摘要：地下车库基础结构方案，往往由地基持力层和地下水位决定；墙、柱的布局由建筑平面及停车需求决定；在其他条件相同的情况下，影响车库结构造价的决定性因素是顶板结构体系，所以选择合适的地下车库顶板结构体系，对节约成本至关重要。目前常用的地下车库顶板结构体系主要有钢筋混凝土梁板结构和无梁楼盖结构。本文结合淮安市某地下车库工程实例，在满足安全、适用、合理的条件下，从经济性方面比选梁板结构和无梁楼盖两种结构体系。
关键词：地下车库 梁板结构 无梁楼盖 经济性对比
1.工程概况
该工程位于江苏省淮安市，地下一层汽车库。车库典型柱距为5.4~6.4mx8.3m，顶板覆土为1.0m，覆土上有地面绿化及停车位等。
2.荷载及计算参数
地下车库顶板覆土荷载取值19 kN/m2，地面堆积及使用活荷载取值5kN/m2。
梁、板混凝土强度为C30，混凝土结构构件的裂缝控制等级：三级，梁、板最大裂缝宽度限值为0.2mm。建筑抗震设防类别为丙类，抗震等级为三级。抗震设防烈度7度（0.10g），设计地震分组第一组，建筑场地类别Ⅲ类。
3.地下车库顶板结构体系分析
3.1梁板结构体系
3.1.1计算方法
该工程原设计采用梁板结构体系，梁板结构体系采用结构受力软件PKPM计算分析。
3.1.2计算配筋
顶板恒载取值27kN/m2（考虑梁板自重），顶板活荷载取值5kN/m2。长跨主梁截面为500mmx800mm，短跨主梁截面500mmx700mm，板厚为300m。
板通长配筋：上部配筋双向通长14@200，下部配筋双向通长12@130。
3.2无梁楼盖结构体系
3.2.1计算方法
无梁楼盖目前广泛采用的计算方式有：弹性楼板假定的有限元分析法、等代框架法、经验系数法，本文采用经验系数法进行计算分析。
无梁楼盖采用经验系数法（也称直接设计法）分析，需满足《混凝土升板结构技术标准》（GBT50130-2018）第4.3.2的要求：1）活荷载为均布荷载，且不应大于恒载的2倍；2）在使用阶段每个方向至少应有三个连续跨；3）任一区格内的长边和短边之比不应大于1.5；4）在同一方向上的最大跨度与最小跨度之比不应大于1.2。朱聘儒编著《双向板无梁楼盖》书中还提出了其他要求：1）在偏置方向上，柱子可以偏置不超过跨度之差不应大于较长跨的1/3：2）对于四边支座之间均有梁的板格，两个垂直方向的相对抗弯刚度因子之比不应小于0.2，也不应大于5。本文选取地下车库中部标准跨进行分析，符合上述要求。
《混凝土升板结构技术标准》（GBT50130-2018）第4.3.3条：在采用经验系数法计算时，应分别按以下公式计算垂直分布荷载在X、Y方向产生的板的总弯矩设计值，并应按表4.3.3的规定确定柱上板带和跨中板带的弯矩设计值。在总弯矩值不变的条件下，也可将柱上板带负弯矩的10%分配给跨中板带。
式中：
——柱帽在弯矩方向的宽度（m），无柱帽时取为0；
q——垂直分布荷载设计值（kN/m2）；
——分布为x、y向的总弯矩设计值（kN·m）；
——分布为x、y向的楼板计算宽度（m）；
——分布为x、y向的楼板计算跨度（m）。
表4.3.3 柱上板带和跨中板带弯矩值
3.2.2计算配筋
顶板恒载取值28.5kN/m2（考虑板和托板自重），顶板活荷载取值5kN/m2。
本文根据《混凝土结构设计规范》第6.5.1条，不配置箍筋或弯起钢筋的板的受冲切承载力公式（6.5.1-1）计算确定柱帽尺寸（本文不详细表述计算过程）。托板尺寸为2200mmx2800mm，托板高度为350mm，板厚为350mm。
采用经验系数法：（地下车库柱距按6.4mx8.3m进行计算）
顶板垂直分布荷载设计值（荷载组合取最大值）：
q=1.35*28.5+0.7*1.4*5=43.38kN
按公式计算得：
1436kN.m；
1095kN·m
表1 X方向柱上板带和跨中板带弯矩值
表2 Y方向柱上板带和跨中板带弯矩值
配筋结果：在总弯矩值不变的条件下，将柱上板带负弯矩的10%分配给跨中板带，并考虑最大裂缝宽度的限值进行配筋计算。
表3 6.4mx8.3m柱距无梁楼盖配筋
采用经验系数法：（地下车库柱距按5.4mx8.3m进行计算）
计算步骤同上，计算结果如下表：
表4 5.4mx8.3m柱距无梁楼盖配筋
3.3经济性分析
两种结构体系的经济性比较详见表5。
表5 经济性比较
注：按淮安市最新信息价，混凝土519元/m3，钢筋4元/kg。
由表五可知，无梁楼盖与梁板结构相比，混凝土用量略大，钢筋用量偏少，总体上来讲，无梁楼盖单位造价节约7%左右。
4.结语
1.本文结合工程实例选取其中具有代表性的柱网，在荷载工况相同的情况下，采用梁板结构和无梁楼盖两种结构体系分别进行分析计算、配筋及经济性比较。通过对比分析可知无梁楼盖比梁板结构略经济。
2.除了顶板自身混凝土和钢筋用量比较外，由于无梁楼盖结构体系柱帽（或托板）的高度较主梁要小，在保证净空相同的情况下，采用无梁楼盖结构体系将会降低地下车库的层高。从而会引起一连串的连锁反应：开挖土方量减少；降水费用降低；抗浮费用降低；地下外墙费用的降低等。因此，无梁楼盖结构体系在经济指标上具有更大优势。
3.本文地下车库无梁楼盖结构体系采用经验系数法进行分析，仅考虑均匀竖向荷载作用下的工况。而实际工程建设和使用过程中将会出现局部堆土、消防车等不均匀荷载情况，因此设计人员应采用弹性楼板假定的有限元分析法、等代框架法进行验算，确保无梁楼盖地下车库既经济又安全。
参考文献：
[1]《混凝土升板结构技术标准》 GB/T 50130-2018 中国建筑工业出版社
[2]《混凝土结构构造手册》（第四版）中国建筑工业出版社
[3]朱聘儒《双向板无梁楼盖》 中国建筑工业出版社
论文作者:刘波
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/12
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