地库顶板结构类型的经济性界点分析
地下室顶板结构选型分析与经济性比较
地下室顶板结构选型分析与经济性比较【关键词:地下室顶板经济性优化设计】1 摘要随着近年来房地产行业的迅速发展,地下室已成为设计中不可或缺的一部分。
但由于地下室的功能及使用要求的特殊性,如地下室顶板的设计荷载大(考虑绿化覆土或消防车通道等),防水抗裂要求高(根据混凝土规范要求,正常使用荷载作用下裂缝宽度不能大于0.02mm),所以其造价占整个项目的比重也较大。
故在保证结构可靠性和使用性的前提下,还应兼顾其经济性指标。
因此,该文结合深圳一工程地下室顶板的设计实例,针对其作多种选型方案的分析与比较,做好对该地下室结顶板的优化设计。
2工程实例该工程为深圳市龙岗区金海港麓园项目,根据各专业所提条件,初步确定塔楼外地下室柱跨为8.1×8.1m(不作为塔楼嵌固),顶板覆土厚度为1.2m,梁板下走设备管线约150kg,局部范围内有消防车道。
消防车荷载按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001(2006年版)第4.1.1条(下表)取值:混凝土强度等级采用C30,钢筋采用HRB400。
3几种地下室顶板结构方案分析3.1 一般做法十字梁、井字梁、单向板水平结构布置方案是较为常见的形式(考虑到单向板布置时,消防车荷载取值较大和梁高较高,不满足使用要求,故有消防车时仅对比十字梁和井字梁),按照规范要求这几种结构形式取最小板厚为160mm,故荷载取值如下:恒载:1.2×18+0.16×25+1.5=27.1kN/m2,取27 kN/m2。
活载:无消防车时取4 kN/m2。
考虑消防车时,计算板配筋按上表取20 kN/m2;计算梁配筋时考虑土的扩散作用取16 kN/m2。
采用PKPM-SATWE软件取四跨柱距模拟计算得出配筋。
3.2 其它做法大板水平结构布置方案是近年来新的地下室顶板设计形式,取板厚为250mm,故其荷载取值如下:恒载:1.2×18+0.25×25+1.5=29.4kN/m2,取29.5kN/m2。
地下室顶板结构设计多方案经济性简析
地下室顶板结构设计多方案经济性简析摘要:近年来地下室工程日益增多,地下室顶板楼盖结构设计对于地下室工程总造价控制意向重大。
目前顶板楼盖结构设计方案多样,本文以项目工程为案例,通过对常用的几种地下室顶板结构形式在不同荷载条件作用下,进行经济性比较,得出结论,供地下室顶板结构设计选型参考。
关键词:地下室顶板;结构选型;经济性比较;无梁楼盖;综合造价近年来,随着高层建筑的增多,地下室设计日益广泛,在住宅项目的开发过程中,地下室建设往往占有较大的比重,因此建设单位在进行工程投资核算时,项目地下室设计往往受到重视。
地下室结构设计时,常具有以下三个特点:1)结构荷载大:地下室顶板覆土较厚,荷载较大,且常有消防车荷载及顶板人防荷载;2)柱网间距大:地下室柱网间距常为8 ~ 9 米,有时更可达10 米以上,柱网间距较大;3)受专业空间要求限制:地下室因其层高相对较小,且控制较为严格,地下室顶板梁截面高度较大时,若加上设备管道高度,地下室净高较难满足建筑专业要求。
一、地下室顶板结构设计方案的多样性目前,地下室顶板较为常见的结构形式有主次梁体系、十字梁体系、井字梁体系、无次梁大板结构体系及无梁楼盖体系等,采用何种结构形式较为经济,目前观点较多,本文现结合工程案例分析,对以上几种地下室顶板结构形式进行经济性比较,提出个人一些浅见。
二、以案例为基础的多方案地下室顶板结构设计某项目设有地下两层地下室,地下室柱网为8. 4mx8. 4m,地下室层高为4m,柱截面为600x600 ㎜,砼强度等级为C30,钢筋均采用HRB400 三级钢。
a)模型分析方法主次梁体系、十字梁体系、井字梁体系、无次梁大板体系采用Satwe 软件分析计算,结构布置见图1 ~图4。
楼板钢筋采用塑性法计算,板顶部分钢筋通长配置,通长钢筋满足构造要求;梁端支座负弯矩调幅系数取0. 8,梁截面按梁端支座经济配筋率(1. 4%左右)控制。
无梁楼盖体系采用平板设计,柱顶设置矩形平托板柱帽,柱帽尺寸满足冲切计算及构造尺寸要求,结构布置见图5。
地下车库各种常见结构形式的优缺点及经济性比较
地下车库各种常见结构形式的优缺点及经济性比较地下车库在房地产开发成本中占有较大的比重,为得到优化的结构方案及相应的经济成本,选取顶板的几个主要设计参数:柱距、顶板结构形式进行多方案对比的参数分析。
结合参数分析结果,给出地下车库结构优化设计建议。
为房地产项目中地下车库方案的确定提供了理论依据和成本比较结果。
标签:地下车库结构方案;柱网间距;顶板结构形式1、概述随着房地产项目大规模建设,城镇居民生活水平不断提高,机动车保有量日益增加,城镇居民对生活居住的环境水准越来越注重。
房地产开发商在新的项目建设中,更注重绿化和环境景观及扩大车库的库容。
为了充分利用空间,将车库建在地下。
由于大量的停车要求,地下部分面积在整个工程建设中的占比越来越大。
地下室顶板覆土较厚,多数还要考虑消防车荷载,地下室结构的成本和造价往往较高,对工程投资所占比重就较大。
不同的顶板结构形式、柱网间距对车库的建设成本影响较大。
常用的地下室顶板常用结构形式主要有:主梁+次梁(根据荷载不同次梁可按十字梁或井子梁布置)、无梁楼盖(柱帽+厚板)、现浇空心板(包含密肋楼盖和网梁楼盖)、现浇实心板(主梁+厚板)四种结构形式;常见的柱网间距有8.4mX8.4m、4.8mX8.1m、4.8mX6.0m。
以上何种结构形式布局更合理,更經济,以及哪些因素将会影响这些结构形式的经济合理性,都将成为地下室顶板结构选型的关键。
在相同覆土厚度并相应考虑消防车荷载条件下进行结构计算和施工图设计,统计施工图的混凝土用量和用钢量,经过比较分析,给出每种结构形式下的技术优势和结构成本优势分析;并对各结构选型,提出一些需要注意的问题以及可以探讨的技术措施,用以改进该结构选型下的经济优势。
2、车库顶板结构2.1顶板结构形式、柱跨与层高关系下面按车库顶板覆土1.5米,并考虑消防车荷载时四种楼盖形式在不同柱网下梁板等构件参数及楼盖厚度。
由表一可以看出普通梁板形式的楼盖厚度最大,比其它三种形式多0.5米左右,这导致地下室建筑层高比其它两种形式的地下室高0.5米左右,这会增加开挖量,增加水浮力,增加挡土墙和框架柱的高度;无梁楼盖可以有效地减小楼盖厚度,在保证相同层高的情况下可以大幅减少地下车库的层高,从而减小墙、柱高度,尤其大幅增加挡土墙的造价(受力筋面积与挡土墙高度的平方成正比)。
地下车库顶板设计的经济性比较
20* 地下车库顶板设计的经济性比较近年来, 大型住宅小区建设越来越多, 有限的地面停车位已经远远满足不了一户一个停车位的基本要求。
在这种情况下, 小区建造地下车库成为了解决停车位不足问题的必然选择。
但地下车库材料用量大,施工工艺复杂, 再加上材料价格和人工费普遍上涨等原因造成了车库总体造价飞涨, 就呼和浩特地区而言, 一个地下停车位由3 年前的8 万元左右快速上涨到了14 万元左右。
此种形势下, 如何降低地下车库建造成本成为了开发商和设计人员越来越关注的焦点问题。
地下车库顶板与普通楼板结构比较, 有着荷载大、双向柱距尺寸接近、耐久性要求高等特点。
结合车库顶板结构的特点, 通常采用的顶板结构形式有: 井字梁结构形式、十字梁结构形式、无次梁的大板结构形式和无梁楼盖结构形式等。
各种顶板结构形式, 其受力性能不同, 配筋结果也不同, 对整个结构中的造价比例随之也不一样。
以下结合实际工程, 选择常用的3 种不同的楼盖结构时, 车库顶板材料用量和造价有何变化, 进行了比较分析, 得出的结论希望能够对结构设计师们有所参考。
1工程概况工程位于呼和浩特市如意开发区, 是呼和浩特某房地产开发公司开发的高层住宅小区。
小区有11层、18 层和22 层高层住宅共42 栋, 分6 个区, 每个区有近2万m2 地下车库,车库柱距8.4m,顶板平均覆土厚度为1. 1m , 覆土上有地面绿化, 循环消防车道及地面停车位等。
2车库顶板梁布置方案在对地下车库进行优化设计时, 考虑到该地下车库具有以下特点: ① 顶板荷载大, 顶板覆土厚度按1.1m考虑,恒荷载为18×1.1=19.8k N/m2,消防车活荷载折减后16kN/ m 2。
② 车库总建筑面积大, 车库的顶板在整个车库结构造价中所占的比例较大, 所以对顶板进行优化设计对总造价的意义较大。
综合以上因素对车库顶板梁布置提出了以下3 种方案:2. 1 每跨两道次梁的井字梁布置方案主梁截面500mm ×800mm, 次梁截面300m m×650mm , 板厚h= 250mm 。
地下室顶板结构方案经济性对比研究
地下室顶板结构方案经济性对比研究摘要:从成本控制的角度,对结构设计特别是地下车库顶板的结构形式往往有了更多的考量。
本文从某实际工程地下车库顶板的结构形式选择的过程出发,对比不同形式车库顶板的经济性及适用性,为之后的项目设计提供参考。
关键词:地下车库顶板;结构形式;经济对比;随着社会经济形式的发展,工程项目在设计阶段面临着越来越多的考验。
建设方(尤其是开发商)往往更多从成本控制的角度,对结构设计特别是地下车库顶板的结构形式往往有了更多的考量。
地下车库顶板的结构形式从传统的井字梁(十字梁)楼盖、单向梁楼盖到框架梁大板楼盖及无梁楼盖等,项目设计时都会被列举对比不同结构形式的优劣尤其是经济性的对比,最大限制的降低结构成本。
为了更好的应对建设方的要求,在结构形式的选择上获取更多的主动权,对已选择的结构形式提供更充分直观的依据,本文从某实际工程地下车库顶板的结构形式选择的过程出发,对比不同形式车库顶板的经济性及适用性,为之后的项目设计提供参考。
示例项目实际地下车库布置图如下:本项目实际车库模型体量过大,整体比较工作量巨大且各种干扰因素较多,特选取实际模型中更具代表意义的局部模型进行对比,对比方案主要为框架梁+厚板、单向梁、无梁楼盖,主要对比过程如下述内容:一、框架梁+厚板楼盖的模型分析1.计算模型:1)模型一:框架柱500x500,框架梁450x800,板厚320mm,梁板混凝土强度C35,柱混凝土强度C40,梁纵筋为HRB500,其余钢筋为HRB400;楼面恒载28kN/m2,均布活荷载5kN/m2,自定义消防车荷载16kN/m2。
2)模型二:框架柱500x500,框架梁450x800,基准板厚250mm、加腋长度1000mm(根据弯矩图控制)、加腋高度200mm(即板厚最大处450mm),梁板混凝土强度C35,柱混凝土强度C40,梁纵筋为HRB500,其余钢筋为HRB400;楼面恒载28kN/m2,均布活荷载5kN/m2,自定义消防车荷载16kN/m2。
地下车库顶板结构方案经济性对比分析
地下车库顶板结构方案经济性对比分析摘要:地下车库基础结构方案,往往由地基持力层和地下水位决定;墙、柱的布局由建筑平面及停车需求决定;在其他条件相同的情况下,影响车库结构造价的决定性因素是顶板结构体系,所以选择合适的地下车库顶板结构体系,对节约成本至关重要。
目前常用的地下车库顶板结构体系主要有钢筋混凝土梁板结构和无梁楼盖结构。
本文结合淮安市某地下车库工程实例,在满足安全、适用、合理的条件下,从经济性方面比选梁板结构和无梁楼盖两种结构体系。
关键词:地下车库梁板结构无梁楼盖经济性对比1.工程概况该工程位于江苏省淮安市,地下一层汽车库。
车库典型柱距为5.4~6.4mx8.3m,顶板覆土为1.0m,覆土上有地面绿化及停车位等。
2.荷载及计算参数地下车库顶板覆土荷载取值19 kN/m2,地面堆积及使用活荷载取值5kN/m2。
梁、板混凝土强度为C30,混凝土结构构件的裂缝控制等级:三级,梁、板最大裂缝宽度限值为0.2mm。
建筑抗震设防类别为丙类,抗震等级为三级。
抗震设防烈度7度(0.10g),设计地震分组第一组,建筑场地类别Ⅲ类。
3.地下车库顶板结构体系分析3.1梁板结构体系3.1.1计算方法该工程原设计采用梁板结构体系,梁板结构体系采用结构受力软件PKPM计算分析。
3.1.2计算配筋顶板恒载取值27kN/m2(考虑梁板自重),顶板活荷载取值5kN/m2。
长跨主梁截面为500mmx800mm,短跨主梁截面500mmx700mm,板厚为300m。
板通长配筋:上部配筋双向通长14@200,下部配筋双向通长12@130。
3.2无梁楼盖结构体系3.2.1计算方法无梁楼盖目前广泛采用的计算方式有:弹性楼板假定的有限元分析法、等代框架法、经验系数法,本文采用经验系数法进行计算分析。
无梁楼盖采用经验系数法(也称直接设计法)分析,需满足《混凝土升板结构技术标准》(GBT50130-2018)第4.3.2的要求:1)活荷载为均布荷载,且不应大于恒载的2倍;2)在使用阶段每个方向至少应有三个连续跨;3)任一区格内的长边和短边之比不应大于1.5;4)在同一方向上的最大跨度与最小跨度之比不应大于1.2。
地下车库不同顶板选型经济分析
地下车库不同顶板选型经济分析
项目情况:地下车库顶板板覆土厚度0.8米,未确定人防等级。
(如人防等级为核六,那么柱子尺寸需要600x600,主梁为500x1000、次梁300x800)。
Ø 仅梁板柱挡土墙: 厚板 柱:500x500 ;主梁:450x800;
板厚250mm ;层高:3600mm 混凝土:0.43m 3/M 2 钢筋:47.3Kg/M 2
十字
梁一 柱:500x500;主梁:450x800; 板厚250mm ;层高:3600mm 十字梁:250x650
混凝土:0.44m 3/M 2 钢筋:49.42Kg/M 2 十字
梁二 柱:500x500;主梁:450x800; 板厚180mm ;层高:3600mm ;
十字梁:250x650 混凝土:0.38m 3/M 2 钢筋:47.7Kg/M 2 Ø 基础形式采用柱下独立基础加防水板。
Ø 经综合分析比较: 1、因本工程地下水位较低,无梁楼盖结构形式综合经济型无法体现,
因此未考虑;如果限制层高,则可使用无梁楼盖结构形式。
2、地下车库顶板覆土荷载较小的时候采用普通梁板结构较优。
3、可咨询当地审图机构,顶板能否做成180mm 或200mm ,如果可以,
那么顶板采用十字梁形式较优。
4、如有人防(顶板最小厚度250mm)采用厚板结构形式较优(厚板板厚
300mm :钢筋73.46、混凝土0.52;十字梁:钢筋77.07、混凝土
0.51)。
U n R e g i s t e
r e d。
地下车库顶板结构选型的经济性比较
地下车库顶板结构选型的经济性比较摘要:结构优化设计是近年来随着房地产市场的发展而日益得到重视的成本控制方,同时合理降低土建成本、节约无效投资,也是节约型社会的要求。
结构优化设计可分成不同阶段,如结构选型阶段、设计优化阶段、施工控制阶段等。
对此,设计研究人员已经进行了一定的讨论,如通过方案阶段的选型控制、模糊综合评判方法等分析结构选型阶段的结构优化设计方法;吴时适等利用平衡原理讨论三层地下室底板优化;马宏旺等比较了结构造价和失效概率之间的近似关系。
关键字:成本控制;选型控制Abstract: the structure optimization design is in recent years with the development of thereal estate market and attention paid to control the cost of the party, at the same time,reduce cost, reasonable civil save invalid investment, is also the requirement of economicalsociety. The structure optimization design can be divided into different stages, such as thestructural type stage, the design optimization stage, construction control stage, etc. Tothis,the design researchers have a discussion, such as through the scheme of theselection of the stage control, a fuzzy comprehensive evaluation method, structural type ofphase analysis structure optimization design method; When wu comfortable using balanceprinciple and discuss three layers of the design optimization; MaHongWang etc comparedthe cost structure and failure probability of approximate relationship between.Keyword: cost control; Selection control目前大中城市的住宅区和一些公共建筑规模都比较大,地下室多数用做商场、餐厅、汽车库等大空间房屋。
地下室顶板不同结构体系结构形式经济性比较
本工程拟对地下车库顶板在不同结构布置下的经济性进行比较分析,其造价计算中,钢筋单价按4000元/T计算, 混凝土造价按350元/m3计算。
共性条件如下,柱网尺寸为8.4mx8.4m;板上覆土厚度为1.2m,恒载为1.2x18=21.6kN;活载考虑消防车荷载20kN;混凝土强度等级C35;配筋均采用三级钢。
(1)结构布置一:无次梁结构
PKPM计算结果及梁板配筋如下:(取连续5跨中间跨的计算结
PKPM计算结果及梁板配筋如下:
PKPM计算结果及梁板配筋如下:
PKPM计算结果及梁板配筋如下:
柱帽节点及板配筋如下:
钢筋及混凝土用量见下表1:
小结:由于采用双次梁布置时,纵向主梁高度最少需要1000,影响车库的净高,故首先排除此方案。
经比较可知,无梁楼盖的经济性最好。
无次梁框架的经济性最差,但如果柱网尺寸减小到6米左右的话,无次梁体系的经济性将有较大提升,主要是由于对板(最小250厚)的利用率提高。
结构几种地下室顶板结构形式的经济性比较
结构几种地下室顶板结构形式的经济性比较
地下车库顶板的经济性都是各大地产商成本控制的要点。
在工程实践中,由于各自设计院总结出的工程经验,通常都会在十字梁体系,主梁大板体系,无梁楼盖体系中选择一个甲方较能接受的方案。
本文要介绍一种不太常见的地下室顶板形式,并与常规的地下室顶板形式进行比较。
通常的工程经验对比结果,无梁楼盖是一种比较省成本,且比较省层高的一种地下室顶板方式,但是由于各地无梁楼盖出现事故的频率以及规范对地下室顶板嵌固端梁板体系的要求,无梁楼盖使用范围较少。
所以为了既满足规范要求,又满足经济性的要求,有的设计院在工程实践中采用了主梁大板柱帽的结构形式。
主梁大板柱帽
在5.5X5 5.5X6.3的大小柱网组合,顶板覆土1.5m,无消防车的条件下,下图为各种地库顶板的典型截面。
5.5x5 5.5x
6.3柱网组合,5m车位柱网,6.3车道柱网
典型结构构件尺寸
无梁楼盖典型配筋方式
主梁大板典型配筋方式
主梁大板柱帽典型配筋方式
无梁楼盖及主梁大板柱帽采用弹性板计算结果,主梁大板采用刚性板计算结果,以上为各种结构形式的典型配筋方式。
下图是某甲方成本部在给定条件下的造价测算结果,通过结果来看,是主梁大板柱帽的结构体系更具有经济性。
其实可以这么理解,主梁大板柱帽这种结构体系,当梁的刚度大时,柱帽就是主梁大板体系中梁端的一种加强措施,当梁的刚度小时,梁就是无梁楼盖中板的一种加强措施。
在工程实践中总结,在工程实践中采用新的方式方法,用结构理论和工程经验去补充、完善、修正结构软件出来的结果。
这应该也是我们结构工程师的任务吧。
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地下室顶板结构设计多方案经济性简析
地下室顶板结构设计多方案经济性简析摘要:近年来地下室工程日益增多,地下室顶板楼盖结构设计对于地下室工程总造价控制意向重大。
目前顶板楼盖结构设计方案多样,本文以项目工程为案例,通过对常用的几种地下室顶板结构形式在不同荷载条件作用下,进行经济性比较,得出结论,供地下室顶板结构设计选型参考。
关键词:地下室顶板;结构选型;经济性比较;无梁楼盖;综合造价近年来,随着高层建筑的增多,地下室设计日益广泛,在住宅项目的开发过程中,地下室建设往往占有较大的比重,因此建设单位在进行工程投资核算时,项目地下室设计往往受到重视。
地下室结构设计时,常具有以下三个特点:1)结构荷载大:地下室顶板覆土较厚,荷载较大,且常有消防车荷载及顶板人防荷载;2)柱网间距大:地下室柱网间距常为8 ~ 9 米,有时更可达10 米以上,柱网间距较大;3)受专业空间要求限制:地下室因其层高相对较小,且控制较为严格,地下室顶板梁截面高度较大时,若加上设备管道高度,地下室净高较难满足建筑专业要求。
一、地下室顶板结构设计方案的多样性目前,地下室顶板较为常见的结构形式有主次梁体系、十字梁体系、井字梁体系、无次梁大板结构体系及无梁楼盖体系等,采用何种结构形式较为经济,目前观点较多,本文现结合工程案例分析,对以上几种地下室顶板结构形式进行经济性比较,提出个人一些浅见。
二、以案例为基础的多方案地下室顶板结构设计某项目设有地下两层地下室,地下室柱网为8. 4mx8. 4m,地下室层高为4m,柱截面为600x600 ㎜,砼强度等级为C30,钢筋均采用HRB400 三级钢。
a)模型分析方法主次梁体系、十字梁体系、井字梁体系、无次梁大板体系采用Satwe 软件分析计算,结构布置见图1 ~图4。
楼板钢筋采用塑性法计算,板顶部分钢筋通长配置,通长钢筋满足构造要求;梁端支座负弯矩调幅系数取0. 8,梁截面按梁端支座经济配筋率(1. 4%左右)控制。
无梁楼盖体系采用平板设计,柱顶设置矩形平托板柱帽,柱帽尺寸满足冲切计算及构造尺寸要求,结构布置见图5。
地下室顶板结构经济性分析
地下室顶板结构经济性分析摘要:地下室顶板在进行结构选型设计时,要根据项目的实际情况,选择最适合的地下室顶板结构形式,最大限度的发挥地下室顶板结构的经济效益。
本文在分析地下室顶板结构设计特点的基础上,通过分析地下室顶板结构设计的具体案例,对地下室顶板结构设计的经济性进行了分析。
旨在提高地下室的普遍应用性,更好地增强其社会效益和经济效益。
关键词:地下室顶板;结构设计;经济性1、前言随着房地产行业的迅猛发展,地下室作为房屋建筑中不可缺少的一部分,其应用也越来越广泛。
由于地下室功能和使用要求的特殊性,如对地下室顶板的设计荷载大、防水抗裂的要求高等等,因此在地下室的建筑中,对其顶板结构的设计和经济性分析就显得尤为重要了[1-2]。
在地下室的建设过程中,要在保证顶板结构可靠性和实用性的前提条件下,还需要分析其经济性,这就对设计、施工都提出了高的要求。
下面,笔者就针对此问题进行探讨。
2、地下室顶板结构设计特点建筑地下室的设计和应用极大的节省了建筑空间。
地下室的建设施工中要兼顾其经济性恶化实用性的指标,就需要根据地下室的特点(见表1),对其结构进行优化。
表1 地下室结构的特点及具体内容结构特点具体内容结构荷载大其顶板覆土厚、荷载大,并且还具有消防车荷载、顶板人防荷载。
柱网间距大一般情况下,其柱网间距为8-9m,甚至可以达到10m以上。
受专业要求限制大在地下室的高度方面,对其高度的控制极为严格。
如果其顶板梁截面高度过大时,地下室的净高就很难满足建筑专业的要求[1]。
因此,要设计出经济性的地下室顶板结构,就需要认真处理好了地下室顶板以上三者之间的关系,这样才能在保证地下室顶板结构可靠性的基础上,提高其经济性。
3、地下室顶板结构设计案例分析3.1 工程基本概况某项目设有地下室,其柱网为8.0m ×8.0m,高度为4.0m,柱截面为600×600,采用C30 强度等级的混凝土施工。
3.2不同覆土厚度结构计算分析地下室顶板上由于设备管线布置、景观堆坡等原因,对不同的地方其覆土厚度常常是不同的。
不同地下室顶板结构形式经济性比较分析
不同地下室顶板结构形式经济性比较分析摘要:采用盈建科软件,对3×3跨的地下室顶板分别采用加腋大板、双次梁、十字梁、单次梁、井字梁等不同结构形式进行计算,并统计各自梁板混凝土与钢筋的用量。
通过比较分析得出:最经济的结构形式为单次梁,其后依次为双次梁、加腋大板、十字梁、井字梁。
该研究结果为工程设计人员在地下室顶板结构选型时提供了一定的参考价值。
关键词:结构选型;经济性;加腋大板;双次梁;单次梁;盈建科Economic Comparison and Analysis of Different Structures of Basement Top SlabZuo Xuelong(ShenZhen HuaXin Architects Engineers and ConsultantsInternational Limited, ChangSha, Hunan 414000)Abstract:UsingYJK software, the 3×3 spans top slab of the basement that with different structural forms such as haunched slab, double secondary beam, cross beam, single secondary beam, and grillage beam is calculated, and the amount of concrete and reinforcement for each beam slab is counted. Through comparative analysis, we can conclude that the most economical structural form is single secondary beam, followed by double secondary beam, haunched slab, cross secondary beam and grillage beam. The research results could provide a certain reference value for engineering designers in the structure form selection of basement top slab.Keywords: structure form selection; economy; haunched slab; double secondary beam; single secondary beam; YJK作者简介:左学龙(1989-),男,湖南湘阴人,工程师,主要从事结构设计工作,一级注册结构工程师1 概述在工业与民用建筑中的工程设计中经常会遇到地下室顶板采用何种结构形式的问题。
地下车库顶板结构形式的经济性分析
1 前言
国 民经济 的快速发展 , 伴随着城 市的发展 突飞猛进 , 城市 的空 间拓展 问题也 随着而来 , 有地上建 筑发 展到 了地 下建设 的发展 , 由于车库 面积的紧缩 问题 , 地下 车库 开始渐渐发展起 来, 针 对这种情况就 需要对地下车库进行 重视 , 对于地下车库 的规划 与 比例 都有具 体 的工 作安排 , 由于地下 车库 的面积 比 较大, 其 结构形式就 直接影响着该工程项 目的经济性开发 , 本 文主要根据地下 车库 的顶板结构 , 做 出一 些经济性 的分析 , 为 创造节 约型社会 以及增加 土地 的利用率奉献 出一份力量 。
在前期 的优化设计进 行之后 , 要 采用密肋 的楼盖 , 将集 中 进行受力 的梁分散 开来 , 变成工 字的结构体系 , 针对不同的顶 板 荷载情 况 , 采用不 同 的形式 , 在 密肋楼盖 上没有梁 的设计 , 就进而减 少 了地 下车库 的净高 , 柱 帽的存在也不 会影 响到净 高, 经过计算 , 最终把密肋楼盖的高度定位 6 0 0 m m。
2 地 下车 库 的经 济性 比对 的意 义
随着住宅 小 区面积渐 渐扩大 , 车辆 的数 量也 在不 断的上 涨, 因此 , 对于地下 车库的需求也在 不断的上涨 , 但是 , 地下车 库 的造价成 本也 是偏高 的 , 前期很 房地产企 业是 不愿 意去建 设地下停 车场 的 , 随着车辆 的数量不断增加 , 有车 的人 也普遍 出现 , 小 区中停 车位并不够使 用了。与此 同时 , 停 车位 的价格 不断上涨 , 修建 地下停车场就 越发的迫在眉 睫。 目前 , 很 多高 档小 区已经没有地上停 车区域 了, 全部都设置在地 下车库 , 其 车位 快分都 是严格 按照 国家 的标 准来建设 的 , 开始 有地下 两 层甚至三层 的地下车库 出现 。 两到 三层 的地下 车库变得 常见 的 同时 , 其 构造形 式 以及 规划方 面的问题就变得越来越 重要 , 地下工程 的建设 复杂 , 且 造价 整体偏 高 , 同样 面积的 车库造价 有可能 是地上停 车位 的 好几倍 , 建设方 为了降低节约成本 , 会要求设 计共组人员设计 出不 同的方案 , 对其 进行造价对 比 , 寻求更合 理科学并节约成 本 的方法 。地 下 车库 的设计 对设 计 人员 来说 是个 很大 的挑 战, 不 仅要对车库进 行结构形式 的设计 , 还要 进而分析其工程 涉及到 的建筑 材料 , 如混凝土 、 模板 以及钢筋 方面的 了解 。给 该 方 面结构设计 工作 人员提 供参考 , 从 而减轻 他们 的工作 负 担, 希望可 以对他们提供帮助 。
地库顶板结构形式经济性对比分析
模板 /m3 113. 36 103. 97 97. 86 82. 44 90. 24
总价 /元 31 733. 91 30 579. 88 30 601. 00 29 433. 66 30 992. 15
单方造价 /元 495. 84 477. 81 478. 14 459. 90 484. 25
比性,通过 PKPM 建设结构模型,均采用双向 5 跨,取最中间跨的 座钢筋为 11 根 25,箍筋为三级钢 10@ 100 /200( 4) ,次梁 L1( 1) 底
计算结果。五种梁板结构布置方案,分别为井字次梁、单向双次、 筋为 6 根 25,支座钢筋为 5 根 25 + 5 根 20。板配筋采用最小配筋
板结构梁板布置形式的综合造价,为同类地库选择合理的梁板布置形式提供参考依据。
关键词: 地库顶板,井字次梁,单向双次,单向单次,梁板加腋,大板
中图分类号: TU318
文献标识码: A
DOI:10.13719/14-1279/tu.20150812.001
1 地库经济性比对的意义
随着我国经济的快速发展,大型的住宅小区如雨后春笋般纷 纷拔地而起,由于 地 下 室 车 库 的 造 价 偏 高,房 地 产 商 等 大 多 不 愿 意建设,所以导致 早 期 小 区 的 地 下 车 库 车 位 偏 少,而 随 着 业 主 汽 车的增多,小区 中 车 位 矛 盾 越 来 越 突 出。随 着 车 位 的 价 格 高 涨, 高档小区档次的定位( 地上无车、全地下室车位) ,车位规划的国 家标准的要求 以 及 人 防 工 程 等 等,越 来 越 多 的 小 区 建 设 地 下 车 库,地下 2 层、3 层的地库已经很常见。由于地下工程复杂,工程 造价偏高,相同面 积 的 地 下 车 库 的 造 价 往 往 是 标 准 层 的 好 几 倍 , 甲方为了节约造 价,降 低 成 本,往 往 让 设 计 人 员 作 出 不 同 的 结 构 方案,进行造价比较,给结构设计人员造成巨大的工作量,而设计 人员又往往对钢筋、混凝土、模板工程的造价不是很敏感,对他们 造成困惑,本文通 过 对 相 同 地 区,相 同 跨 距、覆 土 厚 度、混 凝 土 强 度等级、钢筋等级等条件,进行五种结构方案的经济性的对比,为 结构设计人员提 供 参 照,减 轻 设 计 人 员 的 工 作 负 担,即 希 望 对 他
浅谈地下室车库顶板结构设计及经济分析
浅谈地下室车库顶板结构设计及经济分析针对对下车序接顶板受力特点,提出三种实施方案,通过三种方案的经济对比分析,得出最佳实施方案,并介绍车库结构设计三个方案过程中的要点问题。
标签地下车库顶板;结构方案;经济分析地下车库结构具有顶板上覆土荷载较大的特点,如果采用常用的结构方案,往往配筋较大,通过采用后张法预应力技术的手段可以减小构件的截面,而降低地下结构埋深,改善结构受力性能,使地下车库具有良好的经济性和优良的结构性能。
1 工程概况某小区综合楼是一栋地上7层,地下1层,集商业和住宅于一体的综合性建筑。
车库顶覆土厚1.0m。
该建筑有两个主要特点:①在布局上,7层住宅用房布置在四周,中间为地下车库,层高为4.6m,柱距为7.6m;②地下车库的顶盖又兼作消防车道。
考虑以上两个主要特点,我们选取两种方案进行对比,方案I:普通钢筋棍凝土单向板方案;方案II:空心无梁楼板方案;方案III:预应力混凝土框架梁与无枯结预应力棍凝土单向板所组成的四边预应力梁支承的无粘结预应力混凝土单向板楼盖方案。
1.1 普通梁板结构方案普通梁板结构是最常用的结构形式。
由于本车库的建筑功能需要,柱网确定为7 . 6m×7 . 6m。
根据《建筑结构荷载规范》,消防车在单向板方案中的荷载标准值为35kN / m2 ,同时在次梁及主梁的设计时考虑荷载折减系数。
图(1)结构平面图经过计算,车库顶板布置成十字交叉梁结构,主梁断面为350×900mm,次梁为300×600mm,顶板厚200mm,梁板折算后的板厚为365mm。
考虑到建筑功能需要车库净高2900mm(其中车辆通行净高2200mm,通风、电缆桥架及喷淋等需要净高700mm ) ,按此种方法的地下车库层高为3000mm ,基础采用桩筏基础,底板厚650mm ,车库底板底距地面距离为5500mm 。
经过计算分析计算,板的配筋为双层双向Φ12 @ 180。
1.2 空心无梁楼板的设计方案无梁楼盖结构体系又称板柱结构体系,这是相对梁板结构体系而言的。
地下室顶板结构多种方案的经济性研究
地下室顶板结构多种方案的经济性研究地下室顶板结构形式多样,常见的有井字梁顶板方案、十字梁頂板方案、无梁顶板方案以及加腋梁板方案等。
本文针对这四种顶板结构方案的经济性展开研究,通过认真的分析、对比,发现无梁顶板方案以及加腋梁板方案在单位面积造价方面优于井字梁顶板方案和十字梁顶板方案,且在使用性能、耐久性、外观形象及节约施工时间方面也具有一定的优势,因而更具推广价值。
[1]标签地下室;顶板结构;方案;经济性设计地下室顶板结构时,要充分考虑以下两个因素:一、载荷。
地下室位于建筑的底部,因而顶板结构不可避免地要承受来自上层建筑的较大载荷,进一步表现为在顶板厚度方面及材料选用方面有着较高的要求;二、层高。
地下室顶板结构若采用普通梁板结构,再考虑到设备管道占用空间问题,其层高一般难以符合建筑设计要求。
本文将针对井字梁顶板方案、十字梁顶板方案、无梁顶板方案以及加腋梁板方案的经济性展开研究,并用数据对比的方法,找出他们各自的优势与劣势。
地下室顶板结构方案比选时应考虑以下基本原则:能够最大程度发挥出结构构件的承载力,土方开挖工程量要尽可能小,单位工程造价要尽量低,施工周期较短而且施工方便。
[2]1.计算原则计算原则如下:一、参考建材市场价格,对混凝土和钢筋进行如下定价:混凝土—450元/m?;钢筋—5000元/t。
同时选取6跨展开分析、对比;二、通过PKPM中的“PMCAD”、“梁柱施工图”两大模块完成梁板配筋以及混凝土的一系列测算。
然后通过人工的方式,根据测算结果确定配筋及混凝土的选用,如果测算出钢筋直径超过16mm,那么采用三级钢。
楼板厚度定为250mm;三、上述测算、实际施工图测算之间必然存在一定的出入,但一般情况下能够满足这四种常见方案比选的需要。
2.计算方法井字梁顶板结构、十字梁顶板结构利用SATWE进行计算。
SATWE是一种三维组合结构有限元分析软件,是由中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部利用壳元理论针对高层结构而设计开发的。
地下室顶板楼盖结构选型的经济性分析
3)当荷载较大时,无梁楼盖配筋量 最小,单向密肋楼盖次之,再次是单向主 次梁结构,双向主次梁结构和双向密肋结 构用钢量较大;
究其原因是梁过密,箍筋用量大,而 板配筋由于构造要求,虽然跨度小,但配 筋量不小!
谢谢大家!
做到“四个知晓”、强化“五种意识”
地下室顶板楼盖结构选型的经济性分析
本文针对地下车库顶板,常用柱网 ,8.4mX8.4m的楼盖,运用理正工具 箱、PKPM软件进行了构件配筋计算 ,并统计各种楼板形式的用钢量、混 凝土用量、模板用量,对各种楼盖结 构进行了比较。包括无梁楼盖、梁板 式楼盖、单向主次梁、单向密肋、双 向主次梁、双向密肋六种常见的楼板 形式;荷载考虑了1m、2m、3m三种 覆土厚度,无人防、六级人防、五级 人防的组合。
第二章 楼盖形式和计算说明
地下室顶板常用的楼盖形式 有无梁楼盖、梁板式楼盖、主次 梁式楼盖、密肋式楼盖,本文对 于主次梁楼盖和密肋楼盖,分别 考虑了单向和双向。
本文计算遵守以下规范:
1、混凝土结构设计规范 GB 201902019
2、人民放空地下室设计规范 GB 50038-94
3、建筑抗震设计规范 GB500112019
六级人防
6
1
2
5
无人防
6
1
4
5
2m 五级人防
6
1
3
5
六级人防
6
1
4
5
无人防
6
3
4
5
3m 五级人防
6
3
4
5
六级人防
6
3
4
5
双向主 次梁
4 2
3 3 2
2 1 1
1
双向密肋
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地库顶板结构类型的经济性界点分析
詹顺肖漾
在各类建筑的结构设计中,成本控制是结构设计者必须重视的一个方面。
甲方希望从结构工程师的设计经验中,直接知晓何种结构体系是适用并且足够经济,以求达到投资的最大回报,这样就给我们结构设计师带来了对经济性的思考。
关于结构的经济性,我们知道:多层和高层钢筋混凝土结构中,楼盖结构的材料用量占整个结构用量的30%~40%,而地下结构承受荷载很大,其材料用量所占比重会很高,如果能节省地下室楼盖的建造成本,无疑会产生很大的经济效益。
在此,本文根据目前住宅小区地下室常用的柱网8.1mX8.1m(非嵌固区域),取横纵均为5跨连续梁(板)为简化计算模型,以YJK软件为计算工具,分别用无梁楼盖、加腋大板和单向板的三种结构类型,在保证常规覆土荷载(1.5m左右)下结构配筋率为最优的前提下,在不同结构形式和不同荷载下,从混凝土用量,钢筋用量,以及两者总费用制成一目了然的图表,对经济性好坏变化界点的做统计分析。
一,设计基本信息:
本文是按7 度(0.1g)的设防烈度,场地土为Ⅱ类场地土的常见抗震设防分类进行计算。
不考虑风荷载的作用。
依据《建筑抗震设计规范(GB50011-2010)》6.1.3.3 条,“……地下室中无上部结构的部分,抗震构造措施的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级”。
此处按照抗震等级和抗震构造措施的抗震等级均为三级的情况进行计算比较。
二,结构平面如下图:(总建筑面积:1644㎡)
三,构件尺寸:
在该跨度的柱网下,分别以无梁楼盖、加腋大板、单向板进行建模计算调试。
在覆土1.5m左右的荷载下,再细分为有消防车荷载和无消防车荷载两种情况,调试出混凝土构件优化配筋率,同时得到此时的构件截面尺寸。
见下表(单位:mm):
四,计算结果:
以目前市场上最新的建材综合单价为统计口径,HRB400钢筋和C30混凝土分别按3.4元/kg,360元/m³的单价进行统计,按以上调试后的模型结算所得的材料用量,经统计得出下表:
五,计算结果对比曲线:
根据以上统计数据,对混凝土,钢筋用量,以及总用量分别绘出以下对比表:
(表一)
(表二)
1
(表三)
(表四)
(表五)
(表六)
六,结果分析:
1.乍看表一,表四,会给人造成错觉,无梁楼盖,加腋大板所用混凝土方量远远超出单向板,所以认为无梁楼盖,加腋大板均不经济。
但我们再看表三,表六发现:无论有无消防车,在覆土荷载≥1.5m的情况下,加腋大板,无梁楼盖钢筋混凝土总费用都小于单向板。
荷载越大,差异越大,加腋板优势更突出。
如:在有消防车,1.5常规覆土的情况下,加腋大板有明显的经济优越性(钢砼价格较单向板低62元/㎡),无梁楼盖次之(钢砼价格较单向板低39元/㎡);分析其原因,虽然梁板结构结构中板的配筋较无梁时少,但主,次梁的纵筋配置比较大,并且需要大量箍筋,从表二的钢筋用量就能说明,而无梁楼盖,不需要箍筋。
另外按单向板考虑消防车荷载时,取35kN/㎡,要大于大跨度大板的取值。
2. 看表六,在仅有覆土荷载的情况下,加腋大板的经济性较好。
(1.5m覆土时,钢砼价格较无梁楼盖低22元/㎡);单向板与无梁楼盖相差不大(钢砼价格较无梁楼盖低5元/㎡)。
但当覆土厚度小于0.8m时,单向板总费用要小于两者,表现出较好的经济性。
分析其原因,当荷载比较小时,单向板结构中主次梁的纵向配筋均不大,加上板配筋以及总混凝土用量均要小些。
3.综合看表三,表六,可以发现在覆土荷载比较大以及有消防车的情况下,加腋大板均有明显的经济优势,无梁楼盖次之,单向板最差。
4.在考虑建设成本的时候,除了以上图表给出的信息之外,还需考虑各类型梁板结构的自身特点,根据建筑功能以及其他要求综合考虑而定。
比如:加腋大板支模工作稍复杂,部分施工单位未曾做过;单向板做法常规,施工方便,但主梁高度过高,势必要提高层高才能满足设备走管等要求;无梁楼盖具有层高低,支模方便,挖方量少等优点,但在大柱网下经济性表现没有加腋大板好,无梁楼盖结构的经济性在小跨度时表现更为突出,6mX6m的柱网更能展现其经济性优势。
七,小结:
本文以上分析统计均是按理论计算而得出,其目的通过详细计算分析比较,得出在不同大小荷载作用下何种地下车库顶盖的结构形式更加具有经济性。
此次仅对占费用比重最大的两项作比较,未考虑实际施工时土方量,模板,降水等费用,虽然不能准确的测算实际工程中的建设费用,但可根据材料的实时市场价绘制经济性变化曲线,通过图表反应的变化趋势,各种顶盖形式材料成本的优劣关系一目了然,这是建设方很愿意接受的;也可以给设计者一些参考,更好的理解这几类结构形式的经济性趋势。