沈徐伟
同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司200092
摘要：建筑应通过对比不同方案，减少停车无用面积。通过对比地下车库不同柱网布置及顶板不同荷载所常用楼盖体系，给出了各种体系下造价、材料用量等经济技术指标并加以讨论，得出了初步结果。
关键词：地下车库，柱网，楼盖，选型；经济分析
1、引言
近年来，随着城市化进程的不断加快，新建住宅小区的数量在不断增加，城市建设用地资源紧张。同时随着人民生活水平的逐步提高，人均机动车拥有量大幅增加，有限的地上停车位已满足不了居民对停车位的基本要求。为了提高土地使用效率和增加停车位数量，开发商逐渐重视地下空间的利用，开发地下车库已成为主导发展方向。由于地下车库属于地下建筑，工程量大，所需要耗费的材料较多，则造价相应就高。如何降低地下车库建造成本已成为开发商和设计人员逐渐关注的焦点问题。在地下车库总造价中，顶板造价占据着相当的比例。合理地选择地下车库顶板结构形式可以在不影响原建筑功能的情况下降低工程材料造价。当然地下车库的经济性应是多专业配合的结果，而并非结构单专业应重视的问题，地下车库的建筑设计，应进行多方案比选。满足建筑相应规范的基础上，有效地控制成本，提高地下车库观感和停车便捷性。地下车库平面形状应紧凑、规整，有效控制单方停车面积，地下室轮廓需平直方正，尽量紧贴车位，减少无用面积。另外通过灵活的停车方式，避免无效面积。例如：小型车一般采用停车效率最高的垂直后退式停车，特殊情况可采取其他成角度停车方式。为满足停车数量和停车率，可设置少量的子母车位和微型车位，母子车位和微型车位相对于普通车位的折减参各地区规范。本文主要通过对比不同柱网及顶板不同的覆土厚度，分析在常用顶板楼盖类型对楼盖造价产生的影响，从中选择较为经济合理的顶板楼盖设计方案。
2、地下车库顶板结构设计
对于地下车库抗震等级的选择，根据规范，可以采用四级的时候不必采用三级，这需要结构工程师一个比较明确的判断，这里对于造价的贡献也是较为可观的。单建式地下车库一般为丙类建筑，其抗震等级：6、7度时不应低于四级，8、9度时不宜低于三级；附建式地下车库的抗震等级：地下车库无上部结构时，抗震构造措施的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。此时，应注意与有地上建筑的情况加以区别；坡地附建式半地下车库的抗震等级：应视半地下车库及主体地下室的覆土情况（基础的有效侧限）及地下车库与主体地下室的连接情况，确定其抗震等级。
根据现在停车的情况，地下停车场所停车辆均为小型汽车，采用柱距为5.3m的“小柱网” 地下车库及7.8m、8.4m的“大柱网”地下车库。顶板楼盖形式可采用无梁楼盖和梁板结构。但地下车库顶板坍塌事故多为无梁楼盖体系，无梁楼盖结构体系本身没问题，因其传力途径比较简洁直接、净空利用率高、造型美观、有利于通风、便于布置管线和施工的优点，其综合经济性比传统梁板结构有很大优势，但也是因为传力途径简洁直接，所以在满足同样设计安全度的基础上，其抗垮塌冗余度没有普通梁板结构大，延性稍差，破坏经常是突发性的，没有预警期，故本文重点对比梁板结构的经济性，不再与无梁楼盖进行比较。
可采用的梁板方案有：单向设次梁方案、大板方案（仅设框架梁）、十字梁或井字梁方案。进行地下车库设计时应尽量减小地下车库层高，这就需要设计师尽可能控制梁截面，
考虑顶板防、排水需要，不建议顶板全部设上翻梁。
现比较柱距为5.3m的“小柱网” 地下车库及7.8m、8.4m的“大柱网”地下车库，顶板覆土为1.2m、1.5m、2.0m三种工况下，顶板板厚在满足最小防水厚度要求时，采取不同的结构体系和次梁布置方案，其经济性分析如下,供参考。
2.1计算条件和计算原则
(1)对地下车库方案进行优化时，考虑该地下车库具有以下特点：（a）顶板所受覆土荷载大，顶板计算：恒荷载为“顶板自重＋覆土厚度x18kN/m3”；（b）考虑到覆土上有地面绿化、地面停车位及循环消防车道等，其中消防车荷载仅为消防通道范围，不可满布，消防车荷载作用下不考虑裂缝宽度验算。活荷载按照有覆土情况，根据车库的局部荷载按照结构效应的等效原则对规范值进行折减。
(2)根据GB50108-2008《地下工程防水技术规范》，防水混凝土结构的结构板厚度不应小于250mm。
(3)在对梁板进行配筋计算时，依据板的允许裂缝宽度0.2mm和梁的允许裂缝宽度0.3mm来计算板和梁的钢筋，根据调节梁跨中配筋率按0.6%~0.8%和梁端配筋率按1.2%~1.6%控制，得出各楼盖的经济截面尺寸和配筋信息。
(4)本文只比较不同顶板楼盖的经济性，在计算用量时只统计顶板梁和板的含钢量、混凝土量及模板用量，忽略柱子的计算量。
(5)各柱网下的顶板结构成本分析是按照《上海市建筑和装饰工程预算定额（2000）》进行计算的。即以2015年7月份材料价格为依据进行材料费用的计算，并对其乘以1.2的系数，以考虑材料的综合单价（如管理费、监督费、税金等）。
2.2方案对比
1）柱距5.3m的小柱网地下车库
柱网平面示意如图2.2-1。顶板结构布置共分析了3种方案：大板、X向次梁、Y向次梁，如图2.2-2。
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各方案下的材料用量统计见表2-1～2-3。
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2）柱距8.4m 的大柱网地下车库
柱网平面示意如图2.2-3。顶板结构布置共分析了7种方案：大板、X 向设次梁、X 向设二道次梁、Y 向设次梁、Y 向设二道次梁、十字梁、井字梁，如图2.2-4。
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图2.2-3柱距8.4m地下车库柱网平面示意
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3、结论
（1）柱距5.3m的小柱网，当覆土厚度较小时，大板结构的材料用量较为节省，随着覆土厚度的增加，在Y向布置次梁较为节省。
（2）柱距8.4m的大柱网，当覆土厚度小于1.5m时，在Y向布置两道次梁（方案五）的顶板成本接近最低方案（方案二、四），同时方案五比方案二、四对减小地下车库层高更有利，故在Y向布置两道次梁（方案五）较为节省。随着覆土厚度的增加（1.5m~2.0m），在Y向布置两道次梁（方案五）较为节省。
（3）地下车库的设计应根据具体情况，各个设计专业进行准确的方案比选从而确定最优方案。
参考文献：
［1］袁晓勤，程晓杰地下车库梁板楼盖布置的经济对比分析合肥学院学报 2015
［2］GB50108-2008，《地下工程防水技术规范》
［3］GB50009-2012，《建筑结构荷载规范》
［4］GB50011-2019，《建筑抗震设计规范》（2016年版）