地下車庫結構技術經濟的分析與研究

曲鋒利

摘 要：本文簡要介紹了地下車庫結構設計的技術經濟分析及工程案例，供類似工程參考。

關鍵詞：地下車庫；方案比較；優(yōu)化設計

地下室結構在結構成本中所占的比重很大，做好地下室結構的優(yōu)化設計對于控制整個結構成本至關重要。

把握好支護成本的降低，盡量抬高整個±0.000的標高，不僅降低了支護的成本還節(jié)約了土方的開挖和外運，減少了地下水的影響，對地下室的底板和抗拔樁的設計都起到了有利影響。對地下室的結構成本控制還要把握好地下室頂部覆土厚度的控制和頂部活荷載的控制，地下室頂部覆土的厚度與景觀布置、管線的埋設要求和凍土深度等有關，合理布置消防車道。

在滿足建筑功能使用凈高的前提下，減少層高不僅可以減少豎向構件的長度和體積，同時還可以減少基礎等土建成本、設備及運營成本。

車庫內的柱網布置也有其合理性。在不考慮地基基礎形式的情況下，采用小柱距5.7×5.7米雙車位時最為經濟；若為樁基礎，采用經濟型排布柱距8.1×8.1米三車位時最為經濟；小柱網地庫跨度小、配筋低、節(jié)約鋼筋用量，通常小柱網地庫有巨大的經濟效益。

一、研究地庫結構設計

地下室成本的控制制約于各部位構件的設計，是綜合體的體現，因此針對各構件必須全面考慮才可能達到可行性和經濟合理性的目的。

現有地下室設計結構類型基本均為框架結構，外圍為鋼筋混凝土擋土墻。詳細測算兩個地下室，通過比較發(fā)現，地下室頂板及井字梁的用鋼量最大，占到總用鋼量的一半左右。所以，地下室頂板上作用的荷載對含鋼量影響很大，減少作用在頂板上的荷載，可以減少鋼筋用量從而達到節(jié)約鋼筋的目的。若建筑布局合理，并能有效控制景觀覆土厚度，消防車道布置合理，在結構有利部位的話，結構整體含鋼量能有較大幅度的下降。

（一）基礎形式

不同的地區(qū)，地質構造也不盡相同，則對于地下汽車庫的結構要求也有所不同。如能充分利用地下水位高度，將對節(jié)約工程造價創(chuàng)造有利條件。通過對埋深、覆土和層高的綜合設計，根據計算結果現有地下室不設置抗拔樁，基礎為筏板形式，水浮力靠結構自重平衡，因此，基礎造價得以大幅下降。因為水浮力靠結構自重平衡，結構上需增加配重，通過比較發(fā)現，在基礎底板上增加荷載是經濟有效的方式（不增加頂板荷載）。當然，確保結構自重與外部景觀荷載，采取必要的降水措施對結構正常使用亦起到至關重要的作用，特別是在施工雨季期間，一定要做好降水和場地排水工作。

（二）底板

底板配筋主要控制指標是裂縫，而且底板承受較大水浮力作用，為保證其剛度，底板厚度不應設置過薄，在一定板厚情況下，底板配筋大部分區(qū)域為構造配筋。若底板為梁板式，底板可以薄一些，但底板上浮力均要傳至基礎梁上，基礎梁配筋勢必很大，無形中就會造成結構上的浪費。而且設置基礎梁也會增加基礎施工難度，鑒于此種考慮底板一般設置為無梁樓蓋體系，對減少地庫的成本更合理。

（三）頂板

地下汽車庫頂板的結構型式可以有多種選擇：普通梁板式、普通無梁樓蓋及新興的現澆空心無梁樓蓋。相對而言普通梁板式布置傳力明確、受力簡單因此使用廣泛，但缺點在于影響建筑層高、含鋼量也較高；普通無梁樓蓋布置簡單、節(jié)約層高，但屬不利結構型式，對建筑平面布局、柱網要求較高且混凝土含量大；現澆空心無梁樓蓋特性基本與無梁樓蓋相同，但其含鋼量最小，混凝土含量居中，是今后發(fā)展的重點方向。

頂板樓蓋結構形式的經濟分析比較：

（1）樓蓋結構形式：

肋梁樓蓋：加腋大梁；單梁；雙梁；十字梁；井字梁；

無次梁樓蓋：→大板結構；

無梁樓蓋。

（2）荷載工況：

柱距7.8×8.1，局部7.8×8.4；

覆土1.0m～1.6m；

人防荷載；

消防車荷載：大板20t/m2，肋梁35t/m2。

（3）施工模板：

梁格越少越經濟的原則，依次為：

無梁樓蓋；

大板結構；

肋梁樓蓋。

（4）根據某工程地下-2F，非人防，無消防車案例經濟依此為：

無梁樓蓋；

單向雙梁；

單向單梁；

其余結構形勢。

某工程地下室-2F板方案經濟分析比較表

面積：70.56平方米（8.4×8.4柱距）

（5）根據以上因素分析：

因荷載工況不同，每個工程應根據具體情況多方案上機計算分析比較確定最優(yōu)方案。因鋼筋、混凝土、模板隨市場價格的變化，進行重新組合計算，得出最經濟的方案。

（四）側墻

地下室外墻的主要控制指標是裂縫，在適當調整外墻厚度（混凝土比鋼筋便宜很多）的情況下，外墻鋼筋含量會有較大幅度的改觀。

若地下室層高較高，可在外墻上加設框架柱（扶壁柱）。在計算方法上外墻可當作雙向板計算，因此水平鋼筋可參與受力而不僅是控制裂縫的構造設置，此時鋼筋含量也能得以調整。

二、結語

優(yōu)化設計涵蓋的內容很廣，需要設計與施工、建筑與結構等多專業(yè)統(tǒng)籌考慮、綜合協調、追求整體優(yōu)化效果。在優(yōu)化設計工作上，不可孤立的追求結構成本的最優(yōu)，而需要全面考慮總體的節(jié)約；不可片面的追求成本的最低，而需要全面考慮項目總體目標的最優(yōu)匹配。

參考文獻

[1] JGJ100-2015 汽車庫建筑設計規(guī)范[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015.