摘要：在园林设计中如何实现车库顶板上的构筑物，结构形式的选择成了至关重要因素。以四角景观亭为例，通过不同结构方式的荷载计算，客观反映出顶板的受力状况，为提供准确且可实施的园建施工图设计创造合理条件。
关键词：四角景观亭 结构形式 车库顶板 构筑物 荷载 受力形式 影响
引言：在房地产园林景观中，赏心悦目的景观亭常贮立车库顶板之上，或高或低，或大或小。俗语说内行看门道外行看热闹，从事景观行业的设计师则要考虑如何满足景观满要且实现景观的可能性。如果景观先行，建筑配合，那么则不需考虑顶板荷载问题。行业现状却往往相反，既定车库覆土厚度，然后由景观配合。那将如何实现多样化的景观形式呢？
1 从常规经济性、功能性角度看，地下车库类型通常分普通地下室和人防地下室；按构造形式分有全地下室和半地下室。常见的人防地下室，其设计覆土深度一般为1.2~1.5m。景观构筑物、绿化堆坡、大树种植等方面，都直接影响到顶板的受力形式，如达到或超过极端情况，则顶板钢砼结构将出现挠度变形、顶板裂缝、顶板漏水甚至垮塌。低洼大草坪、放空的低洼溪涧、放空的泳池等同样影响顶板的抗浮。由此看来景观内容或多或少，或简或繁；荷载或大或小，或轻或重，都直接影响车库顶板受力形式。
2.1 现例举人防地库上四角景观亭为列：车库顶板顶板为梁板结构，覆土厚度为1.5m，按含水土壤容重20KN/m3计算，恒荷载为30KN/m2； 活荷载取值4KN/m2；柱网为8.4mx8.4m；亭子轴网为3.6mx3.6m，地坪至顶板2.1m，四周为草坪草坪至顶板2.05m，如2.1图所示：
2.2.1 纵观上述条件，从事园建施工图的设计师将选择何种结构形式，才能减少对车库顶板作用时产生的不良影响呢？何种方式才能实现顶板上此种构筑物景观设计呢？
2.2.2用钢筋砼结构？试算单层景观亭，从屋顶荷载经验值为15KN/m2算，那么5.4mX5.4mX15 KN/m2=437.4KN，传递到四个面积为1.2mX1.2m=1.44㎡柱子基础结构上，每柱荷载为75.9KN，外加2.1m厚的地坪线性荷载，明显超于顶板原设计的均布荷载值。
3 那么设计师在园建施工图设计中如何解决这个问题？在以往工作中我们已进行了许多种方式尝试，在不改变构筑物景观设计的前提下，常用的方式有：
3.1 通过景观亭底部梁板架空方式，减少构筑物所在区域的地坪以下荷载
底部架空，其传力方式从此前均布荷载与集中荷载叠加，转变为四柱集中荷载。梁板结构作为地坪结构的首选，轴距间用0.18m砖砌墙挡土，那么可以减少多少重量呢？区域减少荷载为3.6mX3.6mX20KN/m3 (含水土容重)X1.9m(已减首层板厚度)=492.48KN，折算均布荷载38KN/m 。这将为景观亭能落于顶板上创造了极大的有利条件，接着只要能算出四柱的集中荷载及四周绿化覆土的线性荷载，则能分析出上部构造物是否对顶板产生不利影响。如图3.1所示
3.2 改变景观亭基础的形式
轴网为3.6mX3.6m四角亭的传力，对于柱距8.4X8.4m的车库来说，无论景观亭位于顶板何位置，都无法将力直接传至车库受力柱上。
3.2.1使用筏板形式，将构筑物3.6mX3.6m扩散至车库的次梁或主受力柱上
筏板方式简单来说，就等同于把局部区域的车库顶板厚度加厚，当然其受力只是协同方式，与结构板整体厚度加强还是有些区别。但筏板范围作用于8.4m主梁间距的顶板，那么将通过对2.8mX3或4.1mX2次梁方式传递，就如同单向厚板受力。作用于梁总比作用于板好，这也是基于大家的结构常识。既可减板的变形，也可减少其裂缝而导致的漏水。当然，是否成立，前提是次梁也能承担足够的受力。如图3.2.1所示：
3.2.1筏板传力方式
3.2.2通过梁柱方式，将构筑物柱网3.6mX3.6m转变为8.4mX8.4m传力方式
这方式等同于将上部景观亭受力间接传于车库顶板的受力柱上，减少直接对主梁、次梁板的受力影响。 从结构受力角度来讲，柱的刚性好，承载力不错，能极大的把力传至大地，但前提还是柱子本身的大小、配筋量及砼强度要足够。如图3.2.2所示：
3.3 采用构筑物柱身干桂形式减少石材的厚度及钢筋砼柱的截面大小
有时园林中柱身的厚度并不等同于其实际受力，更多只是考虑其体量及柱身与亭盖的搭配、设计风格的要求等。因此0.45mX0.45m的柱子，采用原来湿贴方式的话，其钢筋砼的截面0.35mX0.35m外加0.02m砂浆0.03m饰面，0.45mX0.45mX25 KN/m3，算出15.19 KN/柱。采用干挂形式的话，柱身钢砼截面则可以降低至0.25mX0.25m，外加干挂件，加0.03m外饰石材。从柱身高度3m计算得知：0.1mX0.1mX25KN/m3 X3m每柱可减轻0.75KN。 参考3.4.1图2
3.4 把景观亭设计为轻质结构，常用的形式有钢柱与钢梁屋架或上部纯木结构
3.4.1以0.45mX0.45m柱身截面为例子来说，方钢柱截面可为0.15mX0.15mX(0.08~0.010)m， 外加干挂件及加0.03m外饰石材，钢柱为0.3567 KN/m，3 m高则可计算1.07KN/柱，外加0.04KNX0.45mX25 KN/m3X4X3m=5.4KN，两者合计6.47KN/柱。从计算得知，钢构比钢砼柱重量轻很多。3.4.2以屋顶钢构为例，对比钢筋砼屋架钢架檩条0.08mX0.06mX0.05m矩形钢梁，主梁0.15 mX0.1mX0.08m。重量又有什么区别呢？[(3.6m+0.9m)X4+(3.6m+0.9m+0.9m)X3]X0.29KN/m+(3.6m+0.9m+0.9m)X7X0.1KN/m =13.69KN，如果是钢筋砼5.4mX5.4mX0.12mX25 KN/m3=87.48KN，只从屋架一项可得知钢构屋顶远轻于钢砼屋盖。
在结构设计规范中，木的容重比钢轻得多，若长度、截面与钢相图，可想而知，重量则为三者中最轻。
3.5 采用聚苯乙烯泡沫板方式，将景观亭周边覆土厚度减少
通过等效分布荷载方式，降低景观亭局部超荷对顶板的集中影响。从亭子覆土情况可以得知，厚度已超。如景观亭只超车库荷载部分，但未达到顶板的荷载极端值，那么减少绿化覆土是很有必要的，至少能均衡该区域的整体荷载。如覆1.2剩余0.9m全填上聚苯乙烯泡沫板。这种处理方式使得顶板上部荷载减6 KN/㎡。这样不连续分布的荷载荷载效应仍应与实际的荷载效应保持一致。如图3.4.5所示：
3.6 与业主沟通此景观亭的景观重要性，让其与建筑设计沟通加强该区域顶板的荷载
加强方式如：车库梁加大截面、增补钢筋、增强梁的预应力、增加斜撑改变传力途径、改变受力体系、粘钢、包钢、粘贴碳纤维等方式。舅顶板荷载增强，则上部结构传力偏大，那也能使两者力催于平衡。
3.7 直接与建筑设计院沟通，取得车库顶板结构受力模型，并将景观荷载模似加于顶板计算
此方式能直观看出其传力方式对顶板的实际影响。再者，将景观亭单柱的受力值及受力位置提供给建筑同行，让其直接验算。再视情况，选择上部构筑物结构形式。
综上所述：通过采用不同的构造物结构形式，以及周边减轻覆土的处理方式，可减轻亭子的的实际重量。此种轴距四角亭，则可通过底架梁板架空，上部钢构干挂方式或木结构方式去实施构造物的景观形式。如果同一景观亭，轴距减小，体量减少，可通过计算去选择底部架空，上部是否为钢筋砼结构。再者，通过基础方式来满足于上部钢筋砼结构。
总之，无论采取何种方式，前提都需要确保构造物的安全性。方式会有多种，何种适合还是应该依据实际情况来。工作中除掌握结构知识，景观方面知识，仍要依靠经验累积，良好的合作沟通，多种方式运用，才能解决实际问题。
参考文献：
[1] GB50009-2012，《建筑结构荷载规范》[s] 64页等
[2] 刘正峰编著 地基与基础工程新技术实用手册 海潮出版社2006年5月出版 588页
[3] 陈志发 沙志国编著 建筑结构荷载设计 第二版 中国建筑工业出版社 45页
[4] 王文栋主编 中国有色工程设计研究总院 混凝土结构构造手册 第三版 中国建筑工业出版社 537页
论文作者:夏伟洲
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/11/24
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