地庫頂板結(jié)構(gòu)類型的經(jīng)濟性界點分析

地庫頂板結(jié)構(gòu)類型的經(jīng)濟性界點分析詹順肖漾在各類建筑的結(jié)構(gòu)設計中，成本控制是結(jié)構(gòu)設計者必須重視的一個方面。甲方希望從結(jié)構(gòu)工程師的設計經(jīng)驗中，直接知曉何種結(jié)構(gòu)體系是適用并且足夠經(jīng)濟，以求達到投資的最大回報，這樣就給我們結(jié)構(gòu)設計師帶來了對經(jīng)濟性的思考。關(guān)于結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性，我們知道：多層和高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，樓蓋結(jié)構(gòu)的材料用量占整個結(jié)構(gòu)用量的30%~40%,而地下結(jié)構(gòu)承受荷載很大，其材料用量所占比重會很高，如果能節(jié)省地下室樓蓋的建造成本，無疑會產(chǎn)生很大的經(jīng)濟效益。在此，本文根據(jù)目前住宅小區(qū)地下室常用的柱網(wǎng)8.1mX8.1m（非嵌固區(qū)域），取橫縱均為5跨連續(xù)梁（板）為簡化計算模型，以YJK軟件為計算工具，分別用無梁樓蓋、加腋大板和單向板的三種結(jié)構(gòu)類型，在保證常規(guī)覆土荷載（1.5m左右）下結(jié)構(gòu)配筋率為最優(yōu)的前提下，在不同結(jié)構(gòu)形式和不同荷載下，從混凝土用量，鋼筋用量，以及兩者總費用制成一目了然的圖表，對經(jīng)濟性好壞變化界點的做統(tǒng)計分析。一，設計基本信息：本文是按7度（0.1g）的設防烈度，場地土為Ⅱ類場地土的常見抗震設防分類進行計算。不考慮風荷載的作用。依據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范（GB50011-2010）》6.1.3.3條，“……地下室中無上部結(jié)構(gòu)的部分，抗震構(gòu)造措施的抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或四級”。此處按照抗震等級和抗震構(gòu)造措施的抗震等級均為三級的情況進行計算比較。二，結(jié)構(gòu)平面如下圖：（總建筑面積：1644㎡）三，構(gòu)件尺寸：在該跨度的柱網(wǎng)下，分別以無梁樓蓋、加腋大板、單向板進行建模計算調(diào)試。在覆土1.5m左右的荷載下，再細分為有消防車荷載和無消防車荷載兩種情況，調(diào)試出混凝土構(gòu)件優(yōu)化配筋率，同時得到此時的構(gòu)件截面尺寸。見下表(單位：mm)：（表三）（表四）（表五）（表六）六，結(jié)果分析：1.乍看表一，表四，會給人造成錯覺，無梁樓蓋，加腋大板所用混凝土方量遠遠超出單向板，所以認為無梁樓蓋，加腋大板均不經(jīng)濟。但我們再看表三，表六發(fā)現(xiàn)：無論有無消防車，在覆土荷載≥1.5m的情況下，加腋大板，無梁樓蓋鋼筋混凝土總費用都小于單向板。荷載越大，差異越大，加腋板優(yōu)勢更突出。如：在有消防車，1.5常規(guī)覆土的情況下，加腋大板有明顯的經(jīng)濟優(yōu)越性（鋼砼價格較單向板低62元/㎡），無梁樓蓋次之（鋼砼價格較單向板低39元/㎡）；分析其原因，雖然梁板結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)中板的配筋較無梁時少，但主，次梁的縱筋配置比較大，并且需要大量箍筋，從表二的鋼筋用量就能說明，而無梁樓蓋，不需要箍筋。另外按單向板考慮消防車荷載時，取35kN/㎡，要大于大跨度大板的取值。2.看表六，在僅有覆土荷載的情況下，加腋大板的經(jīng)濟性較好。（1.5m覆土時，鋼砼價格較無梁樓蓋低22元/㎡）；單向板與無梁樓蓋相差不大（鋼砼價格較無梁樓蓋低5元/㎡）。但當覆土厚度小于0.8m時，單向板總費用要小于兩者，表現(xiàn)出較好的經(jīng)濟性。分析其原因，當荷載比較小時，單向板結(jié)構(gòu)中主次梁的縱向配筋均不大，加上板配筋以及總混凝土用量均要小些。3.綜合看表三，表六，可以發(fā)現(xiàn)在覆土荷載比較大以及有消防車的情況下，加腋大板均有明顯的經(jīng)濟優(yōu)勢，無梁樓蓋次之，單向板最差。4.在考慮建設成本的時候，除了以上圖表給出的信息之外,還需考慮各類型梁板結(jié)構(gòu)的自身特點，根據(jù)建筑功能以及其他要求綜合考慮而定。比如：加腋大板支模工作稍復雜，部分施工單位未曾做過；單向板做法常規(guī)，施工方便，但主梁高度過高，勢必要提高層高才能滿足設備走管等要求；無梁樓蓋具有層高低，支模方便，挖方量少等優(yōu)點，但在大柱網(wǎng)下經(jīng)濟性表現(xiàn)沒有加腋大板好，無梁樓蓋結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性在小跨度時表現(xiàn)更為突出，6mX6m的柱網(wǎng)更能展現(xiàn)其經(jīng)濟性優(yōu)勢。七，小結(jié)：本文以上分析統(tǒng)計均是按理論計算而得出，其目的通過詳細計算分析比較，得出在不同大小荷載作用下何種地下車庫頂蓋的結(jié)構(gòu)形式更加具有經(jīng)濟性。此次僅對占費用比重最大的兩項作比較，未考慮實際施工時土方量，模板，降水等費用，雖然不能準確的測算實際工程中的建設費用，但