地下車庫中寬扁梁的應用

（河南徐輝建筑工程設計有限公司，河南，鄭州，450000）

【摘要】本文詳細闡述了寬扁梁的技術特征和工程特性，并介紹了寬扁梁在鄭州某地下車庫的應用情況，應用結果表明，對于有凈高特殊要求的地下車庫，寬扁梁是一種較為經濟且容易保證質量的樓蓋型式。

【關鍵詞】寬扁梁；地下車庫；凈高

1 前言

鄭州地區地下車庫多采用普通梁板樓蓋，由人防要求的地下車庫中應用也比較普遍。其原因主要在于：①普通梁板樓蓋在工程中大量采用，施工難度不大，易于保證質量；②地下車庫頂一般均有覆土，其上還有消防車道和景觀，荷載較大，通過加大梁高的方式結構受力更合理；③施工速度快，工程中應用普遍，施工單位不需要再理解消化，容易操作，工人施工起來很快。

當地下水位距地面很近時，或設備對凈空要求高時，往往層高受到限制，不能采用普通梁板樓蓋。工程中常見結構形式有井字梁樓蓋、密肋樓蓋、現澆空心樓蓋。井字梁樓蓋對降低梁高作用不明顯；密肋樓蓋能明顯降低梁高，但給設備布置帶來麻煩，其模殼需要定制，總體造價偏高；現澆空心樓蓋能彌補密肋樓蓋對設備的影響，其箱體需要定制，施工保證措施要求極高，總體造價也偏高。

高層建筑的地下室往往用做汽車庫和設備機房，柱距較大，采用一般梁板式樓蓋時，由于梁截面高度大，機電管道需要在梁下通行，因此，層高多數在 3.8～4.5m之間，機電設備用房還需另行考慮。當有多層地下室時，地下一層頂板作為上部結構的嵌固部位，按現行規范規定應采用梁板結構。

建筑抗震設計規范(GB 50011-2010)第6.1.14條規定：“地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時，地下室在地上結構相關范圍的頂板應采用現澆梁板結構，相關范圍以外的地下室頂板宜采用現澆梁板結構”。全國民用建筑工程設計技術措施2009版第21頁對梁板體系做了明確：主次梁樓蓋、大板樓蓋、井字梁樓蓋。同時明確地下室頂板不宜采用無梁樓蓋。

地下室頂板作為上部結構的嵌固部位能否采用現澆空心樓蓋規范尚無定論，經省內知名專家論證，形成意見如下：“地下室頂板不應采用無梁樓蓋，若采用現澆空心樓蓋，建議設明梁(或抗彎剛度較大的暗梁)”

按地下室頂板覆土1.8米，同時考慮消防車荷載，若采用現澆空心樓蓋，至少需用筒芯300高，上下板厚150。地下工程防水技術規范(GB 50108-2008)第4.1.7條規定：防水混凝土結構厚度不應小于250mm。若考慮頂板厚調整為250，底板厚調整為100，加上筒芯高300，樓蓋高度將達到650高。按寬扁梁的構造要求結合受力需要梁高為700，與空心樓蓋厚度差別不大。采用寬扁梁樓蓋后，頂板250厚即可，不必再設100厚下層板，更容易達到抗震規范和地下工程防水技術規范要求。

經對普通梁板樓蓋、空心樓蓋、寬扁梁樓蓋三種方案計算，通過經濟分析得出結論：空心樓蓋含鋼量為60.88kg/m2，寬扁梁樓蓋含鋼量為81.2kg/m2，普通梁板樓蓋含鋼量為62.60kg/m2，采用寬扁梁樓蓋較空心樓蓋含鋼量高20.32kg/m2，較普通梁板樓蓋含鋼量高18.6kg/m2。

2 寬扁梁樓蓋的技術特征和工程特性

寬扁梁樓蓋是從無梁樓蓋基礎上發展起來的，介于普通梁板樓蓋與無梁樓蓋之間的一種新型樓蓋體系，是普通梁板樓蓋中的一種，是將普通梁的梁高降低，改用加寬梁寬的方式改進而成的樓蓋形式。由于其在結構設計中較容易實現“強柱弱梁，強剪弱彎，強節點弱構件”的抗震設計理念，而且寬扁梁只要設計、構造措施得當，能夠改善框架節點的延性，增加節點區在地震作用下的變形能力。有效避免了在施工過程中框架節點區鋼筋過于密集，混凝土難以灌注、振搗的尷尬局面。

寬扁梁樓蓋集合了井字梁樓蓋、密肋樓蓋、現澆空心樓蓋的綜合優勢，適用于對凈高和層高要求較高的情況。考慮功能要求和造價影響，地下車庫層高受限制的情況越來越多，也促進了寬扁梁樓蓋體系的發展和應用。地下車庫梁主要承受豎向荷載，以抗彎為主，截面抗彎除加高梁高外，還可通過改變梁寬實現。截面剛度與梁高成立方關系，梁高加高一倍，截面剛度增加8倍；截面剛度與梁寬成線性關系，梁寬加寬一倍，截面剛度增加2倍。

抗震規范僅對寬扁梁截面有規定，但沒有設計細則。

國外的學者認為：節點區的所有力平衡是關鍵，寬梁的部分筋若在柱外側通過時，在斜壓桿的上下端就沒有能起平衡作用的豎向壓力，在柱外的那部分梁可能被剪壞。他們據此提出兩種解決方法：1、將梁的上部鋼筋全部配置在柱寬范圍內；2、配置豎向筋以承擔壓桿推力產生的豎向分力。

國內的文獻指出前種方法僅適用于梁比柱稍寬一點的情況，否則，柱內鋼筋將密得無法施工，若以犧牲梁的有效高度而設置多排筋，顯然也不合理，但我們要求有70%左右的鋼筋通過柱子。對第二種方法，國內有不少的專門論述。有關實驗指出，寬扁梁在靜載和低周反復荷載作用下，破壞區域基本在節點外核心區。在外核心區設置箍筋可以起到保護內核，轉移塑性鉸的作用，而且有必要設穿過柱內的垂直鋼筋，以增強外核心區的強度。綜上所述，節點設計中，節點外核心區抗扭是寬扁梁的核心所在。

通過對寬扁梁的裂縫進行計算后發現：由強度控制的梁，如果配筋率較大時，則裂縫寬度難以滿足，須加大配筋，根據經驗，當配筋率達到2%左右時，就應注意裂縫問題。驗算寬扁梁的撓度時，在支撐情況和跨度一定時，其剛度就起著決定性作用，寬扁梁不宜布置雙排筋，有效高度的增多或減少都影響受力。

與寬扁梁重合部分的板，其作用機理已與純板完全不同，與梁共同作用并相互協調。考慮板的內力塑性重分布，一般對四周與梁整體連接的板中間跨的跨中截面，計算彎距可減少20%。連續板跨中由于正彎距作用截面下部開裂，支座由于負彎距作用截面上部開裂，使得板的實際軸線成拱形，拱形支座位于梁邊附近。

3 工程應用實例

鄭州市龍子湖大學城某項目，共15棟26層住宅樓，通過單層地下車庫相連。工程所在場地歷史最高水位埋深在自然地面以下1.0m左右，基坑開挖最深為現狀地面以下2.7m左右，抗浮設計水位按歷史最高水位。

為盡可能降低層高，減少降水和抗浮費用，甲方要求層高做到3.9米，設備管線預留空間0.9米高，設備下凈空要求2.3米，結構梁高最高限制在0.7米。地下車庫柱網8.1m×8.4m，其上有1.8米厚覆土，頂板上除消防車道外布置有景觀，采用普通梁板樓蓋時，主梁500x1000~1100，次梁400x800，板厚250mm；采用寬扁梁樓蓋時，主梁800~1000x700，次梁300x650，板厚250mm；

兩種結構形式整體經濟性指標數據見下表

樓蓋形式建筑層高

(mm)結構高度

(mm)混凝土含量

(m3/m2)鋼筋含量(kg/m2)

普通梁板

樓蓋430011001.1599

寬扁梁樓蓋39007001.20125

通過比較可以看出，若保持凈空不變，與普通梁板樓蓋相比，寬扁梁樓蓋層高減少了400mm。鋼筋含量的增加完全可以通過層高的減少彌補，考慮由于層高的降低帶來的土方開挖、降水、抗浮費用減少及施工周期縮短，仍具有相當優勢。

4 結論

4.1 本項目采用寬扁梁樓蓋，承載力和變形滿足現行規范要求，施工周期縮短，整體造價有所降低。

4.2 地下車庫采用寬扁梁樓蓋，通過了施工圖審查，實施后視覺效果良好。

參考文獻

[1] 中華人民共和國標準 混凝土結構設計規范（GB50010-2010）.北京：中國建筑工業出版社，2010

[2] 傅學怡 寬扁梁設計建議 建筑結構