人防地下室楼盖选型①

马东亚

(同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司，上海200092)

0 引 言

为了达到安全、适用、经济和合理的设计原则［1］，人防荷载作用下地下室楼盖结构的选型变得尤为重要.

常规地下室楼盖包括无梁、梁板式和加腋大板楼盖等［2］形式.影响地下室结构经济性指标的因素包括地下室净高、基础埋深、施工、材料费等［3，4］.

设备管线综合需要一定高度;车库要求净高.满足上述高度后，基础埋深应尽量减小以减小基础造价.现今施工人工费占整个土建费用的比例不断增加，钢筋绑扎和支模板均应尽量减少人工.而无梁楼盖可以节省以上费用.

本文梁板式楼盖选型选择了单向梁、十字梁、井字梁的形式.无梁楼盖选择了托板+柱帽的形式.加腋大板楼盖选择梁板均在支座处加腋的形式.

1 计算模型

选取双向7 跨单层(层高4m)计算模型，详见图1 和图2.计算参数、楼盖中梁、板、柱尺寸，柱网间距、托板+柱帽尺寸、梁板加腋尺寸等详见表1和表2.考虑是地下室楼盖，故在计算时简化计算，不考虑风荷载和地震作用.

统计楼盖材料的单价来自于《上海市2015 年1 月建设工程价格市场信息》，从中可以得到泵送C30 混凝土价格约为390 元/m3，HRB400 钢筋价格约为3000 元/t.

表1 基本参数

表2 承载能力极限状态荷载组合

图1 无梁楼盖计算模型

2 计算结果和分析

计算无梁楼盖和梁板式楼盖单位面积梁和板的混凝土和钢筋用量，单位面积材料费，并列于表3 中.

从表中可以得到:

无梁楼盖比梁板式楼盖单位面积材料费节省.原因是:根据文献［1］，梁板式人防楼板的最小厚度为200mm，同时受弯构件的最小配筋率取0.25%，最小配筋率下板以及有较高的承载力.而在计算梁时却没有考虑板的有利作用，故梁板式配筋比较大.同理亦适用于加腋大板结构.

图2 楼盖简图

3 考虑楼板的有利作用

常规设计时，梁不考虑楼板的有利作用即不考虑板面内刚度.而人防楼板一般比较厚(≥200)，可以适当考虑板的有利作用.

表3 楼盖材料用量(不考虑楼板面内刚度)

本文采用两种计算模型考虑板的有利作用，即考虑板面内刚度和板作为梁翼缘同时考虑板面内刚度，后一种最符合实际.计算结果如图3 所示.从图中可以得到以下结论:

(1)考虑板的有利作用可以降低材料费.原因是:梁的一部分内力传递给楼板，梁用钢量降低，如图4 所示.

(2)单向梁和井字梁楼盖降低的明显，而十字梁和加腋大板降低不明显.原因是:楼板作为有利作用的范围(根据GB 50010－2010［5］中5.2.4 确定)不同，如图5 所示，其中加腋大板和十字梁有部分楼板不起作用.

图3 楼盖材料费归一化

图4 梁材料费占总材料费的比例

图5 楼板有利作用的范围

4 结 论

本文进行人防地下室楼盖选型，通过无梁、梁板式和加腋大板楼盖考虑和不考虑楼板的有利作用，得到混凝土和钢筋的材料费，可以得到以下结论:

(1)无梁楼盖相对于其他形式的楼盖材料费最节省.

(2)考虑楼板的有利作用可以适当降低梁板式和加腋大板楼盖的材料费，同时单向梁和井字梁降低明显，十字梁和加腋大板降低不明显.

［1］ GB 50038－2005 人民防空地下室设计规范［S］.

［2］ 周克荣，等.混凝土结构设计［M］.上海:同济大学出版社，2001，12－12.

［3］ 张颖，文元.地下室顶板不同梁板布置形式的经济型探讨［J］.上海:建筑结构，2013，43(S2):59－62.

［4］ 彭丽红，张元坤.加腋整间大板结构的设计及应用［J］.广东土木与建筑，2008，7(7):8－9，15.

［5］ GB 50010－2010 混凝土结构设计规范［S］.