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性價比之王丨“超會過”的工程師比選地下室樓蓋方案

  • 地下室樓蓋方案
2020年05月17日

地下室樓蓋經濟性比選是一個老生常談的問題,也是商業綜合體項目的必修課。本文以兩個商業綜合體項目為例,分析影響商業綜合體樓蓋經濟性的主要因素。

在接下來的兩個案例中,同樣的跨度,同樣的荷載,同樣的計算方法,但是結論卻不同,這里面的玄機究竟在哪呢?

一.基本情況


要進行比較的兩個項目均為商業綜合體,分別位于北京和海南。

海南綜合體地下三層業態暫時按B1為商業及機電設備用房,B2、B3為停車庫,B3部分人防區;北京綜合體地下二層業態暫時按B1為商業及機電設備用房,B2為停車庫,部分人防區。

兩個項目均為9×9m標準柱網,地上覆土取1.5m,消防車型號按30t考慮,人防地下室等級取核6常6,梁板混凝土強度按C35考慮。消防荷載組合工況與人防荷載組合工況時,樓板按塑性算法考慮;其余情況均為彈性算法。梁板裂縫控制,與土直接接觸部分(覆土區地下室頂板梁、板頂)裂縫控制為0.2mm,其他情況取0.3mm。施工荷載、消防車荷載、人防荷載均不計入裂縫計算。梁配筋率按1.5%~2.0%控制,樓板配筋率按0.5%~0.95%控制。

地下室樓蓋方案原則上考慮三種方案布置:主梁大板、單向單次梁、單向雙次梁。其中,地下室頂板增加考慮十字梁方案。

進行結構造價統計時,考慮了混凝土、鋼筋材料費及模板費用,單價統一取為鋼筋5元/kg,混凝土500元/m3,模板50元/m2。


二.北京綜合體項目

①地下室頂板(覆土區)

②地下室頂板(非覆土區)


③B2頂板(非人防區)

  本項目由于在B1層存在下沉廣場,地下室頂板不滿足嵌固端條件,因此,嵌固端下移至B2層頂板。



?、蹷2頂板(人防區)


⑤小結

  通過對9m×9m標準柱網下地下室樓蓋體系計算,根據當前業態分析,從結構角度分析樓蓋經濟性,可以得出如下結論:

1)對于B1頂板(覆土區)在不限制梁高的情況下(梁高1.2m),單次梁方案造價最低。2)對于B2頂板(人防區),在不限制梁高的情況下(梁高1m),單次梁方案和大板方案造價基本相同,均為經濟較優方案。3)對于B1頂板(非覆土區)和B2頂板(非人防區),由于本項目嵌固端下移至B2頂板,B1頂板和B2頂板均應滿足嵌固端樓板板厚和配筋要求,但單向雙次梁方案次梁較多,可適當減小板厚至160mm,在此情況下采用單向雙次梁方案最經濟。

三.海南綜合體項目



①地下室頂板(覆土區)

  根據《海南省超限高層建筑結構抗震設計要點(試行)》地下頂板施工荷載取10.0kN/m2,分項系數取1.0。




②地下室頂板(非覆土區)

③B2頂板

④B3頂板(非人防區)

⑤ B3頂板(人防區)

⑥小結

  通過對9m×9m標準柱網下地下室樓蓋體系計算,根據當前業態分析,從結構角度分析樓蓋經濟性,可以得出如下結論:

1)決定B1層層高的為室外覆土區域,B1層結構高度最低可按0.8m考慮。在此情況下,對于B1層頂板(室外覆土區),采用框梁+大板方案較為經濟;對于B1層頂板(無覆土區)采用單向單次梁方案最經濟。
2)B2層結構高度可按0.7m考慮,采用單向雙次梁方案最經濟。
3)決定B3層層高的為人防區,B3層結構高度按0.8m考慮。對于B3層頂板(非人防區)采用單向雙次梁方案最經濟,結構高度控制在0.7m;對于B3層頂板(人防區),在控制相同結構高度的前提下,采用框梁+大板方案較為經濟。
四.項目對比
將兩個項目在不同位置的經濟樓蓋體系列于下表:

由表可知,二者結論并不一致。分析其原因如下:

①本文兩個項目對梁高的限制程度不同。在進行本次樓蓋經濟性比選時,海南項目旨在控制層高,而北京項目的既定層高可給予梁高一定的擴展空間,希望找到更經濟的樓蓋體系。分析表中第三行和第五行可知,對于上部荷載較大的情況,當樓板可采用塑性算法(如消防車荷載組合工況、人防荷載組合工況),且梁高受到較大限制的情況下,大板體系具有較大優勢;當梁高有一定擴展空間或不采用樓板塑性算法時,單向單次梁體系更經濟。
②當上部荷載較小,而板厚及配筋率取值相對較大時(如作為嵌固端的地下室樓板),單向單次梁體系較為經濟。
③當上部荷載較小,且板厚及配筋率均根據受力取值時,單向雙次梁體系具有明顯優勢。
④對于嵌固端樓板,當執行《抗規》條文說明“若柱網內設置多個次梁時,板厚可適當減小”時,單向雙次梁體系可能比單向單次梁體系更經濟。(各地接受程度不同,要看當地審圖情況)


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