一級(jí)注冊(cè)建筑師|怎樣設(shè)計(jì)地下頂板最經(jīng)濟(jì)?
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地下室樓蓋經(jīng)濟(jì)性比選是一個(gè)老生常談的問題，也是商業(yè)綜合體項(xiàng)目的必修課。本文以兩個(gè)商業(yè)綜合體項(xiàng)目為例，分析影響商業(yè)綜合體樓蓋經(jīng)濟(jì)性的主要因素。
在接下來的兩個(gè)案例中，同樣的跨度，同樣的荷載，同樣的計(jì)算方法，但是結(jié)論卻不同，這里面的玄機(jī)究竟在哪呢?
一、基本情況
要進(jìn)行比較的兩個(gè)項(xiàng)目均為商業(yè)綜合體，分別位于北京和海南。
海南綜合體地下三層業(yè)態(tài)暫時(shí)按B1為商業(yè)及機(jī)電設(shè)備用房，B2、B3為停車庫，B3部分人防區(qū);北京綜合體地下二層業(yè)態(tài)暫時(shí)按B1為商業(yè)及機(jī)電設(shè)備用房，B2為停車庫，部分人防區(qū)。
兩個(gè)項(xiàng)目均為9×9m標(biāo)準(zhǔn)柱網(wǎng)，地上覆土取1.5m，消防車型號(hào)按30t考慮，人防地下室等級(jí)取核6常6，梁板混凝土強(qiáng)度按C35考慮。消防荷載組合工況與人防荷載組合工況時(shí)，樓板按塑性算法考慮;其余情況均為彈性算法。梁板裂縫控制，與土直接接觸部分(覆土區(qū)地下室頂板梁、板頂)裂縫控制為0.2mm，其他情況取0.3mm。施工荷載、消防車荷載、人防荷載均不計(jì)入裂縫計(jì)算。梁配筋率按1.5%~2.0%控制，樓板配筋率按0.5%~0.95%控制。
地下室樓蓋方案原則上考慮三種方案布置：主梁大板、單向單次梁、單向雙次梁。其中，地下室頂板增加考慮十字梁方案。
進(jìn)行結(jié)構(gòu)造價(jià)統(tǒng)計(jì)時(shí)，考慮了混凝土、鋼筋材料費(fèi)及模板費(fèi)用，單價(jià)統(tǒng)一取為鋼筋5元/kg，混凝土500元/m³，模板50元/m²。
二.北京綜合體項(xiàng)目
①地下室頂板(覆土區(qū))
②地下室頂板(非覆土區(qū))
③B2頂板(非人防區(qū))
本項(xiàng)目由于在B1層存在下沉廣場，地下室頂板不滿足嵌固端條件，因此，嵌固端下移至B2層頂板。
④B2頂板(人防區(qū))
⑤小結(jié)
通過對(duì)9m×9m標(biāo)準(zhǔn)柱網(wǎng)下地下室樓蓋體系計(jì)算，根據(jù)當(dāng)前業(yè)態(tài)分析，從結(jié)構(gòu)角度分析樓蓋經(jīng)濟(jì)性，可以得出如下結(jié)論：
1)對(duì)于B1頂板(覆土區(qū))在不限制梁高的情況下(梁高1.2m)，單次梁方案造價(jià)最低。2)對(duì)于B2頂板(人防區(qū))，在不限制梁高的情況下(梁高1m)，單次梁方案和大板方案造價(jià)基本相同，均為經(jīng)濟(jì)較優(yōu)方案。3)對(duì)于B1頂板(非覆土區(qū))和B2頂板(非人防區(qū))，由于本項(xiàng)目嵌固端下移至B2頂板，B1頂板和B2頂板均應(yīng)滿足嵌固端樓板板厚和配筋要求，但單向雙次梁方案次梁較多，可適當(dāng)減小板厚至160mm，在此情況下采用單向雙次梁方案最經(jīng)濟(jì)。
三、海南綜合體項(xiàng)目
①地下室頂板(覆土區(qū))
根據(jù)《海南省超限高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)(試行)》地下頂板施工荷載取10.0kN/m²，分項(xiàng)系數(shù)取1.0。
②地下室頂板(非覆土區(qū))
③B2頂板
④B3頂板(非人防區(qū))
⑤ B3頂板(人防區(qū))
⑥小結(jié)
通過對(duì)9m×9m標(biāo)準(zhǔn)柱網(wǎng)下地下室樓蓋體系計(jì)算，根據(jù)當(dāng)前業(yè)態(tài)分析，從結(jié)構(gòu)角度分析樓蓋經(jīng)濟(jì)性，可以得出如下結(jié)論：
1)決定B1層層高的為室外覆土區(qū)域，B1層結(jié)構(gòu)高度最低可按0.8m考慮。在此情況下，對(duì)于B1層頂板(室外覆土區(qū))，采用框梁+大板方案較為經(jīng)濟(jì);對(duì)于B1層頂板(無覆土區(qū))采用單向單次梁方案最經(jīng)濟(jì)。2)B2層結(jié)構(gòu)高度可按0.7m考慮，采用單向雙次梁方案最經(jīng)濟(jì)。3)決定B3層層高的為人防區(qū)，B3層結(jié)構(gòu)高度按0.8m考慮。對(duì)于B3層頂板(非人防區(qū))采用單向雙次梁方案最經(jīng)濟(jì)，結(jié)構(gòu)高度控制在0.7m;對(duì)于B3層頂板(人防區(qū))，在控制相同結(jié)構(gòu)高度的前提下，采用框梁+大板方案較為經(jīng)濟(jì)。
四、項(xiàng)目對(duì)比
將兩個(gè)項(xiàng)目在不同位置的經(jīng)濟(jì)樓蓋體系列于下表：
由表可知，二者結(jié)論并不一致。分析其原因如下：
①本文兩個(gè)項(xiàng)目對(duì)梁高的限制程度不同。在進(jìn)行本次樓蓋經(jīng)濟(jì)性比選時(shí)，海南項(xiàng)目旨在控制層高，而北京項(xiàng)目的既定層高可給予梁高一定的擴(kuò)展空間，希望找到更經(jīng)濟(jì)的樓蓋體系。分析表中第三行和第五行可知，對(duì)于上部荷載較大的情況，當(dāng)樓板可采用塑性算法(如消防車荷載組合工況、人防荷載組合工況)，且梁高受到較大限制的情況下，大板體系具有較大優(yōu)勢(shì);當(dāng)梁高有一定擴(kuò)展空間或不采用樓板塑性算法時(shí)，單向單次梁體系更經(jīng)濟(jì)。②當(dāng)上部荷載較小，而板厚及配筋率取值相對(duì)較大時(shí)(如作為嵌固端的地下室樓板)，單向單次梁體系較為經(jīng)濟(jì)。③當(dāng)上部荷載較小，且板厚及配筋率均根據(jù)受力取值時(shí)，單向雙次梁體系具有明顯優(yōu)勢(shì)。④對(duì)于嵌固端樓板，當(dāng)執(zhí)行《抗規(guī)》條文說明“若柱網(wǎng)內(nèi)設(shè)置多個(gè)次梁時(shí)，板厚可適當(dāng)減小”時(shí)，單向雙次梁體系可能比單向單次梁體系更經(jīng)濟(jì)。(各地接受程度不同，要看當(dāng)?shù)貙張D情況)
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