摘要：地下汽车库因其使用功能单一、单方造价高、结构防渗抗浮设计施工复杂等原因，结构设计有很多问题值得探讨。本文从地下汽车库结构设计的柱网、层高、顶板、基础底板、抗浮、竖向构件、装配和预应力等方面谈谈自己的实践经验，探讨一下地下汽车库设计的安全性、经济性和施工可行性。
关键词：地下汽车库；结构设计；方案优化；装配式地下汽车
1引言
当前建设海绵城市、绿色建筑必然使得地上停车位减少，地下汽车库需求量高速增长。为了解决这一难题，同时响应国家节能环保、低碳经济的海绵城市的大政方针，现在大部分建筑工程都将停车位安置在地下。因此，在地下汽车库结构设计中，就要求结构设计人员加强对设计规范理解，明确一些基本要求和设计原则，根据项目实际情况，选择最安全、最经济的结构形式，从而有效实现地下汽车库设计的安全性、经济性和施工可行性。
2地下汽车库设计概述
一般来说地下汽车库结构形式为全现浇钢筋混凝土框架结构或板柱结构。随着工业化建筑的发展，现在也出现了很多装配式或部分装配式框架结构的地下汽车库。装配式地下汽车是一种发展趋势，以后会越来越多。地下汽车库从空间特性上可以分为单建、附建两种基本类型。单建地下汽车库形式简单，由于地上无建筑。单建地下汽车设计相对简单，结构满足抗浮要求，柱网和层高满足停车需求即可。附建地下汽车库因主楼的影响差别可能非常大，结构设计要考虑的因素也非常多。比如要考虑主楼的盆式沉降、主楼的相关范围、地上裙房荷载、变刚度、疏桩短桩设计等其它诸多方面的影响因素，这也使得附建地下汽车库比单建地下汽车库要复杂的多。
3地下汽车库结构设计方案优化
3.1柱网设计
柱网设计应综合考虑停车位宽度、车道的单双向行驶、结构形式、轴压比等因素。地下汽车库设计柱子越多停车肯定越困难，浪费空间。地下车库由于柱网比较规则，常规的地下汽车库考虑并排三两停车，柱距多为 8.0～8.5m。单层地下汽车库框架柱截面通长600x600mm，车位宽度一般取2.5m，柱距宜在8100mm左右最合适。但是从车道行驶方面考虑，单向行驶4m，双向行驶6m，因此车道处柱网6m最合适，地下汽车库不宜采用单向行驶的车道，柱距太小也不经济。考虑以上两条柱距一个方向取6m+8m+6m，另一个方向均为8m。
上部有商业的地下汽车库，柱距宜采用等间距8.0～8.5m,地下柱间应与上部一致。此种方案照顾上部商业，但是下部停车空间利用效率就不高，采用此方案时候应和上部商业综合考虑它的经济性。
如果采用预应力，柱距可以取15x15m，也可以单向（非预应力）采用6m，另一个方向（预应力）采用16m。采用预应力大柱网地下汽车库有个好处，可以在以后的停车管理中调整停车方案，而全现浇小柱距地下汽车库，建成后停车方案就定下来，很难修改调整。
3.2 层高设计
地下汽车库层高设计要考虑顶板覆土厚度、梁板高度、通风排烟管线、通行净高、基础底板等因素。降低地下室层高有很多好处：竖向构件材料省；降水、挖土、支护成本低；水浮力小；汽车坡道长度短等。采用普通现浇钢筋混凝土梁板层高宜取3.5~3.7m，采用预应力扁梁平板楼盖层高宜取3.3m，采用普通混凝土无梁楼盖层高宜取3.1~.3.2m, 采用预应力无梁楼盖层高宜取2.8~3.1m。综合使用和经济采用预应力无梁楼盖最合理。对于大柱距地下汽车库宜优先考虑预应力梁板式楼盖，从而减小梁的高度，降低地下汽车库层高。地下汽车库一般都是连续超长，层高太低会有压抑的感觉，因此对不需要抗浮设计的地下汽车库，层高可适当提高。
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3.3 顶板设计
地下汽车库顶梁板均是受弯承载力控制的混凝土构件。因此设计应考虑尽量减小梁板自重。因顶板需要考虑防水设计，混凝土板最小厚度一般取250mm，板自重占很大比例。考虑顶板覆土、绿化、道路、消防车的影响，板不可能太薄，因此楼板宜采用受弯承载力较高而自重较小的楼盖形式，比如带肋楼盖、现浇空心楼盖、叠合空心楼盖、预应力空心楼盖等。如采用叠合楼盖，楼盖宜采用双向叠合楼盖，单向叠合楼盖宜采用密肋叠合楼盖。顶板承载力计算应考虑消防车荷载，覆土容重可取18KN/m3.顶板设计宜采用双层双向通长配筋的形式，支座或受力较大的地方附加钢筋。施工图应注明顶板覆土的最大荷载，顶板设计宜保守一点，因为底板荷载在使用过程中变大可能性较大。
3.4 基础底板设计
地下汽车库底板设计应考虑基础形式。可采用板筏、梁筏、承台加防水板或柱墩加防水板。柱墩加防水板一般采用下柱墩，板筏或梁筏设计应按地基反力和水浮力包络设计。如果不需要抗浮的地方，底板也可以采用有交叉梁的到楼盖形式。单建式单层地下汽车库一般不建议采用桩基础。
筏板最小厚度不低于400mm，防水板厚度不低于300mm。如果地下室抗浮不足，地下室底板是增加抗浮配重最有效的地方。可以适当加厚底板，如果底板过后也可以，在底板顶面增加配重层。底板设计宜采用双层双向通长配筋的形式，支座或受力较大的地方附加钢筋。
3.5 抗浮设计
地下室抗浮设计考虑的因素也很多，比如覆土厚度及容重，抗浮水位、地下室顶及周边的地形地貌。规范规定抗浮水位一般取室外自然地面以下0.5m处，该室外地面一般就是指地下室顶面。如果考虑地下室建成后临近道路或地面较低，应由勘察单位对周边地下地貌重新勘察，提供新的抗浮设计水位。施工图中应注明抗浮需要的最小覆土荷载 ，并注明未覆土前不应停止降水。
抗浮计算荷载用标准值，安全系数1.05，重力荷载有利，分项系数取1.0。顶板覆土抗浮计算容重建议取值16KN/m3，水浮力取10KN/m3，混凝土容重取25 KN/m3.以上数据可以看出，底板加厚底标高降低，抗浮荷载比水浮力上升速度要快。水的如果是素混凝土配重层容重宜取22~24KN/m3，如抗浮还不满足也可以采用钢渣混凝土等重度较大的混凝土。较小的地下室或车库也可以通过外墙厚或外挑地基底板来满足抗浮要求。地下室抗浮设计整体抗浮满足要求，局部抗浮可不满足，通过构件设计配筋满足承载力、裂缝和挠度要求即可。
3.6 竖向构件设计
地下汽车库竖向构件有框架柱、扶壁柱、地下室外墙。框架柱中柱一般是按轴压构件设计，轴压比控制。但是因框架梁截面和钢筋直径较大，柱截面也不宜小于600x600，也不宜小于梁宽。边柱一般应按压弯构件设计，边柱截面不小于中柱截面。地下室外墙一般按照上端简支下部固端的挡土墙设计，墙厚一般不小于300mm。因为地下室外墙有施工缝，宜适当增加墙厚，提高其刚度，并在迎水面设置防裂钢筋网保护层。地下室外墙可以采用双面叠合墙，中柱也可采用预支柱。因地下室可不考虑地震或地震对齐影响较小，采用装配式经济合理。
4结语：
综上所述，随着我国城市化进程的不断深入，地下停车需求越来越多。这使得地下汽车库成为人们日常生活中非常重要的一部分。目前全现浇钢筋混凝土地下汽车库是主流，预应力无梁楼盖地下汽车库最合理，但随着工业化的发展，我相信装配式地下汽车库将成为主流，最安全、经济、实用。在进行地下汽车库设计时，应依据实际需求，做好各方面设计工作，并合理优化，以有效提升地下汽车库安全性、经济性及施工可行性，为人们提供更好的服务。
参考文献：
[1]朱炳寅. 建筑地基基础设计方法及实例分析(第二版)[M].中国建筑工业出版社，2013
[2]李宝丰.关于提升地下汽车库经济性的设计要点分析[J].住区，2012
[3]刘小辉.浅谈某地下车库结构优化设计过程[J].建筑设计管理，2014
论文作者:苗春雷
论文发表刊物:《基层建设》2016年31期
论文发表时间:2017/1/21
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