地下室頂板常用混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)形式的經(jīng)濟(jì)性比較分析

賴達(dá)東，周松毅，李佳特

（1.浙江省建科建筑設(shè)計(jì)院有限公司，浙江杭州 310012；2.杭州中創(chuàng)建筑設(shè)計(jì)有限公司，浙江杭州 310005）

隨著時(shí)代發(fā)展，現(xiàn)有帶地下室的建筑項(xiàng)目中，地下室部分的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)單方造價(jià)往往比上部結(jié)構(gòu)高出很多，地下室結(jié)構(gòu)造價(jià)在總結(jié)構(gòu)造價(jià)中占比較大，因此，降低地下室結(jié)構(gòu)造價(jià)在控制總造價(jià)上尤為重要。針對現(xiàn)常用的幾種地下室鋼筋混凝土頂板樓蓋結(jié)構(gòu)形式，選取不同常用跨度、不同常規(guī)荷載條件進(jìn)行計(jì)算。通過綜合分析比較，得出各種樓蓋的經(jīng)濟(jì)性比較的初步結(jié)果，可供設(shè)計(jì)人員或者相關(guān)從業(yè)人員參考。

1 各種頂板樓蓋結(jié)構(gòu)體系概述

根據(jù)地下室車位大小及車道排布，住宅項(xiàng)目純車庫地下室的典型柱跨為8.0 m×6.6 m，商業(yè)及辦公項(xiàng)目車庫地下室，一般采用的典型柱跨為8.1 m×8.1 m。本文僅以上述兩種跨度下的結(jié)構(gòu)樓蓋進(jìn)行分析。

根據(jù)常規(guī)建筑功能，對地下室頂板荷載影響較大的有人防荷載、覆土荷載、消防車荷載、施工荷載或活荷載。本文僅對覆土頂板處非人防區(qū)塊進(jìn)行分析，根據(jù)防水頂板要求，取最小板厚為250 mm。頂板荷載取值見表1。

表1 頂板荷載取值［1］

混凝土頂板結(jié)構(gòu)樓蓋形式主要有以下幾種：井字梁樓蓋、十字梁樓蓋、單向雙次梁樓蓋、大板結(jié)構(gòu)樓蓋、加腋大板結(jié)構(gòu)樓蓋、帶柱帽的大板結(jié)構(gòu)樓蓋及普通無梁樓蓋［2-3］。

2 柱跨8.0 m×6.6 m的模型計(jì)算分析

計(jì)算模型假定：7度區(qū)，二類場地，框架抗震等級三級，跨度為8.0 m×6.6 m的模型中，框架柱取500 mm×600 mm。柱及梁板混凝土強(qiáng)度等級均取C35，梁板柱鋼筋均采用HRB400鋼筋。雙向各選取5跨進(jìn)行建模，經(jīng)計(jì)算，滿足規(guī)范規(guī)定的撓度、裂縫等要求，在同等條件下，反復(fù)試算，在合理的梁板配筋前提下，得出合理的主次梁截面尺寸、板厚及柱帽尺寸。各構(gòu)件截面尺寸見表2。

表2 各構(gòu)件截面尺寸（8.0 m×6.6 m柱跨）

2.1 模型截面

各樓蓋形式的截面簡圖見圖1。

圖1 各樓蓋形式的截面簡圖一

2.2 計(jì)算結(jié)果

各樓蓋形式的梁板計(jì)算配筋結(jié)果見圖2。

圖2 各樓蓋形式的梁板計(jì)算配筋結(jié)果一

3 柱跨8.0 m×6.6 m的模型經(jīng)濟(jì)性比較

各種材料的單方造價(jià)假定如下：C35混凝土為450元／m3，鋼筋為5 000元／t，模板為60元／m2。通過對施工圖的統(tǒng)計(jì)分析，各樓蓋的經(jīng)濟(jì)性比較見表3。

表3 柱跨8.0 m×6.6 m地下室頂板結(jié)構(gòu)方案經(jīng)濟(jì)性比較

從表3中所示，可以得到以下的初步結(jié)果：

1）混凝土造價(jià)：無梁樓蓋＜大板＜十字梁＜單向雙次梁＜井字梁＜大板＋柱帽＜加腋大板。

2）含鋼量：加腋大板＜大板＜無梁樓蓋＜大板＋柱帽＜井字梁＜十字梁＜單向雙次梁。

3）模板量：無梁樓蓋＜大板＜加腋大板＜大板＋柱帽＜十字梁＜單向雙次梁＜井字梁。

4）總造價(jià)：無梁樓蓋＜大板＜加腋大板＜大板＋柱帽＜十字梁＜單向雙次梁＜井字梁。

綜上，在8.0 m×6.6 m跨度下，考慮混凝土、鋼筋及模板造價(jià)的比較中，經(jīng)濟(jì)性前三的地下室頂板樓蓋結(jié)構(gòu)方案分別為無梁樓蓋、大板、加腋大板結(jié)構(gòu)。

4 柱跨8.1 m×8.1 m的模型計(jì)算分析

計(jì)算模型假定：7度區(qū)，二類場地，框架抗震等級三級，跨度為8.1×8.1 m的模型中，框架柱取600 mm×600 mm。柱及梁板混凝土強(qiáng)度等級均取C35，梁板柱鋼筋均采用HRB400鋼筋。雙向各選取5跨進(jìn)行建模。經(jīng)計(jì)算，滿足規(guī)范規(guī)定的撓度、裂縫等要求，在同等條件下，反復(fù)試算，在合理的梁板配筋前提下，得出合理的主次梁截面尺寸、板厚及柱帽尺寸。各構(gòu)件截面尺寸見表4。

表4 各構(gòu)件截面尺寸（8.1 m×8.1 m柱跨）

4.1 模型截面

各樓蓋形式的截面簡圖見圖3。

圖3 各樓蓋形式的截面簡圖二

4.2 計(jì)算結(jié)果

各樓蓋形式的計(jì)算結(jié)果見圖4。

圖4 各樓蓋形式的梁板計(jì)算配筋結(jié)果二

5 柱跨8.1 m×8.1 m的模型經(jīng)濟(jì)性比較

各種材料的單方造價(jià)假定如下：C35混凝土為450元／m3，鋼筋為5 000元／t，模板為60元／m2。通過對施工圖的統(tǒng)計(jì)分析，各樓蓋的經(jīng)濟(jì)性比較見表5。

由表5所示，可以得到以下的初步結(jié)果：

1）混凝土造價(jià)：無梁樓蓋＜單向雙次梁＜十字梁＜井字梁＜大板＋柱帽＜加腋大板＜大板。

2）含鋼量：無梁樓蓋＜大板＋柱帽＜加腋大板＜單向雙次梁＜大板＜井字梁＜十字梁。

3）模板量：加腋大板＜無梁樓蓋＜大板＜大板＋柱帽＜十字梁＜單向雙次梁＜井字梁。

4）總造價(jià)：無梁樓蓋＜加腋大板＜大板＋柱帽＜單向雙次梁＜大板＜十字梁＜井字梁。

綜上，在8.1 m×8.1 m跨度下，考慮混凝土、鋼筋及模板造價(jià)的比較中，經(jīng)濟(jì)性前三的地下室頂板樓蓋結(jié)構(gòu)方案分別為無梁樓蓋、加腋大板、大板＋柱帽結(jié)構(gòu)。

6 結(jié) 語

通過對兩種柱跨地下室頂板的分析，柱跨大小對不同樓蓋形式的經(jīng)濟(jì)性是有差異的。在小柱跨情況下，大板樓蓋優(yōu)勢比較明顯，隨著跨度的增大，大板樓蓋鋼筋量明顯上升，加腋大板及大板＋柱帽樓蓋的優(yōu)勢慢慢凸顯。普通梁板式結(jié)構(gòu)樓蓋的經(jīng)濟(jì)性普遍都較差，而無梁樓蓋在兩種不同跨度下成本最低。隨著市場變化，假定的各種材料單方造價(jià)可能會有差異，導(dǎo)致本結(jié)論會有變化，本文結(jié)論僅供參考。

本文通過對現(xiàn)常用的幾種地下室鋼筋混凝土頂板樓蓋結(jié)構(gòu)模型計(jì)算，經(jīng)綜合分析比較，得出各種樓蓋的經(jīng)濟(jì)性比較初步結(jié)果，可供設(shè)計(jì)人員或者相關(guān)從業(yè)人員參考。當(dāng)然，在現(xiàn)實(shí)工程實(shí)踐中，還有地下室層數(shù)、層高、人工成本、工業(yè)化要求、特殊荷載及當(dāng)?shù)靥厥庖蟮纫蛩氐淖兓?，對各種樓蓋的經(jīng)濟(jì)性有不同的影響，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)實(shí)際情況，綜合評估，分析優(yōu)劣，作出最優(yōu)的樓蓋結(jié)構(gòu)的選擇。