密肋樓蓋在地下室中的應(yīng)用分析

鄭 睿

(長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430212)

密肋樓蓋在地下室中的應(yīng)用分析

鄭 睿

(長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430212)

結(jié)合某地下室采用的密肋樓蓋體系設(shè)計理論，從施工材料用量、價格、工期等方面入手，對密肋樓蓋與主次梁結(jié)構(gòu)應(yīng)用技術(shù)的經(jīng)濟性、可行性及科學(xué)性進行了分析，指出采用密肋樓蓋結(jié)構(gòu)體系設(shè)計方案達到了預(yù)期的施工目的。

密肋樓蓋，地下室，用量，價格，結(jié)構(gòu)

1 工程概況

武漢市某高層住宅在建項目，一期地下室工程建筑面積為28 882 m2，人防地下面積為22 033 m2。原設(shè)計方案中非主樓部分樓面結(jié)構(gòu)設(shè)計為主—次梁結(jié)構(gòu),柱網(wǎng)尺寸為8.1 m×8.1 m，層高4.2 m；二期人防地下室工程建筑面積為15 432 m2，非主樓部分樓面設(shè)計為主—次梁結(jié)構(gòu)，柱網(wǎng)尺寸為8.1 m×8.1 m，層高4.2 m。后優(yōu)化為：地下室人防區(qū)采用雙向密肋樓蓋結(jié)構(gòu)，柱網(wǎng)尺寸為8.1 m×8.1 m，層高3.9 m，與主樓相接部分采用梁板結(jié)構(gòu)相接；非人防區(qū)部分采用雙向密肋樓蓋結(jié)構(gòu)。應(yīng)用原因分析如下。

2 密肋樓蓋與主次梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)用技術(shù)經(jīng)濟分析

通常，密肋樓蓋采用有限元程序(STRAT)計算方法以及配筋量初步比較，可以看出應(yīng)力計算的結(jié)構(gòu)與實際更加接近，有限元分析的梁縱向鋼筋用量比簡化計算方法降低了大約25%，梁板綜合鋼筋用量大致可以比簡化計算方法降低10%～15%，并且與普通的井字梁樓蓋相比用鋼量也有比較明顯的降低。以柱網(wǎng)尺寸8.1 m×8.1 m的五跨結(jié)構(gòu)頂板結(jié)構(gòu)方案為例，覆土1.2 m，考慮消防車荷載按規(guī)范要求折算成等效均布荷載20 kN/m2。密肋樓蓋與主次梁樓蓋結(jié)構(gòu)比較，節(jié)約鋼筋19.5%，節(jié)約混凝土14.6%，與井字梁樓蓋、十字梁樓蓋對比，同樣節(jié)省鋼筋與混凝土。

1)一期非人防地下室雙向密肋樓蓋與主次梁樓蓋結(jié)構(gòu)方案比較分析。地下室頂板非主樓部分：建筑面積12 638.60 m2，混凝土強度等級柱、墻C40，梁和板均為C35。原設(shè)計采用普通主次梁板結(jié)構(gòu)方案，柱網(wǎng)尺寸8.1 m×8.1 m，實心板厚250 mm，主框加腋梁450 mm×900 mm(腋高1 200 mm)；現(xiàn)施工采用密肋樓蓋結(jié)構(gòu)方案，柱網(wǎng)尺寸8.1 m×8.1 m，面板厚150 mm，主肋梁600 mm×600 mm，次肋梁200 mm×600 mm，肋間距1.2 m?；炷翉姸鹊燃壊蛔儭?/p>

a.鋼筋、混凝土用量及價格的對比分析。具體鋼筋和混凝土含量分析詳見表1，節(jié)約鋼筋總量為12 638.60 m2×32.059 kg/m2=405 180 kg，按投標(biāo)文件綜合單價計算減少成本為:405.18×5 300元/t=2 147 454元；增加混凝土總量為12 638.6 m2×0.053 m3/m2=669.85 m3，按投標(biāo)文件綜合單價計算增加成本為:669.85×457.20元/m3=305 798元。

表1 雙向密肋樓蓋與主次梁樓蓋結(jié)構(gòu)鋼筋及混凝土用量對比分析表

即本工程樓板因鋼筋混凝土部分降低成本為2 147 454-305 798=1 841 656元，計取規(guī)費(6.35%)和稅金(3.691 4%)后為2 030 900元。

b.模板用量及價格的對比分析。普通梁板結(jié)構(gòu)時需有梁板模板面積13 137 m2，按投標(biāo)文件綜合單價計算13 137 m2×39.53元/m2=519 305元，計取規(guī)費和稅金后為572 667元。

密肋梁板結(jié)構(gòu)時需平板模板12 638.60 m2，按與投標(biāo)文件同等費率水平計算的綜合單價計算:12 638.6 m2×33.11元/m2=418 464元，計取規(guī)費和稅金后為461 464元;HZ混凝土模17 014 m2(展開面積),單價75元/m2，總價為17 014×75=1 276 050元。

即本工程樓板因模板部分增加成本為1 276 050+461 464-572 667=1 164 847元。

c.工期分析對比。工日計算:

鋼筋工程工日計算：按2013年湖北省建筑安裝工程消耗定額計算每噸鋼筋(按用量最大的18 mm直徑的螺紋鋼)用工量為：普工1.45工日，技工4.35工日。

地下室頂板普通梁板設(shè)計鋼筋單方施工用工量為：普工1.45×0.085=0.123工日/m2，技工4.35×0.085=0.370工日/m2。

地下室頂板密肋梁板設(shè)計鋼筋單方施工用工量為:普工1.45×0.053=0.077工日/m2，技工4.35×0.053=0.231工日/m2。

模板工程工日計算:普通梁板設(shè)計有梁模板按2013年湖北省建筑安裝工程消耗定額計算每100 m2用工量為：普工12.04工日，技工21.4工日。有梁板模板面積13 137 m2，工日總數(shù)為：普工1 581.70工日，技工2 811.32工日。按建筑面積計算為：普工0.125工日/m2，技工0.223工日/m2。

密肋樓板平板模板按2013年湖北省建筑安裝工程消耗定額(每100 m2密肋板模板人工消耗量為：普工13.97工日，技工：24.83工日)計算為：普工0.099工日/m2，技工0.175工日/m2。

混凝土工程工日計算:按2013年湖北省建筑安裝工程消耗定額計算有梁板工日為：普工：0.314工日/m3，技工0.257工日/m3。普通梁板用量3 707.08 m3，普工工日數(shù)為1 164.022工日，技工工日數(shù)為952.718工日。按建筑面積計算為普工工日數(shù)為0.092工日/m2，技工工日數(shù)為0.075工日/m2。

密肋樓板用量為4 377.47 m3(2013湖北省建筑安裝工程定額中每10 m3密肋板人工消耗量為：普工3.18工日，技工：2.61工日)，普工工日數(shù)為1 392.04工日，技工工日數(shù)為1 142.52工日，按建筑面積計算為普工0.110工日/m2，技工0.090工日/m2。

因此，地下室頂板普通梁板設(shè)計全部工日數(shù)(普工+技工)為：1.008工日/m2，地下室頂板密肋樓板設(shè)計全部工日數(shù)為:0.782工日/m2。

對于地下室頂板，節(jié)省工日為1.008-0.782=0.226工日/m2。如地下室頂板面積約有12 638.60 m2，采用密肋樓板設(shè)計方案，可節(jié)省約12 638.60 m2×0.226工日/m2=2 856個施工工日。按每天100人施工可縮短工期29 d。

d.其他對比分析。在滿足相同功能要求的前提下，由于采用密肋樓蓋設(shè)計方案可有效降低層高，整個地下室的埋深可有效減小，基坑開挖深度減少，水浮力相應(yīng)減小，結(jié)構(gòu)抗浮、底板配筋、側(cè)壁配筋和基坑支護等方面的投資也相應(yīng)降低:

柱及外墻部分，采用雙向密肋樓蓋可將加腋梁高由900 mm改為密肋梁高600 mm，地下室可降低層高300 mm，相應(yīng)柱和外墻的鋼筋混凝土用量、砌體工程量、室內(nèi)抹灰工程量、室外防水工程量均減少。因減少300 mm墻、柱鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與裝飾部分可降低成本約50萬元。

由于層高降低，地下室底板標(biāo)高向上提高300 mm，土方開挖及回填深度也相應(yīng)減少300 mm，整個地下室建筑面積15 110 m2，開挖及回填的工程量減少15 110×0.3=4 533 m3，按投標(biāo)文件挖土方綜合單價40.61元/m3，減少直接費184 085元，計取規(guī)費和稅金后為203 001元。結(jié)論：一期非人防地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作是在招投標(biāo)后完成的，地下室建筑安裝工程(不含樁)投標(biāo)造價為3 925萬元，結(jié)構(gòu)修改為雙向密肋樓蓋后，按與投標(biāo)文件同等水平計算，造價為3 756萬元，相比較結(jié)構(gòu)修改后工程造價可降低169萬元。

表2 一期地下室采用密肋樓蓋結(jié)構(gòu)后成本變動表

表3 二期地下室采用密肋樓蓋結(jié)構(gòu)后成本變動表

根據(jù)以上技術(shù)經(jīng)濟分析，在忽略基坑支護、管線安裝等費用減少的情況下，各分部分項成本變動見表2(正數(shù)為減少，負數(shù)為增加)。在降低工程成本的同時，減少人工用工約2 856工日，按100工日/d還可縮短工期29 d，降低管理成本。

2)二期人防地下室雙向密肋樓蓋與主次梁樓蓋結(jié)構(gòu)方案比較。二期地下室15 432 m2，招標(biāo)用圖采用密肋樓板結(jié)構(gòu)方案。優(yōu)化工作是在招標(biāo)工作之間完成的，根據(jù)經(jīng)驗測算，因人防地下室的鋼筋部分指標(biāo)比非人防地下室要高出20%～30%，混凝土部分因樓板厚度由300 mm改為150 mm，參考一期經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)分析，二期地下室非主樓部分頂面結(jié)構(gòu)修改密肋梁樓蓋時成本變動見表3(正數(shù)為減少，負數(shù)為增加)。

同一期地下室一樣，在降低工程成本至少200萬元的同時，因人工用工量減少，可縮短工期約26 d，降低管理成本。

3 結(jié)語

1)地下結(jié)構(gòu)采用雙向正交密肋樓蓋，梁縱向鋼筋用量比簡化計算方法降低了大約25%。通過項目一期、二期地下室主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的經(jīng)濟分析對比，使柱配筋、側(cè)墻配筋、結(jié)構(gòu)抗浮抗拔樁配筋、底板配筋等鋼筋均可減少，二期人防墻多、砌體減少300 mm、管線安裝成本的降低以及基坑支護高度減少等費用的情況下至少可降低工程成本369萬元(其中一期169萬元、二期200萬元)。

2)采用雙向正交密肋樓蓋，為一期和二期交付使用提前了55 d時間。

3)雙向正交密肋樓蓋適合用HZ混凝土模施工工藝，鋪設(shè)的木模板面積可降低70%以上，提高了周轉(zhuǎn)率，大幅降低木模板材料成本和模板安裝及支撐工作量。HZ混凝土?，F(xiàn)場安裝非常方便， HZ混凝土模使用環(huán)保料制成，符合國家綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)。

通過論證，本項目采用了密肋樓蓋結(jié)構(gòu)體系設(shè)計方案，其技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)好、施工工期縮短。該工程現(xiàn)已施工完畢，經(jīng)驗收與核算達到了預(yù)期的目的。

[1] 黃 穎,王 越.正交雙向密肋樓蓋結(jié)構(gòu)體系探討[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(城市科學(xué)版),2008，25(2):21-23.

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On analysis of waffle slab in basement

Zheng Rui

(CivilEngineeringDepartment,ChangjiangInstituteofTechnology,Wuhan430212,China)

Combining with the design theory for the waffle slab at some basement, from the aspects of construction material consumption, price, time limit for a project, etc, the paper analyzes the economical, feasible and scientific features of the waffle slab and beam and girder structure, and points out the design scheme for the waffle slab structure system can meet the expected construction aims.

waffle slab, basement, use volume, price, structure

2014-12-17

鄭 睿(1974- ),男,副教授,高級工程師

1009-6825(2015)06-0045-02

TU318

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