二級注冊建筑師|怎樣設計地下頂板最經(jīng)濟?
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地下室樓蓋經(jīng)濟性比選是一個老生常談的問題，也是商業(yè)綜合體項目的必修課。本文以兩個商業(yè)綜合體項目為例，分析影響商業(yè)綜合體樓蓋經(jīng)濟性的主要因素。
在接下來的兩個案例中，同樣的跨度，同樣的荷載，同樣的計算方法，但是結論卻不同，這里面的玄機究竟在哪呢?
一、基本情況
要進行比較的兩個項目均為商業(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)暫時按B1為商業(yè)及機電設備用房，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)暫時按B1為商業(yè)及機電設備用房，B2為停車庫，部分人防區(qū)。
兩個項目均為9×9m標準柱網(wǎng)，地上覆土取1.5m，消防車型號按30t考慮，人防地下室等級取核6常6，梁板混凝土強度按C35考慮。消防荷載組合工況與人防荷載組合工況時，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、人防荷載均不計入裂縫計算。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。
進行結構造價統(tǒng)計時，考慮了混凝土、鋼筋材料費及模板費用，單價統(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
通過對9m×9m標準柱網(wǎng)下地下室樓蓋體系計算，根據(jù)當前業(yè)態(tài)分析，從結構角度分析樓蓋經(jīng)濟性，可以得出如下結論：
1)對于B1頂板(覆土區(qū))在不限制梁高的情況下(梁高1.2m)，單次梁方案造價最低。2)對于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基本相同，均為經(jīng)濟較優(yōu)方案。3)對于B1頂板(非覆土區(qū))和B2頂板(非人防區(qū))，由于本項目嵌固端下移至B2頂板，B1頂板和B2頂板均應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，可適當減小板厚至160mm，在此情況下采用單向雙次梁方案最經(jīng)濟。
三、海南綜合體項目
①地下室頂板(覆土區(qū))
根據(jù)《海南省超限高層建筑結構抗震設計要點(試行)》地下頂板施工荷載取10.0kN/m²，分項系數(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
通過對9m×9m標準柱網(wǎng)下地下室樓蓋體系計算，根據(jù)當前業(yè)態(tài)分析，從結構角度分析樓蓋經(jīng)濟性，可以得出如下結論：
1)決定B1層層高的為室外覆土區(qū)域，B1層結構高度最低可按0.8m考慮。在此情況下，對于B1層頂板(室外覆土區(qū))，采用框梁+大板方案較為經(jīng)濟;對于B1層頂板(無覆土區(qū))采用單向單次梁方案最經(jīng)濟。2)B2層結構高度可按0.7m考慮，采用單向雙次梁方案最經(jīng)濟。3)決定B3層層高的為人防區(qū)，B3層結構高度按0.8m考慮。對于B3層頂板(非人防區(qū))采用單向雙次梁方案最經(jīng)濟，結構高度控制在0.7m;對于B3層頂板(人防區(qū))，在控制相同結構高度的前提下，采用框梁+大板方案較為經(jīng)濟。
四、項目對比
將兩個項目在不同位置的經(jīng)濟樓蓋體系列于下表：
由表可知，二者結論并不一致。分析其原因如下：
①本文兩個項目對梁高的限制程度不同。在進行本次樓蓋經(jīng)濟性比選時，海南項目旨在控制層高，而北京項目的既定層高可給予梁高一定的擴展空間，希望找到更經(jīng)濟的樓蓋體系。分析表中第三行和第五行可知，對于上部荷載較大的情況，當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;當梁高有一定擴展空間或不采用樓板塑性算法時，單向單次梁體系更經(jīng)濟。②當上部荷載較小，而板厚及配筋率取值相對較大時(如作為嵌固端的地下室樓板)，單向單次梁體系較為經(jīng)濟。③當上部荷載較小，且板厚及配筋率均根據(jù)受力取值時，單向雙次梁體系具有明顯優(yōu)勢。④對于嵌固端樓板，當執(zhí)行《抗規(guī)》條文說明“若柱網(wǎng)內(nèi)設置多個次梁時，板厚可適當減小”時，單向雙次梁體系可能比單向單次梁體系更經(jīng)濟。(各地接受程度不同，要看當?shù)貙張D情況)
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