多层地下车库（结构）大及大小柱网探讨

王力芡张春利

(1昆明有色冶金设计研究院股份公司 2昆明金瓯工程造价咨询评估有限公司)

多层地下车库（结构）大及大小柱网探讨

王力芡1张春利2

(1昆明有色冶金设计研究院股份公司 2昆明金瓯工程造价咨询评估有限公司)

本文主要对多层地下车库柱网尺寸进行精细化计算分析，以期探索出结构体系合理、经济性较高的地下车库柱网形式。本文利用PKPM (PMCAD、SATWE）软件对地下室结构进行了建模分析，通过比较大、小轴网模型在相同荷载作用下的受力及配筋情况进行分析，最终按照合理性及经济性选择最优方案在实际工程中进行施工图设计，寻求工程建设后的最佳效果。

地下车库；大、小轴网；合理性；经济性

一、引言及工程概况

随着我国汽车保有量逐年增加，地面停车已难以满足住宅社区的需求，在不影响地面建筑密度及绿化率的前提下，全地下车库成为目前民用建筑项目的“标配”。但地下车库顶板种植土层覆土较厚（一般大于1.5米），而造成地下车库的建安成本较高，如何在地产行业的白银时代合理优化结构体系，降低建安成本成为结构工程师思考的课题之一。

本文以一实际的地下室工程为例，对地地下车库大、大小柱网尺寸进行精细化研究分析，以期探索出结构体系合理、经济性较高的地下车库柱网形式。

该项目位于昆明市市区，地下室有二层结构，上部有多栋高层建筑，地下室负二层层高3.3m、负一层层高3.6m，地下室顶板上设置覆土1.6m，地下室总埋深8.5m，局部设置人防工程。该地下室的建筑抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为8度，设计基本加速度为0.2g，场地类别为Ⅱ类，设计地震分组为第三组，地下室负一层抗震等级为二级，地下室顶板考虑绿化覆土厚度为1.6m。

二、轴网形式介绍

1、大柱网：作为常规尺寸，7.8m*（8.1+8.1）m的柱网尺寸已经被广泛的应用于地下车库。三个2400mm*5375mm 的标准停车位，加上550mm结构柱截面尺寸，造就了7800mm的极致柱距（净距为7250mm），5500mm的车道净宽和两侧各1300mm的车道退线，形成8100mm的柱网尺寸。

2、大小柱网：在大柱网的基础上，合理降低柱网尺寸能够有效降低结构构件截面尺寸，提高地下车库的经济性。大小柱网尺寸7.8m*（5.1+6+5.1）m的柱网是在满足三个2.4m*5.35mm的标准停车位的前提下，加上500mm结构柱截面尺寸，保持7800mm的柱距（净距为7300mm）及5500mm车道净宽不变，将原柱网进深更改为6000mm的车道宽。

三、PKPM模型计算结果对比分析

本文利用了设计软件PKPM (PMCAD、SATWE）软件对结构模型进行了建模分析，地下室分别采用了两种计算模型：①大轴网（见平面布置图一）尺寸7.8m*（8.1+8.1）m，②大小轴网（见平面布置图二）尺寸7.8m*（5.1+6+5.1）m，建筑面积相同，两种模型荷载为30kN/m2，梁板及柱混凝土强度等级均为C35，柱纵筋、箍筋采用HRB400，梁纵筋采用HRB500、箍筋HRB400。在本文中，对以上两种模型的计算结果进行对比分析，找出受力及配筋，并比较其安全合理性及经济性，选择最优化方案进行施工图设计。由于地下车库顶板种植覆土较厚，且靠近主楼周边柱网局部不规则，顶板局部开洞情况较多，结构形式采用有梁楼盖。

1、大柱网：经过计算分析，柱截面尺寸为550mm*550mm，7.8m方向（X向）框架梁截面尺寸为250mm*700mm、次梁截面尺寸为300mm*700mm(每个轴网上有两根），次梁为单向布置，支撑在Y向框架梁上，板跨度为2.7m；8.1m方向（Y向）框架梁截面尺寸为450mm*900mm。

2、大小柱网：柱截面尺寸为500mm*500mm，7.8m方向（X向）框架梁截面尺寸为250mm*650mm，车道上方次梁截面尺寸为250mm*650mm(每个轴网上有两根），停车位上方次梁截面尺寸为300mm*650mm(每个轴网上有一根），次梁为单向布置，支撑在Y向框架梁上，板跨度为2.0m和2.55m；8.1m方向（Y向）框架梁截面尺寸为450mm*900mm。

构件截面分析，大柱网结构形式中，柱截面尺寸较大，柱子数量较少，梁截面尺寸较大；而大小柱网结构形式，柱截面较小，柱子数量相对较多；大轴网梁最大截面高度相比大小轴网梁最大截面高度大200mm，即大轴网层高要比大小轴网层高高200mm，必然带来前期开挖量及后期车库周边回填量增加，造成建设成本增加，两种轴网形式同面积次梁总根数形同，但次梁高度大轴网相对高50mm，X向框架梁大轴网相对高50mm，同面积下多一根框架梁。

构件配筋分析，大柱网结构形式中，柱计算纵筋为100cm2（单侧）、箍筋G2.0--0cm2，负二层柱截面550*600，轴压比为0.7左右，负一层柱轴压比为0.65左右，大小柱网结构形式中，柱计算纵筋为800cm2（单侧）、箍筋G1.3--0cm2，负二层柱轴压比为0.54~0.65左右，负一层柱轴压比为0.43~0.53左右，柱截面选择合理，；梁配筋差异较大，两种模型中梁配筋率为1.30%~1.80%，梁截面选择合理，具体配筋见顶板平面布置图一、二。

四、不同柱网形式的经济分析。

以下经济指标经技经统计计算得出。

1、大柱网：KL1钢筋总量405.19kg、混凝土总量1.27m3，KL2钢筋总量1833.1kg、混凝土总量6.075m3，L1钢筋总量433.7kg、混凝土总量1.54m3(以上钢筋量及混凝土量均指单根梁），每7.8m*（8.1*2）m轴网，有KL1两根、KL2一根、L1四根，梁总含钢量为4378.28kg；板总含钢量为2163kg，即顶板梁板每平方米含钢量为51.77kg/m2；顶板梁板混凝土总用量14.775m3。

2、大小柱网：KL1钢筋总量341.13kg、混凝土总量1.186m3，KL2钢筋总量378.05kg、混凝土总量1.186m3，KL3钢筋总量1240.79kg、混凝土总量3.602m3，L1钢筋总量356.55kg、混凝土总量1.21m3，L2钢筋总量403.5kg、混凝土总量1.45m3(以上钢筋量及混凝土量均指单根梁），每7.8m*（5.1*2+6）m轴网，有KL1两根、KL2一根、KL3一根、L1两根、L2两根，梁总含钢量为3839.2kg；板总含钢量为2222kg，即顶板梁板每平方米含钢量为47.97kg/m2；顶板梁板混凝土总用量12.48m3。

3、顶板梁板钢筋及混凝土总用量对比，大小轴网所用钢筋量为大轴网所用钢筋量的92.6%，混凝土所用量比值为85%。

五、结论

本文对地下室车库板采用大柱网、大小柱网两种模型分析结果：

1、通过对全地下车库的柱网形式的深入分析，可得出大小柱网形式优于大柱网的定量及定性分析结论。

2、在选取柱网形式的过程中，有时需牺牲经济效益来获取较舒适的停车体验，各项目可依据自身情况选取适合项目定位的柱网尺寸。

3、经过以上分析，对结构合理性及经济性优先选用有大小柱网形式进行施工图设计，保证经济效益并取得较舒适的停车体验。

[1] GB50009-2012，建筑结构荷载规范[S]

[2] GB50010-2010，混凝土结构设计规范[S]

[3] GB50011-2010，建筑抗震设计规范[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