（河南徐輝建筑工程設(shè)計有限公司，河南，鄭州，450000）

【摘要】本文詳細闡述了寬扁梁的技術(shù)特征和工程特性，并介紹了寬扁梁在鄭州某地下車庫的應(yīng)用情況，應(yīng)用結(jié)果表明，對于有凈高特殊要求的地下車庫，寬扁梁是一種較為經(jīng)濟且容易保證質(zhì)量的樓蓋型式。

【關(guān)鍵詞】寬扁梁；地下車庫；凈高

1 前言

鄭州地區(qū)地下車庫多采用普通梁板樓蓋，由人防要求的地下車庫中應(yīng)用也比較普遍。其原因主要在于：①普通梁板樓蓋在工程中大量采用，施工難度不大，易于保證質(zhì)量；②地下車庫頂一般均有覆土，其上還有消防車道和景觀，荷載較大，通過加大梁高的方式結(jié)構(gòu)受力更合理；③施工速度快，工程中應(yīng)用普遍，施工單位不需要再理解消化，容易操作，工人施工起來很快。

當?shù)叵滤痪嗟孛婧芙鼤r，或設(shè)備對凈空要求高時，往往層高受到限制，不能采用普通梁板樓蓋。工程中常見結(jié)構(gòu)形式有井字梁樓蓋、密肋樓蓋、現(xiàn)澆空心樓蓋。井字梁樓蓋對降低梁高作用不明顯；密肋樓蓋能明顯降低梁高，但給設(shè)備布置帶來麻煩，其模殼需要定制，總體造價偏高；現(xiàn)澆空心樓蓋能彌補密肋樓蓋對設(shè)備的影響，其箱體需要定制，施工保證措施要求極高，總體造價也偏高。

高層建筑的地下室往往用做汽車庫和設(shè)備機房，柱距較大，采用一般梁板式樓蓋時，由于梁截面高度大，機電管道需要在梁下通行，因此，層高多數(shù)在 3.8～4.5m之間，機電設(shè)備用房還需另行考慮。當有多層地下室時，地下一層頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位，按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定應(yīng)采用梁板結(jié)構(gòu)。

建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB 50011-2010)第6.1.14條規(guī)定：“地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位時，地下室在地上結(jié)構(gòu)相關(guān)范圍的頂板應(yīng)采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)，相關(guān)范圍以外的地下室頂板宜采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)”。全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施2009版第21頁對梁板體系做了明確：主次梁樓蓋、大板樓蓋、井字梁樓蓋。同時明確地下室頂板不宜采用無梁樓蓋。

地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位能否采用現(xiàn)澆空心樓蓋規(guī)范尚無定論，經(jīng)省內(nèi)知名專家論證，形成意見如下：“地下室頂板不應(yīng)采用無梁樓蓋，若采用現(xiàn)澆空心樓蓋，建議設(shè)明梁(或抗彎剛度較大的暗梁)”

按地下室頂板覆土1.8米，同時考慮消防車荷載，若采用現(xiàn)澆空心樓蓋，至少需用筒芯300高，上下板厚150。地下工程防水技術(shù)規(guī)范(GB 50108-2008)第4.1.7條規(guī)定：防水混凝土結(jié)構(gòu)厚度不應(yīng)小于250mm。若考慮頂板厚調(diào)整為250，底板厚調(diào)整為100，加上筒芯高300，樓蓋高度將達到650高。按寬扁梁的構(gòu)造要求結(jié)合受力需要梁高為700，與空心樓蓋厚度差別不大。采用寬扁梁樓蓋后，頂板250厚即可，不必再設(shè)100厚下層板，更容易達到抗震規(guī)范和地下工程防水技術(shù)規(guī)范要求。

經(jīng)對普通梁板樓蓋、空心樓蓋、寬扁梁樓蓋三種方案計算，通過經(jīng)濟分析得出結(jié)論：空心樓蓋含鋼量為60.88kg/m2，寬扁梁樓蓋含鋼量為81.2kg/m2，普通梁板樓蓋含鋼量為62.60kg/m2，采用寬扁梁樓蓋較空心樓蓋含鋼量高20.32kg/m2，較普通梁板樓蓋含鋼量高18.6kg/m2。

2 寬扁梁樓蓋的技術(shù)特征和工程特性

寬扁梁樓蓋是從無梁樓蓋基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，介于普通梁板樓蓋與無梁樓蓋之間的一種新型樓蓋體系，是普通梁板樓蓋中的一種，是將普通梁的梁高降低，改用加寬梁寬的方式改進而成的樓蓋形式。由于其在結(jié)構(gòu)設(shè)計中較容易實現(xiàn)“強柱弱梁，強剪弱彎，強節(jié)點弱構(gòu)件”的抗震設(shè)計理念，而且寬扁梁只要設(shè)計、構(gòu)造措施得當，能夠改善框架節(jié)點的延性，增加節(jié)點區(qū)在地震作用下的變形能力。有效避免了在施工過程中框架節(jié)點區(qū)鋼筋過于密集，混凝土難以灌注、振搗的尷尬局面。

寬扁梁樓蓋集合了井字梁樓蓋、密肋樓蓋、現(xiàn)澆空心樓蓋的綜合優(yōu)勢，適用于對凈高和層高要求較高的情況?？紤]功能要求和造價影響，地下車庫層高受限制的情況越來越多，也促進了寬扁梁樓蓋體系的發(fā)展和應(yīng)用。地下車庫梁主要承受豎向荷載，以抗彎為主，截面抗彎除加高梁高外，還可通過改變梁寬實現(xiàn)。截面剛度與梁高成立方關(guān)系，梁高加高一倍，截面剛度增加8倍；截面剛度與梁寬成線性關(guān)系，梁寬加寬一倍，截面剛度增加2倍。

抗震規(guī)范僅對寬扁梁截面有規(guī)定，但沒有設(shè)計細則。

國外的學(xué)者認為：節(jié)點區(qū)的所有力平衡是關(guān)鍵，寬梁的部分筋若在柱外側(cè)通過時，在斜壓桿的上下端就沒有能起平衡作用的豎向壓力，在柱外的那部分梁可能被剪壞。他們據(jù)此提出兩種解決方法：1、將梁的上部鋼筋全部配置在柱寬范圍內(nèi)；2、配置豎向筋以承擔(dān)壓桿推力產(chǎn)生的豎向分力。

國內(nèi)的文獻指出前種方法僅適用于梁比柱稍寬一點的情況，否則，柱內(nèi)鋼筋將密得無法施工，若以犧牲梁的有效高度而設(shè)置多排筋，顯然也不合理，但我們要求有70%左右的鋼筋通過柱子。對第二種方法，國內(nèi)有不少的專門論述。有關(guān)實驗指出，寬扁梁在靜載和低周反復(fù)荷載作用下，破壞區(qū)域基本在節(jié)點外核心區(qū)。在外核心區(qū)設(shè)置箍筋可以起到保護內(nèi)核，轉(zhuǎn)移塑性鉸的作用，而且有必要設(shè)穿過柱內(nèi)的垂直鋼筋，以增強外核心區(qū)的強度。綜上所述，節(jié)點設(shè)計中，節(jié)點外核心區(qū)抗扭是寬扁梁的核心所在。

通過對寬扁梁的裂縫進行計算后發(fā)現(xiàn)：由強度控制的梁，如果配筋率較大時，則裂縫寬度難以滿足，須加大配筋，根據(jù)經(jīng)驗，當配筋率達到2%左右時，就應(yīng)注意裂縫問題。驗算寬扁梁的撓度時，在支撐情況和跨度一定時，其剛度就起著決定性作用，寬扁梁不宜布置雙排筋，有效高度的增多或減少都影響受力。

與寬扁梁重合部分的板，其作用機理已與純板完全不同，與梁共同作用并相互協(xié)調(diào)?？紤]板的內(nèi)力塑性重分布，一般對四周與梁整體連接的板中間跨的跨中截面，計算彎距可減少20%。連續(xù)板跨中由于正彎距作用截面下部開裂，支座由于負彎距作用截面上部開裂，使得板的實際軸線成拱形，拱形支座位于梁邊附近。

3 工程應(yīng)用實例

鄭州市龍子湖大學(xué)城某項目，共15棟26層住宅樓，通過單層地下車庫相連。工程所在場地歷史最高水位埋深在自然地面以下1.0m左右，基坑開挖最深為現(xiàn)狀地面以下2.7m左右，抗浮設(shè)計水位按歷史最高水位。

為盡可能降低層高，減少降水和抗浮費用，甲方要求層高做到3.9米，設(shè)備管線預(yù)留空間0.9米高，設(shè)備下凈空要求2.3米，結(jié)構(gòu)梁高最高限制在0.7米。地下車庫柱網(wǎng)8.1m×8.4m，其上有1.8米厚覆土，頂板上除消防車道外布置有景觀，采用普通梁板樓蓋時，主梁500x1000~1100，次梁400x800，板厚250mm；采用寬扁梁樓蓋時，主梁800~1000x700，次梁300x650，板厚250mm；

兩種結(jié)構(gòu)形式整體經(jīng)濟性指標數(shù)據(jù)見下表

樓蓋形式建筑層高

(mm)結(jié)構(gòu)高度

(mm)混凝土含量

(m3/m2)鋼筋含量(kg/m2)

普通梁板

樓蓋430011001.1599

寬扁梁樓蓋39007001.20125

通過比較可以看出，若保持凈空不變，與普通梁板樓蓋相比，寬扁梁樓蓋層高減少了400mm。鋼筋含量的增加完全可以通過層高的減少彌補，考慮由于層高的降低帶來的土方開挖、降水、抗浮費用減少及施工周期縮短，仍具有相當優(yōu)勢。

4 結(jié)論

4.1 本項目采用寬扁梁樓蓋，承載力和變形滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，施工周期縮短，整體造價有所降低。

4.2 地下車庫采用寬扁梁樓蓋，通過了施工圖審查，實施后視覺效果良好。

參考文獻

[1] 中華人民共和國標準 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50010-2010）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010

[2] 傅學(xué)怡 寬扁梁設(shè)計建議 建筑結(jié)構(gòu)