范瑞華，周建正，潘揚(yáng)

1.浙江省地下建筑設(shè)計(jì)研究院，浙江 杭州 310012

2.杭州華正建筑設(shè)計(jì)院有限公司，浙江 杭州 310012

1 工程概況

工程位于浙江省衢州市西區(qū)，是房產(chǎn)公司在衢州市開(kāi)發(fā)區(qū)傾力打造的高檔高層居住區(qū)。小區(qū)由16幢高層和小高層圍合成兩大中心庭院。小區(qū)所有車(chē)位全部由高層和中心庭院下的地下車(chē)庫(kù)解決，地下車(chē)庫(kù)總建筑面積達(dá)到3.3萬(wàn)多m2。地下車(chē)庫(kù)頂板覆土為1.5m，覆土上布置有大型游泳池、園林建筑小品等大型景觀設(shè)施以及小區(qū)道路、循環(huán)消防車(chē)道。

地下車(chē)庫(kù)采用鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系，地下車(chē)庫(kù)底板和頂板采用現(xiàn)澆梁板式鋼筋混凝土樓蓋。

2 地下車(chē)庫(kù)頂板梁多種布置方案經(jīng)濟(jì)性比較的提出

在對(duì)地下車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到該地庫(kù)具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：1）所受荷載大：地下車(chē)庫(kù)頂板覆土荷載為1.5x18=27kN·m2，地下室頂板施工期間荷載為5kN·m2，消防車(chē)荷載國(guó)家荷載規(guī)范要求不小于20kN·m2；2）地下車(chē)庫(kù)總建筑面積大。我們對(duì)地下車(chē)庫(kù)頂板梁，根據(jù)次梁布置方式提出了3種布置方案：井字形次梁布置方案、十字形次梁布置方案、無(wú)次梁的主梁布置方案。對(duì)以上3種方案，我們分別進(jìn)行了分析比較計(jì)算。

3 計(jì)算模型

工程計(jì)算采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院-PKPM CAD工程部開(kāi)發(fā)的多層及高層建筑結(jié)構(gòu)有限元分析SATWE(2008年5月版)；經(jīng)濟(jì)比較研究對(duì)象采用:開(kāi)間5x8100mm和進(jìn)深5x6600mm各五跨的標(biāo)準(zhǔn)軸網(wǎng)的中部框線(xiàn)區(qū)域，區(qū)域建筑面積：S=39x29.5=1150.m2，框架主梁截面主要有400mmX900mm，400mmX700mm；次梁350mmx650mm；井字形次梁布置方案、十字形次梁布置方案板厚均為200mm，無(wú)次梁的主梁布置方案板厚均為250mm；梁板鋼筋均為二級(jí)鋼。

3.1 各模型的計(jì)算結(jié)果分析

1）井字形次梁布置方案計(jì)算結(jié)果：

混凝土研究區(qū)建筑面積：39×29.5=1150.5m2

研究區(qū)混凝土總用量：502.2 m3

混凝土單位用量：502.2/1150.5=0.437 m3/m2

梁研究區(qū)建筑面積:16.2×12.4=200.88m2

研究區(qū)梁總配筋面積：108600 mm2

梁鋼筋單位用量：108600/200.88=540 mm2/ m2

研究區(qū)板厚：200mm

研究區(qū)板配筋：10@150(As=4×524=2096 mm2/m2)

2） 十字形次梁布置方案：

混凝土研究區(qū)建筑面積: 39×29.5=1150.5m2

研究區(qū)混凝土總用量：475.4 m3

混凝土單位用量：475.4/1150.5=0.413 m3/m2

梁研究區(qū)建筑面積:16.2×12.4=200.88m2

研究區(qū)梁總配筋面積：109200 mm2

梁鋼筋單位用量：109200/200.88=543mm2/m2

研究區(qū)板厚：200mm

研究區(qū)板配筋：12@150(As=754×4=3016 mm2/m2)

3）無(wú)次梁的主梁布置方案：

混凝土研究區(qū)建筑面積: 39×29.5=1150.5m2

研究區(qū)混凝土總用量：515.6 m3

混凝土單位用量：515.6/1150.5=0.448 m3/m2

梁研究區(qū)建筑面積:16.2x12.4=200.88m2

研究區(qū)梁總配筋面積：96200 mm2

梁鋼筋單位用量：96200/200.88=479mm2/ m2

研究區(qū)板厚：250mm

研究區(qū)板配筋：

面筋18@150雙向(As=2x1696=3392mm2/m2)

底筋12@150雙向(As=2x754=1508mm2/m2)

3 各模型的計(jì)算結(jié)果匯總（見(jiàn)下表）

三種方案的計(jì)算經(jīng)濟(jì)結(jié)果

從上表可以看出，3種次梁布置方案在板鋼筋用量上卻呈現(xiàn)出明顯的差異；由此也驗(yàn)證了板鋼筋是控制含鋼量的決定因素；無(wú)次梁的主梁布置方案比井字形次梁布置方案在單位建筑面積造價(jià)上整整高出了50%，十字形次梁布置方案比井字形次梁布置方案在單位建筑面積造價(jià)上高出了15%；

以上數(shù)據(jù)說(shuō)明：次梁布置越少，板厚愈厚，板配筋愈多，經(jīng)濟(jì)性愈差；由此類(lèi)推，對(duì)第4種布置方案：無(wú)梁樓蓋布置方案，其經(jīng)濟(jì)性在理論上應(yīng)是比無(wú)次梁的主梁布置方案更差，所以，我們就不在對(duì)其進(jìn)行計(jì)算分析。

4 設(shè)計(jì)總結(jié)

井字形次梁布置方案比其它幾種布置方案在造價(jià)上要經(jīng)濟(jì)許多。除此之外，井字形次梁布置方案更有利于消防噴淋管線(xiàn)的布設(shè)。井字形次梁布置方案形成的板為受力合理的小跨雙向板，在防止板裂縫上更具優(yōu)越性。因此，井字形次梁布置方案應(yīng)為地下車(chē)庫(kù)頂板梁優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的最佳選擇。