地下室楼盖结构选型和经济性探究

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1、地下室楼盖结构选型和经济性探究　　[摘要]地下室的工程造价相对较高，在不同覆土厚度下，楼盖结构的形式直接影响工程造价及施工工期。结合国家相关设计规范，立足于工程应用，从力学、使用功能、造价和施工等方面出发，对地下室四种常用钢筋混凝土楼盖在不同覆土厚度下进行优化设计，给出了各楼盖的经济构件尺寸，综合对比了各楼盖结构体系的建筑层高、材料用量、单方造价等经济技术指标，从而得到不同覆土厚度下的楼盖优选方案。[关键词]地下室楼盖；结构选型；优化设计；技术经济指标中图分类号:TU2文献标识码：A1前言10成本控制、安全生产是项目开发的基本

2、要求，也是结构设计的内在要求。在项目开发中，地下室的工程造价相对较高，地下室楼盖结构形式的正确选择对降低地下室结构高度，减少地下室埋深，减少土方及基坑工程的投入，从而降低造价，合理控制成本具有重要的意义。因此，在城市用地紧张，重视地下空间开发利用的今天，在不同厚度覆土及荷载作用下，楼盖结构的形式直接影响工程造价及施工工期，选取最经济合理的楼盖结构体系，不仅是必要的，而且是重要的，它会带来明显的经济和社会效益。2常用钢筋混凝土楼盖概述[1]及比选原则钢筋混凝土现浇楼盖按结构形式，可分为有梁楼盖体系和无梁楼盖体系两大类。传统的有梁

3、楼盖体系结构传力路径明确，梁可根据建筑使用功能灵活布置，主梁与柱形成框架，具有良好的刚度，楼面刚度大，施工简单，是目前使用最广泛的一种楼盖结构形式。常用的有梁楼盖可分为单向板肋梁楼盖、双向板肋梁楼盖、井字梁楼盖和密肋楼盖。但有梁楼盖体系一般梁高较大，占用较多的竖向空间，不利于设备管线的布置，一般要求较大的层高。无梁楼盖不设梁，楼盖直接支承在柱或墙上，荷载直接由板传至到柱。因为没有设置梁，无梁楼盖楼板底面平整，更为符合建筑美观要求，且有利于设备管线的布置。但是，无梁楼盖楼面开洞不灵活，楼板较厚，导致楼盖自重大，材料用量较多，且抗

4、侧刚度较弱，一般不适用于高层钢筋混凝土楼盖。地下室对抗震要求相对较低，因此无梁楼盖常用于大跨度的地下室楼盖结构中。根据工程实践经验，选择地下室楼盖的比选方案有以下四种：单向板肋梁楼盖、十字双向板肋梁楼盖、井字梁楼盖、无梁楼盖，各方案结构布置如图1所示。从结构受力性能、建筑层高、造价、施工四方面出发，方案比选原则如下：101）结构受力简单、合理，构件配筋控制在经济配筋率范围，截面尺寸最大限度满足使用要求，各构件承载力可以充分发挥；2）结构高度小，地下室建筑层高在满足使用条件下，尽量压缩，以减少地下室土方开挖工程量及基坑支护造价；

5、3）楼盖单位材料用量少，造价低，经济适用；4）施工方便，保证施工质量，施工周期短。图1各楼盖方案结构布置图3设计条件选取典型柱网尺寸8.1m×8.1m的标准跨进行对比分析，覆土厚度分别为0m、0.6m、0.9m、1.2m、1.5m。采用钢筋混凝土结构，混凝土的强度等级为C30，钢筋采用HRB400钢筋。抗震设防烈度7度，框架抗震等级为三级，柱截面尺寸为600mm×600mm，梁板截面尺寸根据规范[2~5]构造要求及计算确定。X、Y向各取5个标准跨作为计算模型，嵌固端为底板。墙柱、普通楼盖计算采用PKPK-SATWE，无梁楼盖等

6、采用PKPK-SLABCAD进行分析计算。表1地下室楼面普通荷载取值覆土厚度（m）荷载取值(KN/m2)备注恒荷载活荷载01.57考虑首层施工荷载100.613.530.91931.224.531.529.53根据建筑装修要求及规范[6]要求，地下室楼面普通荷载取值原则如下：1）无覆土情况时，附加荷载1.5KN/m2，活荷载7.0KN/m2（考虑首层施工荷载）；2）有覆土情况时，附加荷载=覆土高度×18KN/m3+2.5KN/m2；园林活荷载3.0KN/m2（顶板的施工荷载不与覆土荷载同时组合）。根据上述原则，地下室不同楼面普

7、通荷载取值如表1所示。4计算分析及优化设计在满足规范构造的前提下，梁板的截面尺寸由计算确定，梁的截面尺寸确定准则是使配筋处于合理的范围内，其纵向经济配筋率宜为1.2%~2.0%之间；板厚的确定应尽量使板截面及配筋能有效利用，如何在发挥板厚的作用的前提下合理进行结构布置是节约造价的关键。经反复试算，不同覆土厚度下各楼盖的结构构件尺寸及相应的建筑层高如表2所示。表2不同覆土厚度下各楼盖的构件尺寸及建筑层高覆土厚度(m)楼盖形式板厚ht（mm）主梁尺寸b×h(mm)次梁尺寸b×h(mm)建筑层高(mm)0单向板楼盖120300×75

8、0250×5503650十字梁楼盖120300×700200×500360010井字梁楼盖120300×650200×5003550无梁楼盖2002400×2400×400(A×B×h)31000.6单向板楼盖130350×800300×6003700十字梁楼盖140300×