多層地下車庫（結(jié)構(gòu)）大及大小柱網(wǎng)探討

王力芡張春利

(1昆明有色冶金設(shè)計研究院股份公司 2昆明金甌工程造價咨詢評估有限公司)

多層地下車庫（結(jié)構(gòu)）大及大小柱網(wǎng)探討

王力芡1張春利2

(1昆明有色冶金設(shè)計研究院股份公司 2昆明金甌工程造價咨詢評估有限公司)

本文主要對多層地下車庫柱網(wǎng)尺寸進行精細化計算分析，以期探索出結(jié)構(gòu)體系合理、經(jīng)濟性較高的地下車庫柱網(wǎng)形式。本文利用PKPM (PMCAD、SATWE）軟件對地下室結(jié)構(gòu)進行了建模分析，通過比較大、小軸網(wǎng)模型在相同荷載作用下的受力及配筋情況進行分析，最終按照合理性及經(jīng)濟性選擇最優(yōu)方案在實際工程中進行施工圖設(shè)計，尋求工程建設(shè)后的最佳效果。

地下車庫；大、小軸網(wǎng)；合理性；經(jīng)濟性

一、引言及工程概況

隨著我國汽車保有量逐年增加，地面停車已難以滿足住宅社區(qū)的需求，在不影響地面建筑密度及綠化率的前提下，全地下車庫成為目前民用建筑項目的“標配”。但地下車庫頂板種植土層覆土較厚（一般大于1.5米），而造成地下車庫的建安成本較高，如何在地產(chǎn)行業(yè)的白銀時代合理優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系，降低建安成本成為結(jié)構(gòu)工程師思考的課題之一。

本文以一實際的地下室工程為例，對地地下車庫大、大小柱網(wǎng)尺寸進行精細化研究分析，以期探索出結(jié)構(gòu)體系合理、經(jīng)濟性較高的地下車庫柱網(wǎng)形式。

該項目位于昆明市市區(qū)，地下室有二層結(jié)構(gòu)，上部有多棟高層建筑，地下室負二層層高3.3m、負一層層高3.6m，地下室頂板上設(shè)置覆土1.6m，地下室總埋深8.5m，局部設(shè)置人防工程。該地下室的建筑抗震設(shè)防類別為丙類，抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計基本加速度為0.2g，場地類別為Ⅱ類，設(shè)計地震分組為第三組，地下室負一層抗震等級為二級，地下室頂板考慮綠化覆土厚度為1.6m。

二、軸網(wǎng)形式介紹

1、大柱網(wǎng)：作為常規(guī)尺寸，7.8m*（8.1+8.1）m的柱網(wǎng)尺寸已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于地下車庫。三個2400mm*5375mm 的標準停車位，加上550mm結(jié)構(gòu)柱截面尺寸，造就了7800mm的極致柱距（凈距為7250mm），5500mm的車道凈寬和兩側(cè)各1300mm的車道退線，形成8100mm的柱網(wǎng)尺寸。

2、大小柱網(wǎng)：在大柱網(wǎng)的基礎(chǔ)上，合理降低柱網(wǎng)尺寸能夠有效降低結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸，提高地下車庫的經(jīng)濟性。大小柱網(wǎng)尺寸7.8m*（5.1+6+5.1）m的柱網(wǎng)是在滿足三個2.4m*5.35mm的標準停車位的前提下，加上500mm結(jié)構(gòu)柱截面尺寸，保持7800mm的柱距（凈距為7300mm）及5500mm車道凈寬不變，將原柱網(wǎng)進深更改為6000mm的車道寬。

三、PKPM模型計算結(jié)果對比分析

本文利用了設(shè)計軟件PKPM (PMCAD、SATWE）軟件對結(jié)構(gòu)模型進行了建模分析，地下室分別采用了兩種計算模型：①大軸網(wǎng)（見平面布置圖一）尺寸7.8m*（8.1+8.1）m，②大小軸網(wǎng)（見平面布置圖二）尺寸7.8m*（5.1+6+5.1）m，建筑面積相同，兩種模型荷載為30kN/m2，梁板及柱混凝土強度等級均為C35，柱縱筋、箍筋采用HRB400，梁縱筋采用HRB500、箍筋HRB400。在本文中，對以上兩種模型的計算結(jié)果進行對比分析，找出受力及配筋，并比較其安全合理性及經(jīng)濟性，選擇最優(yōu)化方案進行施工圖設(shè)計。由于地下車庫頂板種植覆土較厚，且靠近主樓周邊柱網(wǎng)局部不規(guī)則，頂板局部開洞情況較多，結(jié)構(gòu)形式采用有梁樓蓋。

1、大柱網(wǎng)：經(jīng)過計算分析，柱截面尺寸為550mm*550mm，7.8m方向（X向）框架梁截面尺寸為250mm*700mm、次梁截面尺寸為300mm*700mm(每個軸網(wǎng)上有兩根），次梁為單向布置，支撐在Y向框架梁上，板跨度為2.7m；8.1m方向（Y向）框架梁截面尺寸為450mm*900mm。

2、大小柱網(wǎng)：柱截面尺寸為500mm*500mm，7.8m方向（X向）框架梁截面尺寸為250mm*650mm，車道上方次梁截面尺寸為250mm*650mm(每個軸網(wǎng)上有兩根），停車位上方次梁截面尺寸為300mm*650mm(每個軸網(wǎng)上有一根），次梁為單向布置，支撐在Y向框架梁上，板跨度為2.0m和2.55m；8.1m方向（Y向）框架梁截面尺寸為450mm*900mm。

構(gòu)件截面分析，大柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式中，柱截面尺寸較大，柱子數(shù)量較少，梁截面尺寸較大；而大小柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式，柱截面較小，柱子數(shù)量相對較多；大軸網(wǎng)梁最大截面高度相比大小軸網(wǎng)梁最大截面高度大200mm，即大軸網(wǎng)層高要比大小軸網(wǎng)層高高200mm，必然帶來前期開挖量及后期車庫周邊回填量增加，造成建設(shè)成本增加，兩種軸網(wǎng)形式同面積次梁總根數(shù)形同，但次梁高度大軸網(wǎng)相對高50mm，X向框架梁大軸網(wǎng)相對高50mm，同面積下多一根框架梁。

構(gòu)件配筋分析，大柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式中，柱計算縱筋為100cm2（單側(cè)）、箍筋G2.0--0cm2，負二層柱截面550*600，軸壓比為0.7左右，負一層柱軸壓比為0.65左右，大小柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式中，柱計算縱筋為800cm2（單側(cè)）、箍筋G1.3--0cm2，負二層柱軸壓比為0.54~0.65左右，負一層柱軸壓比為0.43~0.53左右，柱截面選擇合理，；梁配筋差異較大，兩種模型中梁配筋率為1.30%~1.80%，梁截面選擇合理，具體配筋見頂板平面布置圖一、二。

四、不同柱網(wǎng)形式的經(jīng)濟分析。

以下經(jīng)濟指標經(jīng)技經(jīng)統(tǒng)計計算得出。

1、大柱網(wǎng)：KL1鋼筋總量405.19kg、混凝土總量1.27m3，KL2鋼筋總量1833.1kg、混凝土總量6.075m3，L1鋼筋總量433.7kg、混凝土總量1.54m3(以上鋼筋量及混凝土量均指單根梁），每7.8m*（8.1*2）m軸網(wǎng)，有KL1兩根、KL2一根、L1四根，梁總含鋼量為4378.28kg；板總含鋼量為2163kg，即頂板梁板每平方米含鋼量為51.77kg/m2；頂板梁板混凝土總用量14.775m3。

2、大小柱網(wǎng)：KL1鋼筋總量341.13kg、混凝土總量1.186m3，KL2鋼筋總量378.05kg、混凝土總量1.186m3，KL3鋼筋總量1240.79kg、混凝土總量3.602m3，L1鋼筋總量356.55kg、混凝土總量1.21m3，L2鋼筋總量403.5kg、混凝土總量1.45m3(以上鋼筋量及混凝土量均指單根梁），每7.8m*（5.1*2+6）m軸網(wǎng)，有KL1兩根、KL2一根、KL3一根、L1兩根、L2兩根，梁總含鋼量為3839.2kg；板總含鋼量為2222kg，即頂板梁板每平方米含鋼量為47.97kg/m2；頂板梁板混凝土總用量12.48m3。

3、頂板梁板鋼筋及混凝土總用量對比，大小軸網(wǎng)所用鋼筋量為大軸網(wǎng)所用鋼筋量的92.6%，混凝土所用量比值為85%。

五、結(jié)論

本文對地下室車庫板采用大柱網(wǎng)、大小柱網(wǎng)兩種模型分析結(jié)果：

1、通過對全地下車庫的柱網(wǎng)形式的深入分析，可得出大小柱網(wǎng)形式優(yōu)于大柱網(wǎng)的定量及定性分析結(jié)論。

2、在選取柱網(wǎng)形式的過程中，有時需犧牲經(jīng)濟效益來獲取較舒適的停車體驗，各項目可依據(jù)自身情況選取適合項目定位的柱網(wǎng)尺寸。

3、經(jīng)過以上分析，對結(jié)構(gòu)合理性及經(jīng)濟性優(yōu)先選用有大小柱網(wǎng)形式進行施工圖設(shè)計，保證經(jīng)濟效益并取得較舒適的停車體驗。

[1] GB50009-2012，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S]

[2] GB50010-2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S]

[3] GB50011-2010，建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S]

Multilayer underground garage (structure) the size of the column

This article mainly carries on the elaboration on the multilayer underground garage column size calculation and analysis, to explore the form of underground garage with reasonable structure, high economical efficiency. This paper uses the PKPM software (PMCAD, SATWE) model of the basement structure, by comparing the large and small shaft network model under the same load and reinforcement are analyzed, finally according to the rational and economical selection of optimal scheme for construction drawing design in practical engineering, to seek the best result of engineering construction after.

Underground garage Large and small shaft network Rationality economical efficiency

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1007-6344（2017）06-0320-01