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摘要：结合某大型住宅小区地下车库设计，考虑柱网尺寸、楼盖结构形式、顶板活荷载及覆土厚度对结构工程量的影响，通过对各方案进行对比分析，从而确认最佳结构选型，可为同类工程结构提供参考。
关键词：地下车库，柱网，楼盖结构，荷载，工程量
引言
随着人们生活水平的提高，汽车保有量也逐年增长，越来越多的新建项目采用建设连体大地下车库以满足停车需求。因此，研究地下车库的最佳结构选型方法对提高项目的经济效益具有现实意义。
本文结合某大型住宅小区地下车库设计项目，选取常见的典型柱网尺寸、楼盖结构形式、覆土厚度以及顶板是否存在消防荷载等影响因素，采用YJK建筑结构设计软件进行建模计算，并通过统计对比各方案设计结果的工程量以实现选出最优结构选型的目的，可为同类工程结构选型提供参考。
1 工程概况
本工程项目位于广西省贵港市，包含地上高层剪力墙结构住宅、多层框架结构商业、配套幼儿园及服务用房、大底盘地下车库等。其中A地块地下车库面积9.1万m2，共两层，层高分别为3.450m、3.500m。本文以塔楼范围外存在的连续多跨框架结构作为研究对象。
2 结构计算分析
（1）结构计算参数
拟建场地抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，属Ⅱ类场地类别[1]。地下车库结构为框架结构，抗震设防类别为丙类，抗震等级为三级。地面粗糙度为B类，使用设计年限为50年。本文计算分析中按一层地下车库考虑，梁、板、柱采用C35混凝土，受力纵筋及箍筋均采用HRB400级热轧带肋钢筋。
（2）标准柱网选型
停车位尺寸为2400mm×5300mm，车道净宽5500mm，选取三种典型标准轴网进行对比分析：①8100mm×8100mm、②7800mm×（5000+5000+6100）mm、③5400mm×（5000+5000+6100）mm。
进行标准柱网对比分析时，柱截面尺寸选为500mm×600mm，楼盖采用主梁加腋大板形式。荷载方面，考虑顶板覆土厚度为1.5m，不考虑消防车荷载，故恒载取值28.5 KN/m2，活荷载取值5KN/m2。各方案构件截面及梁、板、柱工程量如表1所示。
表1 标准柱网对比结果
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由表1可知，标准轴网③的结构高度、混凝土用量及含钢量最小，而且有效降低了地下室的层高，在有抗浮要求的地下车库结构设计中可减少水浮力，经济效益最优，标准轴网②次之，标准轴网①经济效益最差。但标准轴网③的柱距较小，每个柱距之间为两个停车位，根据当地客户需求和建设方对该住宅小区的市场定位，本工程柱网选用单方向小柱网即标准轴网②进行设计。
（3）楼盖结构选型
根据当地常见做法，选取表2所示楼盖形式进行分析对比[3]。
进行楼盖结构对比分析时，柱截面尺寸选为500mm×600mm，轴网尺寸选为7800mm×（5000+5000+6100）mm。考虑顶板覆土厚度为1.5m，不考虑消防车荷载，故恒载28.5 KN/m2、活荷载取5KN/m2。各楼盖方案构件截面及梁、板、柱工程量如表2所示。另一方面，当需要考虑消防车荷载时可按文献[2]折减消防车荷载，计算结果如表3所示。
表2 楼盖结构对比结果一（不考虑消防荷载）
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表3 楼盖结构对比结果二（考虑消防荷载）
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由表2可知，单向板肋梁（顺长跨布置）楼盖混凝土用量及含钢量最低，十字梁楼盖所需结构高度最小；由表3可知，单向板肋梁（顺长跨布置）楼盖混凝土用量及含钢量最低，井字梁楼盖所需结构高度最小。综合考虑含钢量和结构高度后，本工程消防通道及消防扑救面区域采用井字梁楼盖结构，其余区域采用单向板肋梁（顺长跨布置）楼盖结构。
（4）覆土厚度对结构工程量的影响
分别考虑1.2m、1.5m、1.8m覆土厚度，对应的恒荷载为23.1 KN/m2、28.5 KN/m2、33.9 KN/m2。柱截面尺寸为500mm×600mm，柱网尺寸为7800mm×（5000+5000+6100）mm，不考虑消防荷载时楼盖类型为单向板肋梁(顺长跨布置)，对比结果见表4；考虑消防荷载时楼盖类型为井式梁楼盖，并按文献[2]折减消防荷载，对比结果见表5。
表4 覆土厚度对工程量的影响一（不考虑消防荷载）
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表5 覆土厚度对工程量的影响二（考虑消防荷载）
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由表4、表5可知，与混凝土用量相比，覆土厚度对含钢量的影响更大，在满足要求的情况下，宜尽量减小覆土厚度。覆土厚度增加使得消防荷载的折减系数减小，所以考虑消防荷载与不考虑消防荷载工况相比，随覆土厚度的增大而增加的含钢量增幅偏小。在实际工程中，景观专业宜尽早确定景观方案，在结构设计时可按实际情况考虑覆土荷载，减少重复工作量，降低工程成本。
3 结束语
综上，本文考虑了柱网尺寸、楼盖结构类型、顶板活荷载及覆土厚度对结构工程量的影响，通过对比分析可知，小柱网地下车库的混凝土用量及含钢量远小于大柱网，而且结构高度很有优势，间接节约了土方开挖、施工降水、抗浮措施、挡土墙配筋等工程成本；对单方向小柱网方案，可采用单向板肋梁（顺长跨布置）楼盖结构，如需要控制结构高度，可在局部考虑消防荷载区域设置井式梁楼盖；覆土厚度对结构含钢量影响较大，在满足要求的前提下宜尽量减小覆土厚度。
此外，影响工程经济型的因素还有很多，如土方开挖量及支护、基础形式、车库层数、施工模板、使用需求、施工措施等。对确定的工程项目，结构专业应在建筑方案设计阶段开始介入，可综合考虑各种因素以期选出最佳结构选型，减少后期工作量，达到节约工程总造价的目的。
参考文献
[1] 建筑抗震设计规范(GB 50011－2010)[S].北京:中国建筑工业出版社,2016
[2] 建筑结构荷载规范(GB 50009－2012)[S].北京:中国建筑工业出版社,2012
[3] 沈蒲生.楼盖结构设计原理[M].北京.科学出版社,2003.