潘喜德 黄奕康
广东中人工程设计有限公司珠海分公司 广东珠海
摘 要：无梁楼盖、大板楼盖、单次梁楼盖、双次梁楼盖、十字梁楼盖、井字梁楼盖、密肋梁楼盖、加腋梁+大板楼盖8种常见地下室顶板楼盖形式，在人防工况和跨度相同的条件下，通过pkpm计算配筋，从而得出不同顶板楼盖的土建成本，再综合考虑结构层高对成本的影响，对比分析得出各种楼盖相对经济性。
关键词：人防工程；人防地下室；楼盖；经济性；成本；对比
引 言
人民防空是国防的重要组成部分，其根本目的是减轻战争空袭的危害，保护国家和人民生命财产安全。随着经济发展，国家越来越重视人防工程建设。
人防地下室属于专项设计，我国大部分建筑院校并未开设人防工程相关课程，结构设计师日常工作接触少、可参考资料不足，对人防地下室如何开展设计一筹莫展。本文结合人防工程设计经验，分析人防地下室（核6级常6级）顶板楼盖结构形式经济性，希望能为人防地下室结构初学者提供一些参考。
一、人防地下室顶板楼盖经济性对比的提出
随着房地产开发进入精细化时代，越来越多项目进行优化设计；随着生活水准的不断提高，私家车已经非常普及，再加上城市土地越来越贵，所以一般城市楼房都要按规定配套地下车库；人防地下室作为地下室的一部分，所受的荷载更大，梁板尺寸和配筋更大，因此，人防地下室采取合适的顶板结构形式，对项目经济指标有一定的影响。
本文对人防地下室顶板8种方案：无梁楼盖、大板楼盖、单次梁楼盖、双次梁楼盖、十字梁楼盖、井字梁楼盖、密肋梁楼盖、加腋梁+大板楼盖分别进行了计算比较分析（因加腋大板楼盖构造、施工复杂，对工期影响比较大；不减小主梁截面故没有降低地下室层高，且人防工况下没有塑性算法的计算软件；按弹性板计算经济性较差，不建议采用）。
二、方案比选条件和原则
1.计算比较条件
柱网尺寸为 8.1m×8.1m；
覆土厚度：1.2m，荷载标准值：21.6kN/m2；
人防等效静荷载：70kN/m2；
活载：4 kN/m2；
混凝土强度等级：C35；
钢筋强度等级：HRB400；
抗震等级：三级；
顶板最小板厚：200mm（密肋楼盖160）；
人防顶板最小配筋率：0.25%；
2.结构设计
结构采用PKPM建模，并采用SATWE 计算；
选取6跨进行计算；
采用塑性法计算梁板配筋，不考虑裂缝和挠度影响；
3.方案分析原则
结构构件承载力充分发挥，梁配筋率控制在1.5-2.0%之间，板底筋控制在接近构造配筋率，板面筋通长筋采用构造配筋率+附加短钢筋形式；
根据PKPM计算结果按要求进行钢筋配筋，取中间跨作为标准跨抽筋计算每平方米钢筋含量和混凝土含量，同时计算模板使用量；材料单价按现时市场行情暂定为：模板单价按70元/m2，混凝土单价按700元/m3，钢筋单价按7元 /kg，如市场行情发生变化，则做相应调整。
当地下室顶板各种结构高度对造价也有影响，不同的结构形式，综合造价一样的情况下，结构层高越低越好，可以减少基坑开挖深度，可以减少地下室层高，可以减少柱子、剪力墙、砌体、人防墙体高度及配筋；但具体能节约多少成本与多种因素相关，如地质条件、地下水位埋深等有关，因此很难估算精确；根据相关经验，结构层高减少100mm，造价按照减少100元/m2 考虑；每个方向梁高按照该方向最高的梁取值；两个方向梁高不一致时，按照两个方向最高梁的梁高平均值取值。
三、计算方法与模型
1.计算方法
无梁楼盖计算方法计算采用中国建筑科学研究院-PKPM CAD工程部开发的“SLABCAD”模块；普通楼板采用“板施工图”模块。
其他结构形式采用的多层及高层建筑结构SATWE分析设计。
2.计算模型
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四、计算结果配筋和对比分析
取中间跨作为标准跨，四周主梁配筋按一半取值，次梁和板配筋按照全部取值，配筋如图所示：
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注：
1.标准跨面积：8.1×8.1=65.61平方米；
2.模板单价按70元/平方，混凝土单价按700元/立方，钢筋单价按7元/kg；
3.结构层以1000mm为标准，结构层高减少100mm，造价按照减少100元/平方 计算；
4.结构层层高取该方向最高的梁取值；
两个方向梁高不一致时，按照两个方向最高梁的梁高平均值取值。
5.以大板楼盖综合造价为基准，对比其他楼盖形式经济性，正数表示高出，负数表示节约
普通地下室顶板厚度不宜小于160mm；作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构，楼板厚度不宜小于180mm；防水混凝土结构顶板厚度不应小于250mm。
人防地下室顶板最小厚度200mm，板厚较厚，板的经济跨度在6000-7000mm。因此，人防地下室顶板适当增加厚度，板跨度可以放大到8m左右。
十字梁楼盖、井字梁楼盖、密肋楼盖、单次梁楼盖、双次梁楼盖因构造板厚较大，而板跨度未达到经济跨度，因此，综合造价相比大板楼盖较差。
顶板考虑人防等效静荷载后，配筋相比增大许多，且双层双向设置通长筋；平时荷载较小，挠度、振动和安全储备均有较多富余；因此，无梁楼盖、大板楼盖、加腋梁+大板楼盖综合造价相比较好。
五、结论
1.从对比分析表可知，经济成本从高到低依次为：十字梁楼盖、井字梁楼盖、密肋楼盖、双次梁楼盖、单次梁楼盖、 大板楼盖、加腋梁+大板楼盖、无梁楼盖;
2.模板成本占比：10~20%；混凝土成本占比：25~35%；钢筋成本占比：55~60%
3.加腋梁+大板楼盖相比大板楼盖，板厚及配筋一致，但在减少结构层高和梁配筋有较大的优势，且增加施工难度不大，因此，有较好的经济性和施工便捷性；
4.无梁楼盖：不需要设置梁，从而大大减少结构层高，综合造价相对较低，且施工比较方便；因此负二层及以下地下室广泛使用；但近几年工程事故频发，设计时宜布置吊筋、暗梁等措施增加抗冲切和抗连续倒塌的能力，且不建议负一层顶板选用；
5.选用建议：
(1)负一层顶板优先选用：加腋梁+大板楼盖、大板楼盖，负二层优先选用：无梁楼盖、加腋梁+大板楼盖、大板楼盖；
(2)十字梁楼盖、井字梁楼盖、密肋楼盖、大板楼盖、加腋梁+大板楼盖、无梁楼盖属于双轴对称，两个方向的梁高一样，减少与设备走管发生冲突现象，从而防火分区和防护分区较为灵活。
(3)单次梁楼盖、双次梁楼盖属于单轴对称，两个方向的梁高不一样，因此，结构布置时应与设备风管协调布置，在结构梁高较低处布置风管，在布置风管处降低结构梁高；
六、结束语
综上述所，人防地下室顶板楼盖形式不同于普通地下室顶板楼盖形式；因此，在进行设计前，设计人员应了解国家的相关规范、掌握相应地区相关政策，按实际工程条件选取合适的顶板楼盖形式，方可在保证安全、适用、质量的前提下，设计经济合理的人防地下室工程。
参考文献
[1]《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）
[2]《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)(2015年版)
[3]《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)(2016年版)