某地庫(kù)樓板的選型比較

刁 鵬 展

(太原市建筑設(shè)計(jì)研究院,山西 太原 030002)

1 工程背景

某大型車庫(kù)，覆土2.1 m高，標(biāo)準(zhǔn)柱網(wǎng)尺寸8.1 m×8.1 m，地庫(kù)高度3.9 m，現(xiàn)甲方要求對(duì)梁+實(shí)心板、梁+空心板及無(wú)梁空心板三種樓蓋方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和實(shí)際凈高情況對(duì)比。我們?nèi)×?個(gè)標(biāo)準(zhǔn)柱網(wǎng)對(duì)三種方案分別進(jìn)行了計(jì)算和經(jīng)濟(jì)比較。

2 工程量對(duì)比

1)梁+實(shí)心板方案，梁高900 mm～950 mm，板厚350 mm，樓板采用塑性計(jì)算并考慮0.3 mm裂縫控制；2)梁+空心板方案，梁高900 mm～950 mm，板厚450 mm，樓板采用盈建科彈性樓板6計(jì)算；3)無(wú)梁空心板方案，托板(柱帽)2.9 m×2.9 m，托板高1.05 m，板厚550 mm，柱間設(shè)暗梁800×550。具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖1～圖4(限于篇幅，本文僅截取一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)柱網(wǎng))。

需要對(duì)圖1～圖4解釋的是，從表1混凝土用量對(duì)比(0.33～0.36)，可以看出空心板對(duì)于減輕結(jié)構(gòu)自重沒(méi)有明顯的效果。三種樓板混凝土量最大差值0.03 m3/m2，荷載最大差別0.8 kN/m2，如果考慮上模殼的重量，相對(duì)于整個(gè)地庫(kù)頂板覆土及自重，增加的荷載可以忽略不計(jì)。有梁空心板和實(shí)心梁板的梁配筋如果相同軟件相同計(jì)算理論的情況下，配筋是相同的。本次對(duì)比也是用了相同梁配筋指標(biāo)。本次對(duì)比僅僅對(duì)結(jié)構(gòu)的平面構(gòu)件進(jìn)行了分析對(duì)比，由于地庫(kù)中豎向構(gòu)件主要是以軸壓比控制，地震作用下，柱配筋幾乎是構(gòu)造配筋，所以三種樓蓋形式對(duì)豎向構(gòu)件及基礎(chǔ)影響不大。

3 工程造價(jià)對(duì)比

根據(jù)上面的圖紙我們進(jìn)行了工程量統(tǒng)計(jì)，并結(jié)合當(dāng)前的工程市場(chǎng)價(jià)格，得出了表1。

表1 三種樓板經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析

通過(guò)表1，可以看出三種樓板價(jià)格最終差別不是太大，每平方米的造價(jià)最大差別就是10元左右。需要解釋的是，單單從表1中并不能完全反映出實(shí)際的價(jià)格差異，其中模板的用量，平模和側(cè)模沒(méi)有區(qū)分出來(lái)，廠家空心模殼的報(bào)價(jià)與表1中可能也有出入等等。

4 凈高分析

有梁空心板和實(shí)心板用了相同的梁截面及配筋，設(shè)備管道走梁下，凈高是相同的。只需要比較有梁的樓板和無(wú)梁的空心樓板凈高關(guān)系。水暖電設(shè)備管道考慮交叉按750 mm預(yù)估，有梁的全部走梁下，層高3.9 m，減去0.95 m的梁，再減去0.75 m的高，實(shí)際凈高是2.2 m，剛好滿足建筑規(guī)范。對(duì)于無(wú)梁空心樓板，設(shè)備管道全部走柱帽之間，也就是層高3.9 m減去0.55 m的板厚再減去0.75 m高的設(shè)備管道，剩下的凈高是2.6 m。好似無(wú)梁樓蓋可以比有梁樓蓋提高凈高0.4 m，實(shí)際上并沒(méi)有這么樂(lè)觀，無(wú)梁樓蓋體系中，由于柱帽尺寸大，設(shè)備管線不能全部躲開(kāi)，有些管線必須走柱帽下，綜合管線排布后凈高只做到了2.45 m。另外不得不提的是防火卷簾和車道人防門(mén)，在普通的梁板體系中，防火卷簾上面的卷簾盒子可以安裝到梁側(cè)面，防火卷簾的高度一般不是車庫(kù)凈高的控制點(diǎn)。但是對(duì)于無(wú)梁樓蓋中，由于柱帽間的凈寬度沒(méi)有防火卷簾寬度大，防火卷簾必須還得安裝到柱帽下，柱帽下卷簾盒也無(wú)法安裝到柱帽的側(cè)邊，層高3.9 m減去柱帽高1.05 m，再減去卷簾盒子0.55 m，實(shí)際防火卷簾只能做到2.3 m高。車道上的人防門(mén)，市場(chǎng)上常規(guī)的人防門(mén)是6025和6020及5528的人防門(mén)，6020門(mén)太低，5528的人防門(mén)太高，本文只討論6025的人防門(mén)，人防門(mén)和防火卷簾一樣，寬度比柱帽間的凈寬要小，只能安裝到柱帽下，柱帽下凈高是2.85 m，如果安裝6025的門(mén)，上面只留下350 mm的安裝高度，再加上人防門(mén)吊鉤，安裝起來(lái)實(shí)際很困難。綜合上面分析，雖然無(wú)梁樓蓋在絕大部分的情況下可以提高車庫(kù)的凈高，但實(shí)際在個(gè)別凈高控制點(diǎn)上提高的優(yōu)勢(shì)也不是特別明顯。

5 三種樓蓋的優(yōu)劣勢(shì)及適用范圍

通過(guò)上面的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比和凈高分析后，我們可以看出空心樓蓋在普通的標(biāo)準(zhǔn)8 m左右的柱網(wǎng)中，經(jīng)濟(jì)性和提高凈高方面都不是太占優(yōu)勢(shì)。仔細(xì)分析各自的特點(diǎn)，不難得出，如果在大跨(比如9 m以上的柱跨)和大荷載的地庫(kù)頂板結(jié)構(gòu)中，實(shí)心板越厚，空心板優(yōu)勢(shì)越明顯，空心板越厚，空心率越高，配筋越省，自重越輕。層高方面，如果凈高的控制點(diǎn)不在車道的位置上，比如雙層機(jī)械停車庫(kù)，防火卷簾及人防門(mén)不是凈高控制點(diǎn)的時(shí)候，空心板的優(yōu)勢(shì)還是明顯的。

另外從結(jié)構(gòu)的安全性比較一下三種樓蓋體系，有梁空心板，有梁實(shí)心板基本上還是傳統(tǒng)的理論，荷載傳到板上，板傳梁上，梁傳柱上，受力明確可靠。無(wú)梁空心板是建立在柱帽應(yīng)力島的理論上，使用的是有限元理論。工地上由于施工作業(yè)面的影響，車庫(kù)上堆載及運(yùn)輸車輛經(jīng)常超過(guò)原設(shè)計(jì)荷載的事屢見(jiàn)不鮮，解決的辦法就是施工加臨時(shí)支撐確保結(jié)構(gòu)安全。一旦施工組織不好，或者土建隊(duì)伍退場(chǎng)，園林施工單位進(jìn)駐沒(méi)有做好臨時(shí)支撐措施，造成堆土超載，我們來(lái)分析三種樓蓋的破壞形式，首先無(wú)梁樓蓋體系，發(fā)生超載時(shí)，柱帽是最容易被沖切破壞掉的，沖切基本是靠混凝土來(lái)抵抗，規(guī)范在荷載組合中給出的1.35的系數(shù)來(lái)考慮荷載超載的情況，但一旦超過(guò)這個(gè)荷載，就是直接柱根脆性沖切破壞(由于無(wú)梁空心板體系板厚較厚，一般柱頭板不容易被沖切破壞)，樓板整體垮塌，危害性巨大。有梁樓蓋體系中發(fā)生超載時(shí)一般是梁板受彎破壞，首先是梁板出現(xiàn)裂縫，鋼筋屈服，鋼筋受拉達(dá)到極限強(qiáng)度破壞，屬于延性破壞，但這一過(guò)程中，從樓板梁的裂縫開(kāi)裂和鋼筋變形，已經(jīng)給了人們足夠時(shí)間長(zhǎng)的預(yù)警，可以提前卸荷，發(fā)生結(jié)構(gòu)整體倒塌的概率不大。

從本文上面經(jīng)濟(jì)性比較和凈高分析中我們看出有梁空心板在提高凈高和減少造價(jià)上面沒(méi)有什么優(yōu)勢(shì)，但有梁加空心板也有它的適用范圍，比如在大跨，大荷載的情況下它比實(shí)心板有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)橛辛?，它也是延性破壞范疇，還有規(guī)范中無(wú)梁樓蓋體系不能作為建筑的嵌固端，建筑周圍也可用梁+空心樓蓋體系嵌固。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)三種樓蓋體系的經(jīng)濟(jì)比較和凈高統(tǒng)計(jì)，分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn)。無(wú)梁空心板樓蓋體系在大跨大荷載和雙層機(jī)械停車庫(kù)中造價(jià)和凈高優(yōu)勢(shì)明顯，但不足的是結(jié)構(gòu)是脆性破壞，沒(méi)有預(yù)警，危害性大。普通梁板結(jié)構(gòu)在常規(guī)8 m以下的柱網(wǎng)中，結(jié)構(gòu)受力明確，經(jīng)濟(jì)性較好，推薦使用。有梁空心板介于二者之間并綜合了二者的優(yōu)缺點(diǎn)。

[1] JGJ/T 268—2012,現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋技術(shù)規(guī)程[S].

[2] JGJ 3—2010,高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].