多層地下車庫（結構）大及大小柱網探討

王力芡張春利

(1昆明有色冶金設計研究院股份公司 2昆明金甌工程造價咨詢評估有限公司)

多層地下車庫（結構）大及大小柱網探討

王力芡1張春利2

(1昆明有色冶金設計研究院股份公司 2昆明金甌工程造價咨詢評估有限公司)

本文主要對多層地下車庫柱網尺寸進行精細化計算分析，以期探索出結構體系合理、經濟性較高的地下車庫柱網形式。本文利用PKPM (PMCAD、SATWE）軟件對地下室結構進行了建模分析，通過比較大、小軸網模型在相同荷載作用下的受力及配筋情況進行分析，最終按照合理性及經濟性選擇最優方案在實際工程中進行施工圖設計，尋求工程建設后的最佳效果。

地下車庫；大、小軸網；合理性；經濟性

一、引言及工程概況

隨著我國汽車保有量逐年增加，地面停車已難以滿足住宅社區的需求，在不影響地面建筑密度及綠化率的前提下，全地下車庫成為目前民用建筑項目的“標配”。但地下車庫頂板種植土層覆土較厚（一般大于1.5米），而造成地下車庫的建安成本較高，如何在地產行業的白銀時代合理優化結構體系，降低建安成本成為結構工程師思考的課題之一。

本文以一實際的地下室工程為例，對地地下車庫大、大小柱網尺寸進行精細化研究分析，以期探索出結構體系合理、經濟性較高的地下車庫柱網形式。

該項目位于昆明市市區，地下室有二層結構，上部有多棟高層建筑，地下室負二層層高3.3m、負一層層高3.6m，地下室頂板上設置覆土1.6m，地下室總埋深8.5m，局部設置人防工程。該地下室的建筑抗震設防類別為丙類，抗震設防烈度為8度，設計基本加速度為0.2g，場地類別為Ⅱ類，設計地震分組為第三組，地下室負一層抗震等級為二級，地下室頂板考慮綠化覆土厚度為1.6m。

二、軸網形式介紹

1、大柱網：作為常規尺寸，7.8m*（8.1+8.1）m的柱網尺寸已經被廣泛的應用于地下車庫。三個2400mm*5375mm 的標準停車位，加上550mm結構柱截面尺寸，造就了7800mm的極致柱距（凈距為7250mm），5500mm的車道凈寬和兩側各1300mm的車道退線，形成8100mm的柱網尺寸。

2、大小柱網：在大柱網的基礎上，合理降低柱網尺寸能夠有效降低結構構件截面尺寸，提高地下車庫的經濟性。大小柱網尺寸7.8m*（5.1+6+5.1）m的柱網是在滿足三個2.4m*5.35mm的標準停車位的前提下，加上500mm結構柱截面尺寸，保持7800mm的柱距（凈距為7300mm）及5500mm車道凈寬不變，將原柱網進深更改為6000mm的車道寬。

三、PKPM模型計算結果對比分析

本文利用了設計軟件PKPM (PMCAD、SATWE）軟件對結構模型進行了建模分析，地下室分別采用了兩種計算模型：①大軸網（見平面布置圖一）尺寸7.8m*（8.1+8.1）m，②大小軸網（見平面布置圖二）尺寸7.8m*（5.1+6+5.1）m，建筑面積相同，兩種模型荷載為30kN/m2，梁板及柱混凝土強度等級均為C35，柱縱筋、箍筋采用HRB400，梁縱筋采用HRB500、箍筋HRB400。在本文中，對以上兩種模型的計算結果進行對比分析，找出受力及配筋，并比較其安全合理性及經濟性，選擇最優化方案進行施工圖設計。由于地下車庫頂板種植覆土較厚，且靠近主樓周邊柱網局部不規則，頂板局部開洞情況較多，結構形式采用有梁樓蓋。

1、大柱網：經過計算分析，柱截面尺寸為550mm*550mm，7.8m方向（X向）框架梁截面尺寸為250mm*700mm、次梁截面尺寸為300mm*700mm(每個軸網上有兩根），次梁為單向布置，支撐在Y向框架梁上，板跨度為2.7m；8.1m方向（Y向）框架梁截面尺寸為450mm*900mm。

2、大小柱網：柱截面尺寸為500mm*500mm，7.8m方向（X向）框架梁截面尺寸為250mm*650mm，車道上方次梁截面尺寸為250mm*650mm(每個軸網上有兩根），停車位上方次梁截面尺寸為300mm*650mm(每個軸網上有一根），次梁為單向布置，支撐在Y向框架梁上，板跨度為2.0m和2.55m；8.1m方向（Y向）框架梁截面尺寸為450mm*900mm。

構件截面分析，大柱網結構形式中，柱截面尺寸較大，柱子數量較少，梁截面尺寸較大；而大小柱網結構形式，柱截面較小，柱子數量相對較多；大軸網梁最大截面高度相比大小軸網梁最大截面高度大200mm，即大軸網層高要比大小軸網層高高200mm，必然帶來前期開挖量及后期車庫周邊回填量增加，造成建設成本增加，兩種軸網形式同面積次梁總根數形同，但次梁高度大軸網相對高50mm，X向框架梁大軸網相對高50mm，同面積下多一根框架梁。

構件配筋分析，大柱網結構形式中，柱計算縱筋為100cm2（單側）、箍筋G2.0--0cm2，負二層柱截面550*600，軸壓比為0.7左右，負一層柱軸壓比為0.65左右，大小柱網結構形式中，柱計算縱筋為800cm2（單側）、箍筋G1.3--0cm2，負二層柱軸壓比為0.54~0.65左右，負一層柱軸壓比為0.43~0.53左右，柱截面選擇合理，；梁配筋差異較大，兩種模型中梁配筋率為1.30%~1.80%，梁截面選擇合理，具體配筋見頂板平面布置圖一、二。

四、不同柱網形式的經濟分析。

以下經濟指標經技經統計計算得出。

1、大柱網：KL1鋼筋總量405.19kg、混凝土總量1.27m3，KL2鋼筋總量1833.1kg、混凝土總量6.075m3，L1鋼筋總量433.7kg、混凝土總量1.54m3(以上鋼筋量及混凝土量均指單根梁），每7.8m*（8.1*2）m軸網，有KL1兩根、KL2一根、L1四根，梁總含鋼量為4378.28kg；板總含鋼量為2163kg，即頂板梁板每平方米含鋼量為51.77kg/m2；頂板梁板混凝土總用量14.775m3。

2、大小柱網：KL1鋼筋總量341.13kg、混凝土總量1.186m3，KL2鋼筋總量378.05kg、混凝土總量1.186m3，KL3鋼筋總量1240.79kg、混凝土總量3.602m3，L1鋼筋總量356.55kg、混凝土總量1.21m3，L2鋼筋總量403.5kg、混凝土總量1.45m3(以上鋼筋量及混凝土量均指單根梁），每7.8m*（5.1*2+6）m軸網，有KL1兩根、KL2一根、KL3一根、L1兩根、L2兩根，梁總含鋼量為3839.2kg；板總含鋼量為2222kg，即頂板梁板每平方米含鋼量為47.97kg/m2；頂板梁板混凝土總用量12.48m3。

3、頂板梁板鋼筋及混凝土總用量對比，大小軸網所用鋼筋量為大軸網所用鋼筋量的92.6%，混凝土所用量比值為85%。

五、結論

本文對地下室車庫板采用大柱網、大小柱網兩種模型分析結果：

1、通過對全地下車庫的柱網形式的深入分析，可得出大小柱網形式優于大柱網的定量及定性分析結論。

2、在選取柱網形式的過程中，有時需犧牲經濟效益來獲取較舒適的停車體驗，各項目可依據自身情況選取適合項目定位的柱網尺寸。

3、經過以上分析，對結構合理性及經濟性優先選用有大小柱網形式進行施工圖設計，保證經濟效益并取得較舒適的停車體驗。

[1] GB50009-2012，建筑結構荷載規范[S]

[2] GB50010-2010，混凝土結構設計規范[S]

[3] GB50011-2010，建筑抗震設計規范[S]

Multilayer underground garage (structure) the size of the column

This article mainly carries on the elaboration on the multilayer underground garage column size calculation and analysis, to explore the form of underground garage with reasonable structure, high economical efficiency. This paper uses the PKPM software (PMCAD, SATWE) model of the basement structure, by comparing the large and small shaft network model under the same load and reinforcement are analyzed, finally according to the rational and economical selection of optimal scheme for construction drawing design in practical engineering, to seek the best result of engineering construction after.

Underground garage Large and small shaft network Rationality economical efficiency

G322

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1007-6344（2017）06-0320-01