地下车库梁格布置设计探讨

邹琳 王向鹏

1郑州市工程质量监督站（450000）2核工业第五研究设计院（450002）

地下车库梁格布置设计探讨

邹琳1王向鹏2

1郑州市工程质量监督站（450000）2核工业第五研究设计院（450002）

现在的车位配比要求越来越高，对小区的人防配建面积要求也很严格，所以现在设计采用大底盘地下车库也越来越普遍。由于防水要求，地下室的顶板厚度要求不小于250 mm，通过不同的设计工况，讨论十字形梁格和井字梁格的适用性，并对比高强钢筋应用的经济效益。

地下车库；十字形梁；井字梁；高强钢筋

0 引言

在大底盘地下车库的设计过程中，根据《地下工程防水技术规范》（GB 50108-2008）表3.3.3-1和4.7.1条要求,二级防水结构厚度不应小于250 mm。现在审图单位对地下室顶板厚度也要求必须做到250 mm，根据地下车库停车技术要求，柱网尺寸一般为8.4 m×8.4 m,则十字形梁格布置也能满足设计要求。根据比较常见的使用功能，共设置6组工作状况进行计算机建模计算，并进行比较分析。

1 建立模型，计算分析

本设计比较以郑州市为建设地点，板顶覆土800 mm厚，一般绿化，无大型景观小品，抗震等级四级。根据平时常见建筑使用功能，共设计6种工作状况，比较类型为十字形梁格和井字形梁格,具体分组如下:

1）正常使用，活荷载取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，混凝土等级C35，钢筋均采用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，混凝土等级C35，钢筋均采用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，混凝土等级C35，钢筋均采用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，混凝土等级C40，钢筋均采用HRB400。

5）使用情况及梁板参数同（4），由于《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）的规定，钢筋的抗剪设计强度取值不能大于360 MPa，因此只有梁纵筋采用HRB500，其他均不变。

6）考虑消防车荷载，一条6 m宽消防车道，中间设置12 m×12 m消防车回车场。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，混凝土等级C35，钢筋均采用HRB400。

模型X向、Y向均建5跨,结构布置如图1、图2。根据《人民防空地下室设计规范》（GB 50038-2005）第3.1.10条规定，核5级无上部建筑的顶板最小防护厚度不小于640 mm，第4.11.3条，顶板结构厚度不小于200 mm，现采用250 mm厚钢筋混凝土顶板+800 mm厚覆土满足防护要求。

图1 井字形梁结构布置图

图2 十字形梁结构布置图

计算软件采用PKPM2010v2.1版,经过使用PKPM-STAT-3进行工程量统计,梁板钢筋及混凝土用量详见表一。其中《人民防空地下室设计规范》表4.2.3中没有规定HRB500钢筋的综合调整系数，由于HRB500钢筋与HRB400钢筋的延性相近，暂时按照HRB400钢筋的规定取1.20。地下室顶板厚度取250 mm，根据计算结果，只有在考虑人防核5级要求时，十字形梁布置[（4）②、（5）①）]板负筋是按照计算要求配筋，配筋取Φ16@160，其他均为构造配筋。根据《混凝土结构设计规范》第8.1.5条要求，最小配筋率取0.2%，配筋取Φ12@200。根据《人民防空地下室设计规范》第4.11.7条要求，混凝土为C35时，最小配筋率取0.25%，配筋取Φ12@180；混凝土为C40时,最小配筋率为0.30%，配筋取Φ12@150。

通过比较分析，做出以下判断:首先，在核5级人防设计时，十字形梁布置比井字梁布置梁板钢筋含量增加，计算条件相同时的相对比较的有效性。

表1 深板钢筑及混凝土用量

HRB400时4.6%，HRB500时4.3%，混凝土含量减少6.9%，综合考虑，此时十字形梁没有达到节约造价、节省资源的目的。

其次，在（1）、（2）、（3）、（6）工况，十字形梁布置比井字梁布置在钢筋含量和混凝土含量均有所减少，且十字形梁布置次梁数量减少33%，更有利于施工。

再次，消防车荷载均没有人防荷载的荷载效应大，设计时应尤其注意。

最后，在核5级人防时，梁主筋采用HRB500，不论是十字形梁布置还是井字梁布置,钢筋量均有减少，其中井字梁布置含钢量减少5.2%,十字形梁布置含钢量减少6.0%，在高强钢筋推广过程中，厂家保证4级钢和3级钢价格持平，保证供应，那么在HRB500的应用前景将会非常光明。

2 结论

通过以上建模计算，比较分析，在采用十字梁格布置时，除了在核5人防设计工况，由于荷载很大，250 mm厚板的钢筋使用量有所增加，没有达到节省造价，节约资源的目的，在其他工况下混凝土用量均有所减少，且梁的数量减少，减轻了施工时模板的工程量，降低了造价，减少了对资源的使用，保护了环境。而且通过在核5级人防工况下梁纵筋采用HRB500级钢筋，大大节省了用钢量，对甲方、社会及环境保护都是有益的，所以建议结构工程师在设计工作中能够详细了解HRB500级钢筋的性能，推广高强钢筋的应用，做出结构专业的绿色建筑。

[1]GB 50038-2005,人民防空地下室设计规范[S].

[2]GB 50108-2008,地下工程防水技术规范[S].

[3]GB 50010-2010,混凝土结构设计规范[S].