【摘 要】車庫頂板結構設計方案隨人而定,筆者以親自設計工程為例,提出不同結構方案比較,選取投入產(chǎn)出差值最大化的結構設計方案。
【關鍵詞】頂板;雙向;單向;大板
大型地下車庫頂板結構設計方案無統(tǒng)一技術措施,往往隨人而定。然而從筆者十多年實際工程實踐中,發(fā)現(xiàn)車庫頂板結構設計方案的選取對建造大型車庫資金投入影響很大,除去施工組織設計、消耗施工費用外,更對大型車庫設計的工程資源消耗關系很大,直接影響建筑成本和環(huán)保要求,筆者現(xiàn)以咸陽新煜置業(yè)有限公司中華世紀城北區(qū)3#車庫為例,按不同結構方案進行設計計算比較。整理成文,發(fā)表于貴刊,供同行們斧正、交流。
1. 不考慮消防車荷載
1.1 工程概況:純地下車庫面積630平方米,X向長32.4米,跨度8.1米;Y向長19.4米?缍6.1、7.2、6.1米。頂板覆土厚1.5米,頂板活荷載按10KN/m2,抗震等級三級。
。1)頂板次梁按雙向布置,主梁X向400X800,Y向400X800,次梁300X700,最大配筋率控制在2.2左右。板厚180mm。見圖1。
。2)頂板次梁按單向布置,主梁X向400X800,Y向400X1100,次梁400X800,最大配筋率控制在2.1左右。板厚180mm。見圖2。
。3)大板模型,即頂板不布置次梁,主梁X向400X800,Y向400X750,,最大配筋率控制在2.1左右。板厚280mm、270mm。見圖3。
1.2 在不考慮消防車荷載時,以上三種方案鋼筋及混凝土用量對比如表1。
2. 考慮消防車荷載
2.1 工程概況同上,頂板考慮消防車荷載,因消防車荷載取值與板跨度有關,頂板次梁按雙向布置時消防車荷載取30KN/m2;頂板次梁按單項布置時消防車荷載取35KN/m2;頂板不布置次梁時消防車荷載取20KN/m2,將上訴三種方案,進行計算調(diào)整,結果如下:
(1)消防車荷載取30KN/m2,頂板次梁按雙向布置,主梁X向500X1000,Y向500X1000,次梁500X800、300X700,最大配筋率控制在2.3左右。板厚180mm。見圖4。
。2)消防車荷載取35KN/m2,頂板次梁按單向布置,主梁X向400X800,Y向500X1150,次梁500X800,最大配筋率控制在2.4左右。板厚180mm。見圖5。
。3)消防車荷載取20KN/m2,大板模型,即頂板不布置次梁,主梁X向450X900,Y向400X750,最大配筋率控制在2.4左右。板厚280、270mm。見圖6。
2.2 在考慮消防車荷載時,以上三種方案鋼筋及混凝土用量對比如表2。. 結論
從上面二類六方案驗算結果可以看出,在不考慮其它因素影響,當無消防車荷載時,單向加梁模型最經(jīng)濟,當有消防車荷載時,雙向加梁模型最經(jīng)濟,因此,我們建議:
。1)當消防車荷載范圍相對整個地下車庫比例較小時,亦可考慮單向加梁模型。高低比鋼材:47590Kg-37089 Kg=10501 Kg,相差約10噸鋼材,單位面積節(jié)省鋼材約17Kg。砼;220-198=12( t),單位面積節(jié)省砼約19Kg。
(2)當?shù)叵萝噹烀娣e較小,此時大面積均有30 KN/m2消防車荷載,可考慮雙向加梁模型。高低比鋼材;68196Kg-55691 Kg=12505 Kg,相差約12噸鋼材,單位面積節(jié)省鋼材約20Kg。砼;221-242=-21(t),單位面積負值約35Kg。
。3)大板模型可降低地下層高,當?shù)叵滤惠^淺、基坑開挖較深,降水及護坡造價相對很高時,采用大板模型。進行投資比較而定。
作為晨光建筑結構所所長,以上只是筆者親自做的一個小工程的實例驗算,不會放在四海而準,僅為驗證我們公司結構所最新研究提出的“工程結構精化設計”和“結構桿系最佳組合”設計理論。整理成文,發(fā)表于貴刊,引起行業(yè)以文會友,推動學術發(fā)展,當然若能被讀者諸君青睞,大家依據(jù)各自設計工程項目的特定性,選取最佳組合設計方案,共同努力,為國家基本建設的投入產(chǎn)出差值最大化貢獻一份各自的智慧。