地下车库的无梁楼盖设计

地下车库的无梁楼盖设

计

集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]

地下车库无梁楼盖设计

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。在我国，无梁楼盖结构体系是近年来发展较为迅速的一项建筑结构新技术。一般认为：无梁楼盖较之传统的密肋梁楼盖具有整体性好、建筑空间大，可有效地增加层高等优点；在施工方面，采用无梁楼盖的建筑物具有施工支模简单、楼面钢筋绑扎方便，设备安装方便等优点，从而大大提高施工速度。但是，历次地震中无梁楼盖结构均出现了高于梁板楼盖结构的破坏实例。因此，无梁楼盖体系（板柱结构体系）的抗震性能较差已形成共识，现行规范对此有专门的严格的规定。本着安全、合理、经济的原则，笔者认为我集团华东地区地上建筑一般情况不宜采用板柱结构体系。但地下建筑由于地震作用小，采用无梁楼盖结构是否可行呢？本文就针对此问题进行探讨。

一、经济性分析

在华东地区，一般地下车库柱距8.1米，柱截面较大或项目档次较高时柱距采用8.4米。考虑有效净高2.3米，设备所需高度0.6米，排水所需高度0.2米，故采用无梁楼盖时，层高可控制在3.4米左右；采用梁板楼盖时，层高3.9米左右，两者相差0.5米。地下建筑对层高较敏感，尤其是地下水位埋深较浅的地区。基坑支护和开挖量随深度增加而增加，而且抗浮承载力要求也变高。一方面无梁楼盖自重大于梁板楼盖对抗浮有利；另一方面层高的减小可以减小水浮力，节省抗拔桩。综上，就常用柱距的单建式地下车库而言：采用无梁楼盖，楼盖本身的结构成本有所提高，但建筑层高可减少0.5米左右，且可以减少土方量、减少降水费用、降低桩基成本、支护成本、墙柱工程量、外防水工程量、模板工程量，另外因便于施工还可能缩短工期。因此，此时无梁楼盖一般情况下综合成本最优，许多工程实例也证明了这一点。目前许多人仍以无梁楼盖体系直接增加了楼盖本身的结构成本为由拒绝采用，这是一个误区。

二、技术性分析

1、柱网

无梁楼盖的柱网宜采用正方形或矩形，矩形柱网长短边之比不宜大于1.5，最大跨和最小跨的柱距不宜大于1.2，以避免柱承受楼板的不平衡弯矩。根据舒适停车的要求，一般合理柱距为8.1~8.4米，高端项目可增加0.3米。

2、板厚

无梁楼盖的板厚宜在满足冲切受力和防水构造的要求下尽量做薄，一般8.1或8.4米柱网，覆土厚度0.5~1.5米，板厚根据荷载大小（覆土厚度、消防车荷载等）采用250~400mm。无梁楼板板边应搁置在墙或梁上，不宜设置自由边。

3、柱帽

无梁楼盖受力最重要的是柱头对板的冲切，在通常情况下应设置柱帽，即在柱子的周围加大板厚，采用托板来提高冲切承载力。柱帽的形式有多种，如下图。根据我集团一般情况，考虑施工因素，建议统一采用下图c的柱帽形式。

以8.1米柱距，柱截面600x600，平板厚300为例，按照上图c的做法，托板厚h1=150mm，扩大椎体高h2=600mm，柱帽总高（不含平板厚）H=750mm。柱帽有效宽度bce=1800mm，托板宽度

ac=2800mm。若层高为3.4m，则柱帽根部净高2.15m，平板底净高2.9m，托板底净高2.75m，可以满足一般停车库的使用要求。

4、计算

对无梁楼盖的设计计算主要分为两块：结构整体的分析和无梁楼盖本身的分析计算。目前，PKPM系列结构设计软件对这两方面的设计都已经有比较成熟的分析方法。无梁楼盖结构的整体计算可通过PKPM软件中SATWE软件进行。在PMCAD人机交互式输入时，在假想框架梁的位置上布置截面尺寸为100*100的虚梁，所有楼板定义成弹性楼板6。然后就可使用SATWE软件对无梁楼盖结构进行三维整体分析计算了。无梁楼盖的整体分析计算完成后，再利用SATWE软件中的“复杂楼板有限元计算”SLABCAD模块进行楼盖的分析计算。对无梁楼盖的计算内容主要包括楼板的内力、位移、配筋计算及板的冲切验算等。一般的单建式地下车库，垂直荷载起控制作用，且柱网较规则均匀、荷载较均匀。电算完成后一般需采用经验系数法进行手算复核。将无梁楼盖以纵横两个方向划分为柱上板带和跨中板带，板带的宽度取垂直于计算方向柱距的一半。先计算出垂直荷载作用下单向板的总弯矩，然后根据一定的分配系数分配到柱上板带和跨中板带进行配筋。有些时候电算结果与手算结果会相差较大，此时应进行更细致的分析。

三、今后设计建议

华东地区多为软土地基，且地下水位高。如上海地区一般埋深2米以下有一层淤泥质土，地下水位一般埋深为0.5~1.4米。在类似这种地质条件下，单建式非人防地下车库采用无梁楼盖形式，虽楼盖本身结构造价有所提高，但综合成本要低于普通梁板式楼盖；且施工简单，施工质量易于保证；同时，无梁楼盖的建筑空间效果好：通透、平整、美观。因此建议我集团华东地区今后设计的单建式非人防地下车库采用无梁楼盖的顶板做法；此举可以在保证结构安全的前提下，大幅提升建筑的空间效果，同时还能节省成本，一举三得。