淺談柱網(wǎng)、結(jié)構(gòu)形式對(duì)地下車庫成本的影響

祁博文

中國建筑科學(xué)研究院有限公司 北京 100013

引言

就事實(shí)而言，車庫的柱網(wǎng)在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，需要在經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)以及建筑三大角度進(jìn)行綜合性的對(duì)比研究。而經(jīng)過研究可以發(fā)現(xiàn)，小柱網(wǎng)在實(shí)際車位的數(shù)量上并不會(huì)具備劣勢(shì)，而在工程造價(jià)角度卻存在較為明顯的優(yōu)勢(shì)。由此，文章對(duì)建筑工程中車庫的實(shí)際柱網(wǎng)與造價(jià)成本之間所存在的現(xiàn)實(shí)聯(lián)系進(jìn)行詳細(xì)的分析，希望能夠在一定程度上通過對(duì)柱網(wǎng)以及車庫造價(jià)成本的研究，使我國建筑工程的成本節(jié)約性大幅度的提升，確保地地車庫規(guī)劃能夠更為合理。

1 對(duì)柱網(wǎng)方案的實(shí)際約束條件進(jìn)行分析

其一，需要考量相應(yīng)的建筑設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中，其關(guān)注的重點(diǎn)是否能夠?qū)?shí)際的功能要求予以滿足。其二，在結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)過程中，其實(shí)際的重點(diǎn)能否對(duì)安全性予以滿足。其三，各類設(shè)備專業(yè)設(shè)計(jì)構(gòu)建過程中，能否對(duì)管線埋設(shè)的需求予以滿足。其四，在景觀設(shè)計(jì)過程中，能否對(duì)實(shí)際的綠化種植需要以滿足。其五，建設(shè)單位的成本、專業(yè)人員能否對(duì)相應(yīng)的項(xiàng)目成本指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)的分析。此外，需要考量建設(shè)單位的相關(guān)營銷專業(yè)人員能否對(duì)實(shí)際項(xiàng)目的整體品質(zhì)要求予以滿足。而不同的柱網(wǎng)方案在實(shí)際構(gòu)建過程中，需要對(duì)地下車庫建筑設(shè)計(jì)規(guī)范中，對(duì)于停車位尺寸以及周邊距離到車道寬度等諸多要求予以滿足，能夠?qū)崿F(xiàn)其實(shí)際的功能。就一般而言，車庫所具有的上部覆土厚度主要為1～2m，能夠滿足管線埋設(shè)以及各類種植綠化的要求。經(jīng)過實(shí)際的研究可以發(fā)現(xiàn)，地下車庫往往只是業(yè)主在停車過程當(dāng)中所具備的過渡空間，并不會(huì)長期在其范圍內(nèi)停留，對(duì)于不同柱網(wǎng)的尺寸而言，所產(chǎn)生的環(huán)境差異敏感度相對(duì)較低，且在實(shí)際的構(gòu)建過程中，會(huì)更加在意整體停車是否具備高度的便利性，在對(duì)上述要求予以滿足的條件下，不同的柱網(wǎng)方案在一定程度上能夠?qū)ζ鋵?shí)際安全性予以滿足的同時(shí)，又能夠?qū)φw項(xiàng)目的實(shí)際成本指標(biāo)要求予以滿足，由此也成為整體研究所做的重點(diǎn)內(nèi)容[1]。在當(dāng)前汽車庫的實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，相應(yīng)的汽車不常用的數(shù)據(jù)可有表1予以顯示。此外，汽車庫常用的數(shù)據(jù)示意圖可由圖1予以顯示。

圖1 汽車庫常用的數(shù)據(jù)示意圖

表1 汽車部常用的數(shù)據(jù)表

2 工程概況

以某一工程為案例進(jìn)行分析，在此次研究過程中選取某一建民用建筑作為研究對(duì)象，其實(shí)際的施工面積為130km2。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，其建筑內(nèi)部擁有6棟單體建筑，并且相應(yīng)的建筑物全部為高層建筑，整體建筑的抗震等級(jí)為4級(jí)，抗震設(shè)防烈度6°，地震加速度值0.06，設(shè)計(jì)地震分組為第三組。建筑場(chǎng)地類別為三類場(chǎng)地，地面粗糙度類別為C類，在具體的設(shè)計(jì)過程中，采用預(yù)應(yīng)力管樁，同時(shí)采用C30等級(jí)的混凝土。在此次研究中，對(duì)其柱網(wǎng)布置進(jìn)行分析，并且選取最優(yōu)方案進(jìn)行研究。在實(shí)際工程的具體設(shè)計(jì)過程中，依照甲方的實(shí)際要求，將其構(gòu)建為4～5層的商場(chǎng)建筑，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用大柱網(wǎng)的布置模式，其柱網(wǎng)的尺寸達(dá)到8.4m×7.5m，其框架柱的截面尺寸達(dá)為600mm×600mm，其整體框架主梁在構(gòu)建過程中，相應(yīng)的截面尺寸達(dá)到350mm×700mm，次梁所具有的斷面尺寸達(dá)到250mm×450mm。在側(cè)梁的構(gòu)建過程中，采用井字梁的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分析[2]。

3 對(duì)車庫柱網(wǎng)布置及造價(jià)成本之間所存在的進(jìn)行詳細(xì)的分析

3.1 對(duì)結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)間距進(jìn)行分析

第一，地下車庫其頂板由于覆土的實(shí)際荷載相對(duì)較大，因此在實(shí)際使用過程中，其頂板結(jié)構(gòu)主要為受彎的受力構(gòu)件，在地下庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，柱網(wǎng)所具有的間距大小在一定程度上會(huì)對(duì)頂板結(jié)構(gòu)框架梁，以及實(shí)際現(xiàn)澆板所具有的內(nèi)力大小產(chǎn)生影響。會(huì)對(duì)頂板結(jié)構(gòu)所存在的整體結(jié)構(gòu)成本產(chǎn)生一定程度的影響，由此得出結(jié)論，小柱網(wǎng)間距結(jié)構(gòu)所具有的頂板結(jié)構(gòu)成本與較大柱網(wǎng)間距結(jié)構(gòu)相比相對(duì)較低。第二，地下車庫結(jié)構(gòu)及柱網(wǎng)間距如若進(jìn)一步的縮小，整體框架柱的數(shù)量會(huì)進(jìn)一步的增加，雖然能夠進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)實(shí)際框架柱的截面進(jìn)行調(diào)整。但由于在具體設(shè)置過程中，其受制于構(gòu)造要求及配筋設(shè)計(jì)等諸多原因。因此，小柱網(wǎng)間距結(jié)構(gòu)所存在的框架柱的實(shí)際成本與較大柱網(wǎng)間距結(jié)構(gòu)相比較大。第三，地下車庫其柱下基礎(chǔ)所具有的數(shù)量與框架柱相同，由于整體柱網(wǎng)間距的減小，會(huì)導(dǎo)致框架柱數(shù)量的進(jìn)一步增加，但柱下所具有的獨(dú)立基礎(chǔ)，其整體面積在不同的柱網(wǎng)間距中會(huì)具備一定程度的相同性。其主要的原因在于，柱下基礎(chǔ)所具有的總面積會(huì)由地下車所存車庫所存在的總荷載予以決定，不同柱網(wǎng)間距所具有的地下車庫面積及自身相同，則基礎(chǔ)的總體面積同樣相同，由此可以推論出，相對(duì)較小的中網(wǎng)間距結(jié)構(gòu)所具有的單個(gè)柱下基礎(chǔ)面積需要進(jìn)一步的小于大柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)所存在的單個(gè)柱下基礎(chǔ)的實(shí)際面積。在實(shí)際地基承載力同等的情況之下，其柱下基礎(chǔ)所存在的高度以及相應(yīng)的配筋率會(huì)有實(shí)際的單柱軸力，以及實(shí)際的懸臂彎矩的大小予以確定，在基礎(chǔ)相同高度的前提之下，小柱網(wǎng)間距結(jié)構(gòu)所具有的柱下基礎(chǔ)配筋與大柱網(wǎng)間距結(jié)構(gòu)所具備的柱下基礎(chǔ)配筋相比相對(duì)較小。由此可以得出，小柱網(wǎng)間距結(jié)構(gòu)在構(gòu)建過程中，所存在的基礎(chǔ)成本與大柱網(wǎng)間距結(jié)構(gòu)相比相對(duì)較小。上述頂板結(jié)構(gòu)以及框架柱、基礎(chǔ)3個(gè)主體結(jié)構(gòu)所具有的成本分析能夠得出下述結(jié)論，每平方米及相應(yīng)的主體結(jié)構(gòu)成本對(duì)比過程中，較大間距柱網(wǎng)所花費(fèi)的成本與較小間距相比相對(duì)較大[3]。

3.2 單車位建筑面積的影響

對(duì)于實(shí)際單車位建筑面積的影響進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，依照各個(gè)結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)間距的實(shí)際方案的具體車位平面布置，需要進(jìn)一步的考量整體結(jié)構(gòu)柱寬，依照研究，可以由計(jì)算而得出雙向大柱網(wǎng)，其結(jié)構(gòu)與單向小柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)與雙向小柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)所存在的單純類面積的實(shí)際比例為1.005∶1∶1.017。由此可以進(jìn)一步的得出：如果同樣需要建造擁有1500個(gè)車位的地下車庫，單向小柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)地下車庫所具有的占地面積相對(duì)較??；而雙向小柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)所具有的地下車庫的實(shí)際占地面積最大；不同柱網(wǎng)間距結(jié)構(gòu)，其單車位造價(jià)所存在的現(xiàn)實(shí)差異。

3.3 建筑立面效果對(duì)柱網(wǎng)布置的規(guī)則性產(chǎn)生影響

在工程開展過程中，建筑單位僅會(huì)對(duì)建筑立面所具有的造型美觀程度予以重視，要求地面變化體現(xiàn)不規(guī)則性，而設(shè)計(jì)人員在實(shí)際設(shè)計(jì)中為了對(duì)甲方的需求予以滿足，在開展實(shí)際建筑立面的設(shè)計(jì)過程中，往往會(huì)以標(biāo)新立異為出發(fā)點(diǎn)開展相應(yīng)的設(shè)計(jì)。由此，使得建筑在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，其布置規(guī)則度較低。舉例說明，部分框架柱在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，無法依照軸線予以對(duì)齊，同時(shí)部分框架柱在實(shí)際構(gòu)建過程中，其上下連續(xù)性較低，由此產(chǎn)生梁上托柱的問題。部分框架連續(xù)性較低，使得柱計(jì)算長度大幅度的增加?？蚣芰撼霈F(xiàn)上下錯(cuò)軸，并且相應(yīng)的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)不規(guī)則等諸多問題。而上述不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，在實(shí)際建設(shè)過程中，計(jì)算結(jié)果將會(huì)導(dǎo)致整體構(gòu)件的含鋼量以及截面將大幅度的增加。此外，不同方案之下，相應(yīng)的車庫柱網(wǎng)造價(jià)會(huì)具備一定程度的特點(diǎn)，相對(duì)較小的車庫柱網(wǎng)在實(shí)際造價(jià)成本的構(gòu)建過程中，以及其實(shí)際的使用功能角度，就會(huì)具備較為明顯的優(yōu)勢(shì)，由此在實(shí)際構(gòu)建過程中，可以對(duì)車庫柱網(wǎng)工作提供一定程度的可行性優(yōu)化。具體而言，可從以下幾個(gè)角度進(jìn)行分析。其一，可以結(jié)合實(shí)際工程所在地的綜合經(jīng)濟(jì)能力及水平，設(shè)計(jì)符合當(dāng)?shù)鼐用窳?xí)慣的建筑風(fēng)格，更為合理地對(duì)建筑使用功能進(jìn)行設(shè)置，在不對(duì)建筑功能的實(shí)際使用功能產(chǎn)生影響的前提之下，其框架結(jié)構(gòu)需要應(yīng)用更加經(jīng)濟(jì)的柱網(wǎng)布置模式，防止存在梁上托柱的布置情況。其二，其建筑的立面造型在設(shè)計(jì)過程中，需要做到與周圍環(huán)境高度協(xié)調(diào)，不可標(biāo)新立異，較為合理的框架結(jié)構(gòu)，在布置的過程中需要形成上下對(duì)齊，柱網(wǎng)規(guī)整的效果。此外，需要注意盡可能地降低各類不必要的造型出現(xiàn)概率，防止由于各類不必要的造型需求，而使得整體構(gòu)架的施工成本大幅度的提升，防止由此對(duì)主體結(jié)構(gòu)的計(jì)算產(chǎn)生影響[4]。

4 結(jié)束語

在建筑工程構(gòu)建過程中，車庫的柱網(wǎng)與實(shí)際的造價(jià)成本會(huì)存在一定程度的內(nèi)在聯(lián)系。在車庫的柱網(wǎng)施工過程中，需要依照當(dāng)前建筑的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)有效且高度合合的配置方案，確保二者能夠具備結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一性。以此使得柱網(wǎng)在構(gòu)建過程當(dāng)中所具有的合理性大幅度提升，確保地下車庫在實(shí)際建設(shè)過程當(dāng)中的應(yīng)用效率。