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        立體公交車停車庫建筑結構方案選擇及經(jīng)濟成本分析

        2019-11-25 08:58:50廖昉黃放廖龍濤
        重慶建筑 2019年11期
        關鍵詞:車位車庫公交車

        廖昉,黃放,廖龍濤

        (重慶城市綜合交通樞紐(集團)有限公司,重慶 401120)

        1 概述

        當前我國經(jīng)濟快速發(fā)展和大規(guī)模城市化帶來了巨大且日益增長的城市公共交通需求。但面對目前城市緊缺的土地供應,大力發(fā)展公交建設,致使公交車停放的問題日趨嚴峻。為提高土地使用效率,公交停車由傳統(tǒng)地面停車向綜合立體停車發(fā)展。加之目前大力發(fā)展的TOD建筑,公交停車庫上蓋商業(yè)、物流倉儲、小型運動場館等綜合建筑的越來越多,但公交車尺寸大,荷載重,容易有安全隱患且成本高。本文旨在分析如何高效、經(jīng)濟地實現(xiàn)立體公交車停車,對立體公交車庫設計提出建議。

        2 基本條件

        公交車庫設計必須基于公交車參數(shù)進行,目前重慶公交集團一般使用恒通客車或宇通客車公司的公交客車,一般尺寸為12000mm×2550mm×3350mm(長×寬×高),整車質量13t,總質量18t,前軸重6.5t,后軸重11.5t。 根據(jù)《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規(guī)范》GB 50067-2014 6.0.15條,按以上尺寸取值,兩車之間的水平距離為0.9m,因此標準車位尺寸為13m×3.5m,汽車與柱間距為0.4m,汽車與墻的間距為0.5m。根據(jù)車輛高度,修車庫凈高取4m,考慮結構梁高、安裝工程和標識系統(tǒng)設置,層高取6m。

        2.1 轉彎軌跡分析

        公交車在室內行駛,其轉彎的外徑和內徑隨車型尺寸的變化而變化,且由于公交車尺寸較大,不同于普通小型客車,沒有相應的規(guī)范可以參考,但轉彎設計是影響車庫建筑設計的關鍵因素,直接影響了車庫的使用安全性和工程造價。所有機動車轉向符合阿克曼轉向機構原理 (Ackermann Steering),所有車輪在行駛過程中符合純滾動而不滑動的規(guī)律。汽車在轉彎的過程中,全部車輪都圍繞一個瞬時中心點做圓周運動。圓心位于后輪軸的延長線上,并與兩前轉向輪轉向角正交(圖1)。根據(jù)此原理,收集重慶地區(qū)常用公交車外形參數(shù),按《車庫建筑設計規(guī)范》JGJ 100-20154.1.4條計算[1],確定最小外半徑(R0)和內半徑(r0)??紤]到實際使用中行車速度和安全問題,每邊預留0.2m的動態(tài)加寬。

        圖1 環(huán)形車道平面圖

        根據(jù)表1取包絡值,公交車庫建議設計時最小外半徑取14.5m,最小內半徑取8.5m。

        3 建筑停車方案

        地下車庫采用垂直式停車方式效率最高,根據(jù)車位與柱網(wǎng)的關系分析,柱尺寸按800mm×800mm矩形柱考慮,每個柱跨內有兩種不同的布置方案,一種為3車位布置(圖2),一種為2車位布置(圖3),柱軸距分別為3.5×3+0.8+0.4×2=12.1m和3.5×2+0.8+0.4×2=8.6m。車道凈寬取最小外半徑14.5m,柱間軸距取15.3m,車位柱間軸距取12.6m。

        表1 重慶地區(qū)常用公交車外形參數(shù)(mm)

        圖2 建筑方案1(3車位方案)

        圖3 建筑方案2(2車位方案)

        由于柱跨布置不同,為估算停車效率,按單車分擔面積進行停車效率對比。方案1中按填充區(qū)域作為典型計算面積,單車面積為81.2m2;同理,方案2單車分擔面積為87.0m2。兩個方案相比方案1比方案2效率高7.1%。兩種布置方案單車建筑面積均低于 《城市道路公共交通站、場、廠工程設計規(guī)范》CJJ/T 15-2011中100m2的指標[2]。

        4 結構方案和計算方法

        4.1 結構方案

        根據(jù)上文分析的建筑布置方案,有4種基本的結構布置方案(圖4—圖7)。

        圖4 結構方案1

        圖5 結構方案2

        圖6 結構方案3

        圖7 結構方案4

        4.2 等效均布荷載

        由于 《建筑結構荷載規(guī)范》GB 50009-2012未明確載人數(shù)量≥9人的客車樓面荷載,應將車輪的局部荷載按結構效應的等效原則,按《建筑結構荷載規(guī)范》GB 50009-2012附錄C進行計算[3]。公交車輪壓以及荷載大,確定公交車等效均布荷載值是公交車結構經(jīng)濟性的關鍵。根據(jù)不同板跨,按公交車局部輪壓產生的最大彎矩或剪力計算等效均布活荷載,并考慮1.3的動力系數(shù)[4]。根據(jù)公交車不同的排布方式,計算得出等效均布荷載取值(表2)。

        表2 公交車荷載取值(kN/m2)

        結構計算采用YJK1.8版本,計算時按《混凝土結構設計規(guī)范》GB 50010-2010第5.2.4條考慮樓板作為翼緣對梁剛度和承載力的影響[3]。結構類型取框架結構,抗震等級取三級。施工圖設計時,梁板裂縫控制取0.3,雙向板采用塑性計算方法,β取1.6。計算采用梁鋼筋強度HRB500鋼筋,樓板鋼筋強度為HRB400鋼筋,梁板的混凝土標號均為C40。主梁的配筋率主梁按1%~1.5%控制,次梁按1.5%~2.0%控制,詳見圖4—圖7。

        5 工程造價分析

        混凝土用量和用鋼量指標如表3所示。

        表3 混凝土用量和用鋼量指標統(tǒng)計

        6 結果分析

        從以上統(tǒng)計結果,可以得出以下結論:

        (1)從兩個建筑方案對應結構方案可以看出,3車位的建筑方案主梁跨度大,無論梁高還是含鋼量都非常高,明顯不經(jīng)濟,雖然建筑方案1結構柱較少,停車效率相對較高,但結合結構工程造價來看,建筑方案2為推薦方案;

        (2)從混凝土用量和用鋼量的統(tǒng)計結果來看,結構方案3的混凝土用量和鋼筋用量都是最少的,主要原因是因為板跨較大的情況下等效均布荷載相對較小。結構方案3在普通梁板結構中次梁個數(shù)是最少的,施工相對簡單,模板使用量也是普通梁板結構中最少的,在綜合造價方面也具有一定的優(yōu)勢;

        (3)結構方案4的主梁高度為1000mm,相比其他方案在多層地下室方案中就比較有優(yōu)勢,能大大減少總土方量、地下室底板、地下外墻等工程量。并且結構方案4其自重較大,特別是地下水較高的地下室能減少反壓用量,實際工程中可與結構方案3綜合對比試算。

        綜合考慮以上因素,筆者認為,采用建筑方案2并結合結構方案3是最具有優(yōu)勢的方案布置,應優(yōu)先考慮。但如果在多層地下室并有地下水且工期緊的情況下,也可以采用結構方案4綜合對比。

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