淺談地下室樓蓋選型

【摘要】本文簡要介紹地下室樓蓋結(jié)構(gòu)體系選型。

【關(guān)鍵詞】無梁樓蓋；結(jié)構(gòu)體系；構(gòu)造要求

成本控制是項目開發(fā)中的基本要求，也是結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)在要求。在項目開發(fā)中，地下室的工程造價相對較高，合理選擇地下室結(jié)構(gòu)形式有助于降低地下室建筑層高，減少地下室埋深，減少土方及基坑工程的投入，對成本控制具有重要的意義。

1、地下室樓蓋類型

選取樓蓋結(jié)構(gòu)形式的一般原則是：從地下室的整體要求出發(fā)，包括建筑使用功能、整體結(jié)構(gòu)性能、設(shè)備的安裝要求、施工難易及快慢等，選型合理與否直接影響結(jié)構(gòu)受力、工程造價及建筑效果，在結(jié)構(gòu)安全可靠的前提下，盡可能減低降低樓蓋結(jié)構(gòu)占用的建筑高度，最大可能滿足建筑及設(shè)備的使用功能及美觀要求。

鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓蓋按結(jié)構(gòu)形式，可分為有梁樓蓋體系和無梁樓蓋體系兩大類。

傳統(tǒng)的有梁樓蓋體系結(jié)構(gòu)傳力路徑明確，梁可根據(jù)建筑使用功能靈活布置，主梁與柱形成框架，具有良好的剛度，樓面剛度大，施工簡單，是目前使用最廣泛的一種樓蓋結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)梁的結(jié)構(gòu)布置情況，地下室常用的有梁樓蓋可分為單向板樓蓋、十字雙向板樓蓋和井字梁樓蓋

無梁樓蓋不設(shè)梁，樓蓋直接支承在柱或墻上。無梁樓蓋常用的柱帽形式有錐形柱帽和平板式柱帽，錐形柱帽適用于荷載較小的無梁樓蓋，平板式柱帽適用于荷載較大的無梁樓蓋，由于錐形支模和配筋構(gòu)造比較復(fù)雜，且影響室內(nèi)景觀效果，平板式柱帽模板及配筋簡單，施工方便，底面較為平整，因此在地下室中，一般使用平板式柱帽。

2、各形式樓蓋對比

以8.1×8.1軸網(wǎng)中間層樓板為例：附加恒荷載3KN/m2，車庫活荷載為4～2KN/m2。各樓蓋建議構(gòu)件尺寸、結(jié)構(gòu)高度及建筑層高如下：

單向板樓蓋，板厚110，主梁300×650，次梁200×550，結(jié)構(gòu)高度max650，結(jié)構(gòu)高度min550，層高3500。（mm）

十字梁樓蓋，板厚110，主梁300×600，次梁200×500，結(jié)構(gòu)高度max600，結(jié)構(gòu)高度min500，層高3450。（mm）

井字梁樓蓋，板厚110，主梁250×600，次梁200×450，結(jié)構(gòu)高度max600，結(jié)構(gòu)高度min450，層高3450。（mm）

無梁樓蓋，板厚200，柱帽尺寸2400×2400-400，結(jié)構(gòu)高度max400，結(jié)構(gòu)高度min200，層高3200。（mm）

從上述可以看出，中間層樓板中，建筑層高最小的是無梁樓蓋，最大的是單向板樓蓋，兩者層高相差300mm。

中間層樓板各樓蓋結(jié)構(gòu)體系的材料用量及技術(shù)經(jīng)濟指標對比分析如下：

8.1m×8.1m中間層樓板各樓蓋材料用量

單向板樓蓋，砼用量0.16（m3/m2），模板用量1.45（m3/m2），鋼筋用量24.23（kg/m2），含鋼量比較1

十字梁樓蓋，砼用量0.18（m3/m2），模板用量1.47（m3/m2），鋼筋用量26.83 （kg/m2），含鋼量比較2

井字梁樓蓋，砼用量0.18（m3/m2），模板用量1.59（m3/m2），鋼筋用量29.57（kg/m2），含鋼量比較4

無梁樓蓋，砼用量0.22（m3/m2），模板用量1.16（m3/m2），鋼筋用量27.28（kg/m2），含鋼量比較3

8.1m×8.1m-中間層樓板各樓蓋技術(shù)經(jīng)濟指標

單向板樓蓋，砼造價79.26（元/m2），模板造價83.95（元/m2），鋼筋造價132.49（元/m2），總造價295.70（元/m2），造價比較1

十字梁樓蓋，砼造價88.76（元/m2），模板造價85.10（元/m2），鋼筋造價146.57（元/m2），總造價320.42（元/m2），造價比較3

井字梁樓蓋，砼造價90.77（元/m2），模板造價92.13（元/m2），鋼筋造價161.76（元/m2），總造價344.66（元/m2），造價比較4

無梁樓蓋，砼造價108.70（元/m2），模板造價67.00（元/m2），鋼筋造價141.82（元/m2），總造價317.51（元/m2），造價比較2

從上述可以看出，中間層樓板中，鋼筋用量及單方造價最小的均為單向板樓蓋。由于無梁樓蓋的板厚較大，其砼用量及砼造價均為最高，但由于其支模簡單，模板造價較低，且其鋼筋用量僅比單向板樓蓋的高3.05kg/m2。

3、無梁樓蓋明顯的優(yōu)勢

在相同設(shè)計條件下，無梁樓蓋的建筑層高均為最小，與有梁樓蓋體系相比，中間層樓板的層高差為250mm～300mm，證明了無梁樓蓋具有明顯的層高優(yōu)勢。與有梁樓蓋體系相比，無梁樓蓋在空間使用上能獲得更大的空間，而層高的減小無疑可減小地下室土方開挖工程量及基坑支護造價，當?shù)叵率覍訑?shù)越多時，這種優(yōu)勢將體現(xiàn)得更加明顯，甚至很有可能改變基坑支護的方案。從樓蓋的經(jīng)濟性上考慮，由于無梁樓蓋的板厚較大，其砼用量及砼造價均為最高，但由于其支模簡單，模板造價較低，且其鋼筋用量僅比單向板樓蓋的高3.05kg/m2。綜合考慮，地下室樓蓋方案宜優(yōu)先考慮無梁樓蓋。

4、無梁樓蓋構(gòu)造要求

《混凝土無梁樓蓋圖集DBJT20-59》（以下簡稱《DBJT20-59》）、《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施/結(jié)構(gòu)/混凝土》（2009版）（以下簡稱《結(jié)措2009》中，對無梁樓蓋的跨度、混凝土強度等級、板厚、柱帽尺寸等構(gòu)造要求如下：

1）《DBJT20-59》第3.4條規(guī)定，實心無梁樓蓋的跨度，無柱帽時不宜大于7m，有柱帽時不宜大于9m。

2）《結(jié)措2009》第9.4.1規(guī)定，板柱結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級，不宜低于C30。

3）對于無梁樓蓋的最小板厚要求，《DBJT20-59》第3.6條規(guī)定，無梁樓蓋采用實心板時，板的厚度不應(yīng)小于150mm；雙向無梁樓蓋的厚度與板長向跨度之比，尚不宜小于1/30（無柱帽）或1/35（有柱帽）。

4）對于無梁樓蓋的柱帽尺寸，《結(jié)措2009》第9.4.3規(guī)定，無梁板可根據(jù)承載力和變形要求采用托板或平板，7度抗震設(shè)計時宜采用有托板或柱帽的板柱節(jié)點，8度抗震設(shè)計時應(yīng)采用有托板或柱帽的板柱節(jié)點。當采用托板或柱帽時，托板或柱帽的幾何尺寸應(yīng)根據(jù)板的抗沖切承載力計算確定，當有受彎要求時，托板或柱帽的邊長不宜小于板跨度的1/6，當有受彎承載力要求時，托板或柱帽根部的厚度不宜小于1/4無梁板的厚度。

5、無梁樓蓋設(shè)計建議

1）端跨是地下無梁樓蓋設(shè)計的重點

計算表明，采用無梁樓蓋形式，第一跨中彎矩和第一內(nèi)支座彎矩都是最大值。為減小邊跨跨中彎矩，增強邊柱和角柱的抗沖切承載力，該區(qū)域宜相應(yīng)對計算鋼筋提高放大系數(shù)。在外墻頂應(yīng)設(shè)置暗梁，并加強處理，采用有暗梁的平板結(jié)構(gòu)體系，利用暗梁受扭減少邊柱和角柱節(jié)點內(nèi)由于豎向荷載引起的彎矩和剪力。

2）沖切設(shè)計

覆土厚、荷載大的地下車庫頂板，其厚度主要是由無梁樓蓋的沖切控制，而不是柱上板帶抗彎設(shè)計控制的，且不可因看到柱上板帶配筋量少而輕易地減薄板厚，造成樓板沖切承載力不足而遺留安全隱患。板厚受限制時，也可在板內(nèi)配置箍筋或彎起鋼筋。

結(jié)語：

本文對四種樓蓋進行比較，結(jié)果表明采用無梁樓蓋的最大優(yōu)勢就是能在滿足建筑功能需求的情況下有效降低地下室層高，對于加快施工進度和節(jié)約工程費用有十分顯著的效果，值得廣泛推廣和應(yīng)用。

參考文獻：

[1]駱省燕.淺談人防地下室的無梁樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計.建筑學(xué)研究前沿，2013.