關(guān)于單層地下車庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探討

摘要：伴隨著我國(guó)交通建設(shè)的日益完善，我國(guó)交通工具的種類也日益增多和豐富，尤其是私家車，在大中型城市已經(jīng)成為大多數(shù)家庭出行的首選工具。所以，在各大商場(chǎng)、住宅小區(qū)及大型酒店修建地下停車場(chǎng)是必不可少的。下面就從結(jié)構(gòu)專業(yè)的角度，對(duì)地下車庫(kù)的結(jié)構(gòu)形式、內(nèi)力計(jì)算等問題進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)螌拥叵萝噹?kù)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；方案

引言

隨著人們生活水平的提高， 國(guó)內(nèi)家庭汽車的擁有量越來越多， 從而引發(fā)了停車難的問題。在城市地面用地越來越緊張的今天， 發(fā)展地下車庫(kù)勢(shì)必成為解決停車問題的一種辦法。同時(shí)， 為滿足小區(qū)整體規(guī)劃需要， 這些地下室的頂板上往往會(huì)覆土以滿足綠化、管網(wǎng)埋設(shè)及消防車通行等要求。其中消防車通行的需要決定了此類地下室頂板及外墻在設(shè)計(jì)中必須考慮消防車活荷載， 而一些常見情況下該值的取值在現(xiàn)行規(guī)范中并未明確。

1地下車庫(kù)的結(jié)構(gòu)方案

地下車庫(kù)從使用功能上可以分為與人防結(jié)合和不與人防的類型。

1.1地下車庫(kù)頂板結(jié)構(gòu)的三種設(shè)計(jì)方案

①井字梁結(jié)構(gòu)，此類結(jié)構(gòu)要求柱網(wǎng)的兩個(gè)方向的比值不大于2；由于井字梁可以協(xié)同工作，所以此方案較為經(jīng)濟(jì)。②主次梁結(jié)構(gòu)：此類結(jié)構(gòu)對(duì)柱距有限制，當(dāng)柱距過大時(shí)，主次梁結(jié)構(gòu)梁高則會(huì)過大，占用較多地下車庫(kù)的凈高，并不合理。

③現(xiàn)澆空心樓蓋結(jié)構(gòu)：此類結(jié)構(gòu)技術(shù)設(shè)計(jì)中的實(shí)例相對(duì)少。現(xiàn)有地下車庫(kù)柱距一般都在6 米至10 米范圍內(nèi)，大多數(shù)地下車庫(kù)頂板均采用井字梁結(jié)構(gòu)。

1.2 地下車庫(kù)結(jié)構(gòu)的外圍墻體

一般情況下，采用鋼筋混凝土擋土墻下部為條形基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

1.3 當(dāng)?shù)叵萝噹?kù)范圍內(nèi)的基礎(chǔ)持力層地質(zhì)

情況較為良好且無地下水時(shí)地下車庫(kù)柱基礎(chǔ)采用獨(dú)立基礎(chǔ)+防水底板的結(jié)構(gòu)形式，當(dāng)有地下水或者基礎(chǔ)持力層地質(zhì)情況不穩(wěn)定時(shí)則需采用筏板基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)。

2 內(nèi)力計(jì)算及內(nèi)力計(jì)算中需要注意的問題

2.1 PKPM 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件參數(shù)的選取

用PKPM 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行地下車庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，在PKPM 參數(shù)設(shè)計(jì)中需要注意的幾個(gè)問題有：第一，非人防地下車庫(kù)的抗震等級(jí)一般為二級(jí)；第二，地下車庫(kù)計(jì)算不考慮風(fēng)荷載作用力；第三，中梁的剛度放大系數(shù)一般在1.5 至2.0 之間；第四，一般計(jì)算時(shí)只考慮雙向地震作用而不考慮偶然偏心；第五，在計(jì)算結(jié)構(gòu)位移時(shí)需將所有樓板假定為剛性樓板， 其余計(jì)算均不考慮剛性樓板。

2.2 擋土墻的計(jì)算

地下車庫(kù)的外墻應(yīng)按擋土墻進(jìn)行設(shè)計(jì)。擋土墻的內(nèi)力與側(cè)向土壓力、水壓力、垂直荷載以及邊界條件有關(guān)。當(dāng)垂直荷載較大時(shí)，垂直荷載作用引起的擋土墻內(nèi)力將占很大比重，垂直荷載不可忽略，不能只考慮水平荷載，這時(shí)如要取得較精確的內(nèi)力，應(yīng)取封閉鋼架結(jié)構(gòu)模型來分析。當(dāng)垂直荷載較小時(shí)，可以根據(jù)邊界條件作簡(jiǎn)化計(jì)算，支承條件應(yīng)按相對(duì)剛度比而定。有的工程外墻配筋計(jì)算中，凡外墻帶扶壁柱的，不區(qū)別扶壁柱尺寸大小，一律按雙向板計(jì)算配筋，而扶壁柱按地下室結(jié)構(gòu)整體電算分析結(jié)果配筋，又未按外墻雙向板傳遞荷載驗(yàn)算扶壁柱配筋。按外墻與扶壁柱變形協(xié)調(diào)的原理，其外墻豎向受力配筋不足、扶壁柱配筋偏少、而外墻的水平分布筋則偏于保守。只有垂直于外墻方向有鋼筋混凝土內(nèi)隔墻相連的外墻板塊或外墻扶壁柱截面尺寸較大時(shí)，外墻板塊按雙向板計(jì)算配筋外，其余的外墻宜按豎向單向板計(jì)算配筋為妥。擋土墻與頂板連接處，可根據(jù)頂板與擋土墻的相對(duì)剛度確定支承形式，一般情況下頂板剛度較小，可視為鉸接，地板基礎(chǔ)剛度較大，可視為固定端。豎向荷載（軸力）很小的外墻扶壁柱，其內(nèi)外側(cè)主筋也應(yīng)予以適當(dāng)加強(qiáng)。

2.3 裂縫及控制設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)者必須認(rèn)真對(duì)待由于超長(zhǎng)給結(jié)構(gòu)帶來的不利影響，當(dāng)增大結(jié)構(gòu)伸縮縫間距或者是不設(shè)置伸縮縫時(shí)，必須采取切實(shí)可行的措施，防止結(jié)構(gòu)開裂。對(duì)于純地下車庫(kù)，上有回填土，結(jié)構(gòu)受大氣溫差變化的影響較小，當(dāng)前的設(shè)計(jì)趨勢(shì)是盡量不設(shè)縫，以利于解決地下室在變形縫位置的滲漏問題。此時(shí)，需設(shè)置后澆帶，后澆帶應(yīng)設(shè)置在結(jié)構(gòu)受力較小處，一般在梁、板跨度內(nèi)的三分之一處，結(jié)構(gòu)彎矩和剪力均較小，后澆帶間距一般為30m 到40m。但是必須指出的是，后澆帶只能解決施工期間的混凝土自收縮，它不能解決由于溫度變化引起的結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中，更不能替代伸縮縫。

還有一個(gè)值得注意的問題就是地下車庫(kù)的允許裂縫寬度。地下工程防水技術(shù)規(guī)范《GB50108—2001》第4.1.6 條規(guī)定“防水混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫寬度不得大于0.2mm，并不得貫通”。目前設(shè)計(jì)人員對(duì)當(dāng)外有柔性防水層時(shí)，允許裂縫寬的的取值是0.2mm 還是0.3mm 還存在較大的爭(zhēng)議，因?yàn)榘床煌悼紤]對(duì)結(jié)構(gòu)的用鋼量影響還是很大的。有人認(rèn)為0.2mm 是針對(duì)于自防水工程而言的，當(dāng)外有柔性防水層時(shí)，混凝土并不是直接接觸水或土壤的，故按照正常環(huán)境取值為0.3mm；也有人認(rèn)為應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行地下工程防水技術(shù)規(guī)范關(guān)于防水混凝土的裂縫寬度要求，作為第二道防水防線，同時(shí)一旦柔性防水層破壞，要修復(fù)比較困難，所以應(yīng)取0.2mm。國(guó)家規(guī)范關(guān)于最大裂縫的控制寬度標(biāo)準(zhǔn)是這樣規(guī)定的：①無侵蝕介質(zhì)，無防滲要求，0.3～0.4mm；②輕微侵蝕，無防滲要求，0.2～0.3mm；③嚴(yán)重侵蝕，有防滲要求，0.1～0.2mm。當(dāng)?shù)叵滤惠^低，地下水主要為地表水及毛細(xì)水，防水層及混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量有可靠保證。

3 地下室外墻設(shè)計(jì)分析

隨著人們生活水平的提高， 國(guó)內(nèi)家庭汽車的擁有量越來越多， 從而引發(fā)了停車難的問題。在城市地面用地越來越緊張的今天， 發(fā)展地下車庫(kù)勢(shì)必成為解決停車問題的一種辦法。同時(shí)， 為滿足小區(qū)整體規(guī)劃需要， 這些地下室的頂板上往往會(huì)覆土以滿足綠化、管網(wǎng)埋設(shè)及消防車通行等要求。

3.1 室外地面活荷載的選取

實(shí)際上， 在進(jìn)行消防作業(yè)時(shí)， 消防車與失火建筑之間應(yīng)有一定距離， 否則救火云梯無法上升至建筑物上部。一輛消防車占地面積至少為100 m2， 對(duì)于滿載總重為300 kn的消防車而言， 折合荷載僅為3 kn /m2。另外， 按消防規(guī)范要求， 當(dāng)室外消防車通道距離主樓外墻不小于5 m 時(shí)， 消防車荷載對(duì)地下室外墻內(nèi)力的影響非常小， 可忽略不計(jì)。如此看來， 考慮消防車荷載或大于消防車的可能荷載， 室外地面活荷載按5 kn /m2 考慮是足夠安全的。

3.2 配筋設(shè)計(jì)

本工程地下室除了與框架柱整體澆筑的外墻板按雙向板計(jì)算配筋外， 其余的外墻均按單向板計(jì)算配筋。外墻水平荷載按下大上小梯形分布考慮， 如有地下水， 應(yīng)計(jì)入水的側(cè)壓力， 此時(shí)土的容重按浮容重考慮。按雙向板計(jì)算時(shí)， 可假設(shè)板上端簡(jiǎn)支， 下端及左右兩邊固定； 框架柱內(nèi)外側(cè)配筋計(jì)算時(shí)應(yīng)計(jì)入雙向板左右端所傳遞的荷載。按單向板計(jì)算時(shí)， 可假設(shè)上端簡(jiǎn)支， 下端固定； 墻體水平分布鋼筋按構(gòu)造配置即可。外墻迎水面保護(hù)層厚度應(yīng)不小于50 mm， 驗(yàn)算裂縫寬度應(yīng)不大于0. 2 mm。對(duì)于部分計(jì)算高度較大的外墻， 設(shè)計(jì)采用墻底加腋的措施， 使墻體厚度及配筋大為減小。

4 結(jié)束語

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速持續(xù)發(fā)展，我國(guó)的地下車庫(kù)的數(shù)量和規(guī)模不斷得到擴(kuò)大和增加，但是綜合來看，我國(guó)的單層地下車庫(kù)的設(shè)計(jì)工作仍然存在著諸多的不足。筆者衷心希望，以上關(guān)于對(duì)我國(guó)單層地下車庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以被相關(guān)負(fù)責(zé)人合理的吸收和采納，進(jìn)而提高我國(guó)的單層地下車庫(kù)的設(shè)計(jì)水平。

參考文獻(xiàn)

[1]魏麗.單層地下車庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，08：170.

[2]劉國(guó)龍.下水位較高時(shí)地下車庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)芻議[J].甘肅科技，2011，17：147-148+183.

[3]黃林偉，楊樺，吳寶杰.某單層地下車庫(kù)開裂、滲水原因分析[J].浙江建筑，2012，06：34-36.

[4]殷志遠(yuǎn).某單層地下車庫(kù)抗浮設(shè)計(jì)方案的探討[J].安徽建筑，2012，04：68-69.