:HRB400Φ8＠150雙向。

建筑面積:1983m2。

混凝土總用量:736．8m3；混凝土每平方米用量:0．32m3／m2。

梁鋼筋總用量:41928．5kg；板鋼筋總用量:15564．9kg；柱鋼筋總用量:6953．6kg；鋼筋總用量:64447kg；鋼筋每平方米用量:27．99kg／m2。三種負一層樓蓋方案經(jīng)濟性比較見表4［7］。

表4 雙層地下車庫負一層樓蓋經(jīng)濟性比較

2．3 樓蓋方案的分析

雙層地下車庫的三種頂板方案中，從表2可以看出十字次梁方案的單平方材料造價最低，主梁方案和一道次梁方案分別比十字次梁方案每平方米材料造價高出10%和3%；但是對于負一層樓板方案，表4可以看出，一道次梁方案的每平方米材料造價最低，主梁方案和十字次梁方案分別比一道次梁方案每平方米材料造價高出3%和6%。

3 結(jié)束語

通過上面的計算可以看出:

（1）地下車庫頂板上的覆土荷載和消防車道荷載比較大，采用兩個方向分別加次梁的十字次梁方案可以更有利于頂板上的荷傳遞到下部，同時由于次梁的存在，減小了板厚，減小了板配筋率，進而降低了材料造價；

（2）負一層樓板方案，由于樓蓋上的荷載不是很大，沿短跨加一道次梁方案可以更利于傳遞荷載，減小板厚，降低材料造價，如果采用十字次梁方案布置負一層樓板，那么由于另一個方向的次梁用途不大，次梁的增加反而增加了梁配筋，提高了材料造價。

結(jié)論:上述雙層地下車庫工程，頂板方案采用十字次梁方案最為經(jīng)濟；負一層樓蓋方案采用一道次梁方案最為經(jīng)濟。通過分析，可以看出，對于地下車庫的樓蓋方案，針對作用在其上荷載的大小，適當(dāng)布置次梁可有效降低樓蓋方案的材料造價，從而達到較為理想的經(jīng)濟性。

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2 鐘智斌．地下室結(jié)構(gòu)選型經(jīng)濟分析［J］．工程技術(shù)，2010（22）:103．

3 馬 睿．某地下車庫頂蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的分析和選用［J］．山西建筑，2009（9）:99－100．

4 GB 50009－2012，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范［S］．

5 GB 50010－2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范［S］．

6 JGJ3－2010，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程［S］．

7 曾秉祥．地下車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計成本控制［J］．南昌工程學(xué)院學(xué)報，2012（8）:57－61．

8 李悅敏．合肥地區(qū)冬季商品住宅采暖方式經(jīng)濟性的探討［J］．安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2011（2）:80－82．