某双层地下车库顶板与楼盖方案的经济性分析

程晓杰， 葛炎晨， 赵 聪

（1．安徽建筑大学 土木工程学院，合肥 230022；2．安徽省建筑科学研究设计院，合肥 230001）

0 引 言

近年来，随着新建住宅小区的数量日益增多，城市土地使用情况越来越紧张，为了提高土地的使用效率，大多数开发商相应开发成片地下空间来做地下车库使用。地下车库的建造，一方面不仅可以有效提高土地的使用率，同时满足了小区停车位不足的要求；另一方面，由于地下车库的建筑面积较大，耗费建筑材料较多，相应产生的建设费用占总建设费用中很大的比重［1］。因此，地下车库一般是整个小区建设工程造价控制的重点，对于开发商来说，如何通过有效的措施来降低地下车库的工程造价，从而达到较好的经济性，是其非常关心的问题。这里所说地下车库的工程造价，指的是地下车库梁板柱的造价，也就是通常所说的材料造价。

为了有效控制地下车库的材料造价，结构设计人员应对地下车库的结构方案进行经济性比较。在众多影响因素中，顶板与楼盖方案是影响地下车库结构造价的主要影响因素。本文结合合肥市某双层地下车库实例，通过含钢量和混凝土含量这两个常用的经济性指标，对该双层地下车库的顶板和负一层楼盖分别提出了三种不同的布置方案，具体分析在这三种不同楼盖方案下该双层地下车库的每平方米材料造价（每平方米材料造价指的是顶板与楼盖每平方梁板柱钢筋和混凝土的造价之和），找出地下车库最为经济的顶板与楼盖方案，从而达到控制材料造价的目的。

1 工程概况

某住宅小区位于安徽省合肥市，地上部分为一栋18层高层住宅楼，剪力墙结构；地下部分为双层地下车库，主要为框架结构。双层地下车库四边为300mm厚的挡土墙，东西向37．7m，南北向52．6m，单层建筑面积1983m2，总建筑面积为3966m2，为了有更高的停车效率，柱网尺寸采用合肥地区常用的7800mm×5100mm（车位所在跨为5100mm），满足净高并考虑走管线，层高取3．7m，双层地下车库顶板上平均覆土厚度为1．2m，不考虑抗浮，顶板除去主楼区域考虑消防车活荷载［2］。双层地下车库的负一层平面图和东西向竖向剖面图见图1［3］和图2。

图1 双层地下车库负一层平面图

图2 双层地下车库东西向竖向剖面图

2 楼盖方案的提出与分析

2．1 楼盖方案的提出

对于双层地下车库，在确定了层高、覆土厚度以及轴网尺寸的情况下，荷载是影响楼盖方案经济性的主要因素。相比地面以上普通楼盖，地下车库的顶板需要考虑消防车道荷载以及覆土荷载，负一层楼盖则需要考虑小汽车荷载。综合考虑各种荷载并根据次梁的布置方式，针对双层地下车库的顶板和负一层楼盖分别提出以下三种楼盖方案:（1）无次梁的主梁布置方案；（2）一道次梁布置方案（次梁布置在短跨方向）；（3）十字次梁布置方案。各方案单跨的顶板与负一层楼盖具体布置见图3，针对这三种方案，分别进行了分析计算。

图3 顶板与负一层楼盖体系布置类型

2．2 楼盖方案分析

方案分析采用的计算软件是中国建筑科学研究院开发的PKPM系列软件中的SATWE程序，工程量的统计采用STAT－S程序。由于受版面限制，以下工程量计算未列出计算过程，只给出计算结果。柱截面500mm×600mm，混凝土强度等级C30，钢筋等级 HRB400，地震设防烈度7度，框架抗震等级三级。

2．2．1 顶板方案比较

顶板恒载21．6kN／m2，顶板活载主楼区域2．0kN／m2，非主楼区域考虑消防车道荷载，按双向板20kN／m2，并参考《荷载》规范［4］附录B中表B．0．2双向板楼盖楼面消防车活荷载折减系数对活荷载进行折减，顶板方案布置［5－6］及面层荷载取值见表1［7］。

表1 双层地下车库顶板方案布置及面层荷载取值

三种顶板方案计算结果如下［8］:

（1）主梁方案

板钢筋:面筋HRB400Φ18＠100双向；底筋:HRB400Φ16＠200双向。

建筑面积:1983m2。

混凝土总用量:967．05m3；混凝土每平方米用量:0．42m3／m2。

梁钢筋总用量:56227．1kg；板钢筋总用量:73864．2kg；柱钢筋总用量:7022．6kg；钢筋总用量:137113．9kg；钢筋每平方米用量:59．55kg／m2。

（2）一道次梁方案

板钢筋:面筋HRB400Φ16＠200双向；底筋:HRB400Φ14＠200双向。

建筑面积:1983m2。

混凝土总用量:851．93m3；混凝土每平方米用量:0．37m3／m2。

梁钢筋总用量:78423．15kg；板钢筋总用量:46648．65kg；柱钢筋总用量:7391．03kg；钢筋总用量:132462．83kg；钢筋每平方米用量:57．53kg／m2。

（3）十字次梁方案

板钢筋:面筋HRB400Φ12＠150双向；底筋:HRB400Φ10＠200双向。

建筑面积:1983m2。

混凝土总用量:875．33m3；混凝土每平方米用量:0．38m3／m2。

梁钢筋总用量:86228．63kg；板钢筋总用量:30715．35kg；柱钢筋总用量:7114．73kg；钢筋总用 量:124058．71kg；钢 筋 每 平 方 米 用 量:53．88kg／m2。三 种 顶 板 方 案 经 济 性 比 较 见表2［7］。

表2 双层地下车库顶板方案经济性比较

2．2．2 负一层楼盖方案分析

负一层楼盖恒载2kN／m2，活载参考《荷载》规范［4］表5．1．1客车荷载取4kN／m2，负一层楼盖方案布置［5－6］及面层荷载取值见表3［7］。

表3 双层地下车库负一层楼盖方案布置及面层荷载取值

三种楼盖方案经济性计算结果如下［8］:

（1）主梁方案

板钢筋:面筋HRB400Φ12＠150双向；底筋:HRB400Φ8＠150双向。

建筑面积:1983m2。

混凝土总用量:736．8m3；混凝土每平方米用量:0．32m3／m2。

梁钢筋总用量:27261．6kg；板钢筋总用量:26340．6kg；柱钢筋总用量:6953．6kg；钢筋总用量:60555．8kg；钢筋每平方米用量:26．30kg／m2。

（2）一道次梁方案

板钢筋:面筋HRB400Φ8＠150双向；底筋:HRB400Φ8＠150双向。

建筑面积:1983m2。

混凝土总用量:7132．78m3；混凝土每平方米用量:0．31m3／m2。

梁钢筋总用量:34100kg；板钢筋总用量:17844．4kg；柱钢筋总用量:6953．6kg；钢筋总用量:58898kg；钢筋每平方米用量:25．58kg／m2。

（3）十字次梁方案

板钢筋:面筋HRB400Φ8＠150双向；底筋:HRB400Φ8＠150双向。

建筑面积:1983m2。

混凝土总用量:736．8m3；混凝土每平方米用量:0．32m3／m2。

梁钢筋总用量:41928．5kg；板钢筋总用量:15564．9kg；柱钢筋总用量:6953．6kg；钢筋总用量:64447kg；钢筋每平方米用量:27．99kg／m2。三种负一层楼盖方案经济性比较见表4［7］。

表4 双层地下车库负一层楼盖经济性比较

2．3 楼盖方案的分析

双层地下车库的三种顶板方案中，从表2可以看出十字次梁方案的单平方材料造价最低，主梁方案和一道次梁方案分别比十字次梁方案每平方米材料造价高出10%和3%；但是对于负一层楼板方案，表4可以看出，一道次梁方案的每平方米材料造价最低，主梁方案和十字次梁方案分别比一道次梁方案每平方米材料造价高出3%和6%。

3 结束语

通过上面的计算可以看出:

（1）地下车库顶板上的覆土荷载和消防车道荷载比较大，采用两个方向分别加次梁的十字次梁方案可以更有利于顶板上的荷传递到下部，同时由于次梁的存在，减小了板厚，减小了板配筋率，进而降低了材料造价；

（2）负一层楼板方案，由于楼盖上的荷载不是很大，沿短跨加一道次梁方案可以更利于传递荷载，减小板厚，降低材料造价，如果采用十字次梁方案布置负一层楼板，那么由于另一个方向的次梁用途不大，次梁的增加反而增加了梁配筋，提高了材料造价。

结论:上述双层地下车库工程，顶板方案采用十字次梁方案最为经济；负一层楼盖方案采用一道次梁方案最为经济。通过分析，可以看出，对于地下车库的楼盖方案，针对作用在其上荷载的大小，适当布置次梁可有效降低楼盖方案的材料造价，从而达到较为理想的经济性。

1 富 顺．地下车库顶板设计的经济性比较［J］．内蒙古科技与经济，2012（3）:97－98．

2 钟智斌．地下室结构选型经济分析［J］．工程技术，2010（22）:103．

3 马 睿．某地下车库顶盖的结构设计方案的分析和选用［J］．山西建筑，2009（9）:99－100．

4 GB 50009－2012，建筑结构荷载规范［S］．

5 GB 50010－2010，混凝土结构设计规范［S］．

6 JGJ3－2010，高层建筑混凝土结构技术规程［S］．

7 曾秉祥．地下车库结构设计成本控制［J］．南昌工程学院学报，2012（8）:57－61．

8 李悦敏．合肥地区冬季商品住宅采暖方式经济性的探讨［J］．安徽建筑工业学院学报，2011（2）:80－82．