地下車庫梁格布置設計探討

鄒琳 王向鵬

1鄭州市工程質量監督站（450000）2核工業第五研究設計院（450002）

地下車庫梁格布置設計探討

鄒琳1王向鵬2

1鄭州市工程質量監督站（450000）2核工業第五研究設計院（450002）

現在的車位配比要求越來越高，對小區的人防配建面積要求也很嚴格，所以現在設計采用大底盤地下車庫也越來越普遍。由于防水要求，地下室的頂板厚度要求不小于250 mm，通過不同的設計工況，討論十字形梁格和井字梁格的適用性，并對比高強鋼筋應用的經濟效益。

地下車庫；十字形梁；井字梁；高強鋼筋

0 引言

在大底盤地下車庫的設計過程中，根據《地下工程防水技術規范》（GB 50108-2008）表3.3.3-1和4.7.1條要求,二級防水結構厚度不應小于250 mm。現在審圖單位對地下室頂板厚度也要求必須做到250 mm，根據地下車庫停車技術要求，柱網尺寸一般為8.4 m×8.4 m,則十字形梁格布置也能滿足設計要求。根據比較常見的使用功能，共設置6組工作狀況進行計算機建模計算，并進行比較分析。

1 建立模型，計算分析

本設計比較以鄭州市為建設地點，板頂覆土800 mm厚，一般綠化，無大型景觀小品，抗震等級四級。根據平時常見建筑使用功能，共設計6種工作狀況，比較類型為十字形梁格和井字形梁格,具體分組如下:

1）正常使用，活荷載取5.0 kN/m2。①井字形梁格布置:主梁400 mm×800 mm，次梁300 mm×600 mm。②十字形梁格布置:主梁400 mm×800 mm，次梁300 mm×600 mm，混凝土等級C35，鋼筋均采用HRB400。

2）人防使用要求，核6B，常6。①井字形梁格布置:主梁400 mm×800 mm，次梁300 mm×600 mm。②十字形梁格布置:主梁400 mm×800 mm，次梁300 mm×700 mm，混凝土等級C35，鋼筋均采用HRB400。

3）人防使用要求，核6，常6。①井字形梁格布置:主梁500 mm×800 mm，次梁300 mm×600 mm。②十字形梁格布置:主梁500 mm×800 mm，次梁300 mm×750 mm，混凝土等級C35，鋼筋均采用HRB400。

4）人防使用要求，核5，常5。①井字形梁格布置:主梁500 mm×1 000 mm，次梁300 mm×600 mm。②十字形梁格布置:主梁500 mm×1000 mm，次梁300 mm×900 mm，混凝土等級C40，鋼筋均采用HRB400。

5）使用情況及梁板參數同（4），由于《混凝土結構設計規范》（GB 50010-2010）的規定，鋼筋的抗剪設計強度取值不能大于360 MPa，因此只有梁縱筋采用HRB500，其他均不變。

6）考慮消防車荷載，一條6 m寬消防車道，中間設置12 m×12 m消防車回車場。①井字形梁格布置:主梁400 mm×800 mm，次梁300 mm×650 mm。②十字形梁格布置:主梁400 mm×800 mm，次梁300 mm×700 mm，混凝土等級C35，鋼筋均采用HRB400。

模型X向、Y向均建5跨,結構布置如圖1、圖2。根據《人民防空地下室設計規范》（GB 50038-2005）第3.1.10條規定，核5級無上部建筑的頂板最小防護厚度不小于640 mm，第4.11.3條，頂板結構厚度不小于200 mm，現采用250 mm厚鋼筋混凝土頂板+800 mm厚覆土滿足防護要求。

圖1 井字形梁結構布置圖

圖2 十字形梁結構布置圖

計算軟件采用PKPM2010v2.1版,經過使用PKPM-STAT-3進行工程量統計,梁板鋼筋及混凝土用量詳見表一。其中《人民防空地下室設計規范》表4.2.3中沒有規定HRB500鋼筋的綜合調整系數，由于HRB500鋼筋與HRB400鋼筋的延性相近，暫時按照HRB400鋼筋的規定取1.20。地下室頂板厚度取250 mm，根據計算結果，只有在考慮人防核5級要求時，十字形梁布置[（4）②、（5）①）]板負筋是按照計算要求配筋，配筋取Φ16@160，其他均為構造配筋。根據《混凝土結構設計規范》第8.1.5條要求，最小配筋率取0.2%，配筋取Φ12@200。根據《人民防空地下室設計規范》第4.11.7條要求，混凝土為C35時，最小配筋率取0.25%，配筋取Φ12@180；混凝土為C40時,最小配筋率為0.30%，配筋取Φ12@150。

通過比較分析，做出以下判斷:首先，在核5級人防設計時，十字形梁布置比井字梁布置梁板鋼筋含量增加，計算條件相同時的相對比較的有效性。

表1 深板鋼筑及混凝土用量

HRB400時4.6%，HRB500時4.3%，混凝土含量減少6.9%，綜合考慮，此時十字形梁沒有達到節約造價、節省資源的目的。

其次，在（1）、（2）、（3）、（6）工況，十字形梁布置比井字梁布置在鋼筋含量和混凝土含量均有所減少，且十字形梁布置次梁數量減少33%，更有利于施工。

再次，消防車荷載均沒有人防荷載的荷載效應大，設計時應尤其注意。

最后，在核5級人防時，梁主筋采用HRB500，不論是十字形梁布置還是井字梁布置,鋼筋量均有減少，其中井字梁布置含鋼量減少5.2%,十字形梁布置含鋼量減少6.0%，在高強鋼筋推廣過程中，廠家保證4級鋼和3級鋼價格持平，保證供應，那么在HRB500的應用前景將會非常光明。

2 結論

通過以上建模計算，比較分析，在采用十字梁格布置時，除了在核5人防設計工況，由于荷載很大，250 mm厚板的鋼筋使用量有所增加，沒有達到節省造價，節約資源的目的，在其他工況下混凝土用量均有所減少，且梁的數量減少，減輕了施工時模板的工程量，降低了造價，減少了對資源的使用，保護了環境。而且通過在核5級人防工況下梁縱筋采用HRB500級鋼筋，大大節省了用鋼量，對甲方、社會及環境保護都是有益的，所以建議結構工程師在設計工作中能夠詳細了解HRB500級鋼筋的性能，推廣高強鋼筋的應用，做出結構專業的綠色建筑。

[1]GB 50038-2005,人民防空地下室設計規范[S].

[2]GB 50108-2008,地下工程防水技術規范[S].

[3]GB 50010-2010,混凝土結構設計規范[S].