王鑫

（上海中科建筑設(shè)計(jì)院有限公司，上海200031）

1 結(jié)構(gòu)選型

單建式地下車庫(kù)主要有3種結(jié)構(gòu)形式：板柱結(jié)構(gòu)（無梁樓蓋）、梁板結(jié)構(gòu)和雙向密肋梁結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)選型要求在安全適用的前提下，滿足建筑使用空間要求，并且綜合造價(jià)合理。

結(jié)構(gòu)形式的最終確定需要考慮地下室埋深、基坑圍護(hù)、井點(diǎn)降水、建筑要求等綜合情況。以2個(gè)上海地庫(kù)項(xiàng)目為例：A項(xiàng)目，柱網(wǎng)7 500mm×7 500mm，頂板上覆土1 200mm，有消防車道，綜合考慮下，采用板柱結(jié)構(gòu)，底板頂板均400厚（由于設(shè)置樁，頂?shù)装宓氖芎上嗖畈淮?，頂板反而略大），柱帽也均?50厚；B項(xiàng)目，柱網(wǎng)7 800mm×7 800mm，頂板上覆土2 000mm，有消防車道，底板采用反柱帽板柱結(jié)構(gòu)，頂板采用梁板結(jié)構(gòu)（設(shè)置井字梁），主框架采用支座加腋，頂板厚180mm。

2 抗震設(shè)計(jì)

GB 50011—2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)單建式地下建筑做出了抗震設(shè)防規(guī)定。相同條件下，單建式地庫(kù)的抗震等級(jí)略高于高層建筑（或多層建筑）的附建式地下室[1]。地下建筑結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算模型的最大特點(diǎn)是，除了結(jié)構(gòu)自身受力與傳力的模擬外，還需要正確模擬周圍土層的影響。由于地基土為非彈性材料且離散性很大，盡管采用了較為合理的計(jì)算模型，對(duì)計(jì)算參數(shù)也進(jìn)行了精細(xì)分析，但計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性仍不理想。個(gè)人認(rèn)為，地下建筑應(yīng)優(yōu)先考慮進(jìn)行抗震概念設(shè)計(jì)，并同時(shí)采取相應(yīng)抗震措施。對(duì)于非人防車庫(kù)，地下室較為空曠，內(nèi)部需設(shè)置適當(dāng)數(shù)量的鋼筋混凝土墻，以確保地下室側(cè)向剛度均勻及地下室的整體性和必要的協(xié)同工作能力。

3 荷載統(tǒng)計(jì)

荷載統(tǒng)計(jì)主要包括以下內(nèi)容：（1）頂板荷載主要有結(jié)構(gòu)自重、覆土重、地面汽車（包括消防車等）荷載、雪荷載；考慮人防時(shí)，有沖擊波荷載、爆炸力荷載等偶然荷載。其中，消防車荷載可根據(jù)覆土深度進(jìn)行折減。（2）底板荷載，主要包括地基土凈反力、水浮力和樁反力。做抗浮計(jì)算時(shí),建筑物自重及壓重取標(biāo)準(zhǔn)值，水浮力分項(xiàng)系數(shù)一般取1.05。（3）擋土墻荷載主要為土壓力、水壓力和地面堆積荷載，土壓力應(yīng)為靜止土壓力，根據(jù)土性的不同分別采用不同的計(jì)算方法，黏性土采用水土合算，砂性土采用水土分算。

4 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

4.1 樁基礎(chǔ)

獨(dú)建式地下車庫(kù)，上部覆土約1.2～2m，車庫(kù)基本都位于地下水位以下，一般需設(shè)置抗拔樁?？拱螛抖嗖捎妙A(yù)制樁或灌注樁，管樁慎用，整體與局部均要滿足抗浮計(jì)算要求；有時(shí)低水位時(shí)結(jié)構(gòu)可能受壓，還要兼做受壓樁。對(duì)一般丙類建筑，獨(dú)立車庫(kù)基底附加應(yīng)力通常小于自重應(yīng)力，沉降可不必計(jì)算。但對(duì)甲級(jí)和乙級(jí)建筑，需要深化設(shè)計(jì)。

4.2 底板

底板有梁板式及板柱式2種形式，以反柱帽式板柱結(jié)構(gòu)較多。柱帽平面尺寸，可根據(jù)民用技術(shù)措施等確定，高度由沖切計(jì)算確定。底板計(jì)算時(shí)，可根據(jù)結(jié)構(gòu)荷載工況確定底板所受凈反力（包括水浮力），作為外荷載，按照GB/J 130—1990《鋼筋混凝土升板結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》手工計(jì)算或PKPM-SLABCAD（復(fù)雜樓板有限元，以下簡(jiǎn)稱PKPM）建模計(jì)算。手工計(jì)算一般按照等代框架梁法，在PKPM中建模計(jì)算出內(nèi)力，將內(nèi)力分配給柱上板帶和跨中板帶，再按照強(qiáng)度和變形計(jì)算配筋；PKPM建模計(jì)算比較方便，可以直接建模加荷載，用程序進(jìn)行有限元計(jì)算。筆者對(duì)手工計(jì)算與建模計(jì)算2個(gè)相近項(xiàng)目進(jìn)行比較，手工計(jì)算的結(jié)果可以完全包絡(luò)現(xiàn)在的SLABCAD結(jié)果。在計(jì)算中需注意，板面、板底保護(hù)層厚度不同，正常使用極限狀態(tài)的裂縫寬度要求也不同。

5 頂板設(shè)計(jì)

頂板無梁樓蓋的計(jì)算過程同底板板柱結(jié)構(gòu)，梁板式樓蓋直接在PKPM-SLABCAD中建模計(jì)算。梁頂、梁底、板面、板底的保護(hù)層厚度均不相同，裂縫控制寬度也不同。在承載能力極限狀態(tài)計(jì)算中，按照基本組合，消防車荷載是重要荷載，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算；而在正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)中，使用準(zhǔn)永久組合，GB 50009—2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》[1]的表5.1.1規(guī)定，消防車的準(zhǔn)永久組合值系數(shù)為0，故在裂縫計(jì)算中，可以不考慮消防車荷載.由此需要2個(gè)模型，按照不同的荷載工況，分別進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)計(jì)算設(shè)計(jì)，對(duì)比取大值。個(gè)別一些大跨度的梁、板，撓度計(jì)算往往較大，有時(shí)不滿足規(guī)范要求，可通過結(jié)構(gòu)布置改變（次梁的不同設(shè)置），使構(gòu)件計(jì)算滿足要求；但有時(shí)會(huì)造成另外的構(gòu)件撓度又不滿足了（柱網(wǎng)雙向相等，另外方向的框架梁受荷加大），而由于建筑對(duì)凈空的限制，截面不能做高，可依據(jù)GB 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，在施工圖中明確給施工單位一個(gè)使用上允許的合適的起拱值，使計(jì)算值減去起拱值后滿足規(guī)范的撓度限值要求。

6 外墻（擋土墻）設(shè)計(jì)

車庫(kù)埋置較深，大部分位于地下水位以下，應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)計(jì)算，外墻迎水面與背水面的保護(hù)層與裂縫控制寬度均不相同。PKPM-SLABCAD建模計(jì)算會(huì)提供一個(gè)計(jì)算值；同時(shí)，可按照下部固接上部鉸接的梁形式，在統(tǒng)計(jì)的外荷載作用下，進(jìn)行強(qiáng)度與裂縫手算，與PKPM計(jì)算值對(duì)比取大值。對(duì)一些相鄰樓板大開洞位置處的外墻，可按三邊支承板校核，即使計(jì)算滿足，主筋與分布筋仍需構(gòu)造加強(qiáng)。

7 重點(diǎn)關(guān)注

7.1 板柱結(jié)構(gòu)的沖切破壞

對(duì)板柱結(jié)構(gòu)，柱帽的沖切破壞視為首要破壞，需嚴(yán)防死守。其主要由柱沖切、樁沖切、柱帽對(duì)樓板的沖切3種形式，柱沖切與柱帽對(duì)樓板的沖切可由PKPM復(fù)雜樓板有限元程序計(jì)算，樁沖切需人工復(fù)核。實(shí)際工程中，即使計(jì)算滿足要求，但沖切力設(shè)計(jì)值與構(gòu)件沖切承載力相差不大時(shí)，仍需設(shè)置抗沖切鋼筋。

7.2 超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的不利影響

對(duì)于獨(dú)建式地下車庫(kù)，上部有一定厚度的回填土，結(jié)構(gòu)受大氣溫差變化的影響較小。設(shè)置沉降縫時(shí)，應(yīng)把結(jié)構(gòu)分成獨(dú)立的單元，但當(dāng)前的設(shè)計(jì)趨勢(shì)是盡量不設(shè)縫，以利于解決地下室在變形縫位置的滲漏問題。在結(jié)構(gòu)施工階段采取的主要防裂措施有：（1）選用補(bǔ)償收縮混凝土，即在混凝土中滲入微膨脹劑，以混凝土的膨脹值減去混凝土的最終收縮值的差值大于或等于混凝土的極限拉伸即可控制裂縫。（2）設(shè)置后澆帶，在地下車庫(kù)中可每30～40m設(shè)置一道后澆帶。（3）提高鋼筋混凝土的抗拉能力，水平分布筋配筋率不小于0.5%，并采用變形鋼筋，間距不大于150mm。如果有條件，外墻混凝土還應(yīng)考慮增加抗變形鋼筋，增加水平溫度筋，在混凝土面層起強(qiáng)化作用。外墻受底板和頂板的約束，混凝土脹縮不一致，可在墻體中部設(shè)一道水平暗梁抵抗拉力。（4）采用合理的結(jié)構(gòu)布置，避免受力構(gòu)件的主要收縮方向與建筑方向一致，如單向板的短向與建筑物長(zhǎng)向平行等。（5）可在施工中采取一些措施減少混凝土內(nèi)的溫度和混凝土收縮應(yīng)力，如控制砂石骨料含泥量、水灰比和提高混凝土澆灌密實(shí)度等。

8 結(jié)語(yǔ)

單建式地下車庫(kù)在現(xiàn)代住宅小區(qū)中廣泛應(yīng)用，施工便捷，周期與造價(jià)都可以合理、科學(xué)的控制，且有效提高了住戶的停車便利性。