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一级注册建筑师|怎样设计地下顶板最经济?

更新时间:2020-06-29 13:28:32 来源:环球网校 浏览52收藏15

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摘要 地下室楼盖经济性比选是一个老生常谈的问题,在接下来的两个案例中,同样的跨度,同样的荷载,同样的计算方法,但是结论却不同,这里面的玄机究竟在哪呢?

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地下室楼盖经济性比选是一个老生常谈的问题,也是商业综合体项目的必修课。本文以两个商业综合体项目为例,分析影响商业综合体楼盖经济性的主要因素。

在接下来的两个案例中,同样的跨度,同样的荷载,同样的计算方法,但是结论却不同,这里面的玄机究竟在哪呢?

一、基本情况

要进行比较的两个项目均为商业综合体,分别位于北京和海南。

海南综合体地下三层业态暂时按B1为商业及机电设备用房,B2、B3为停车库,B3部分人防区;北京综合体地下二层业态暂时按B1为商业及机电设备用房,B2为停车库,部分人防区。

两个项目均为9×9m标准柱网,地上覆土取1.5m,消防车型号按30t考虑,人防地下室等级取核6常6,梁板混凝土强度按C35考虑。消防荷载组合工况与人防荷载组合工况时,楼板按塑性算法考虑;其余情况均为弹性算法。梁板裂缝控制,与土直接接触部分(覆土区地下室顶板梁、板顶)裂缝控制为0.2mm,其他情况取0.3mm。施工荷载、消防车荷载、人防荷载均不计入裂缝计算。梁配筋率按1.5%~2.0%控制,楼板配筋率按0.5%~0.95%控制。

地下室楼盖方案原则上考虑三种方案布置:主梁大板、单向单次梁、单向双次梁。其中,地下室顶板增加考虑十字梁方案。

进行结构造价统计时,考虑了混凝土、钢筋材料费及模板费用,单价统一取为钢筋5元/kg,混凝土500元/m³,模板50元/m²。

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二.北京综合体项目

①地下室顶板(覆土区)

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②地下室顶板(非覆土区)

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③B2顶板(非人防区)

本项目由于在B1层存在下沉广场,地下室顶板不满足嵌固端条件,因此,嵌固端下移至B2层顶板。

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④B2顶板(人防区)

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⑤小结

通过对9m×9m标准柱网下地下室楼盖体系计算,根据当前业态分析,从结构角度分析楼盖经济性,可以得出如下结论:

1)对于B1顶板(覆土区)在不限制梁高的情况下(梁高1.2m),单次梁方案造价最低。2)对于B2顶板(人防区),在不限制梁高的情况下(梁高1m),单次梁方案和大板方案造价基本相同,均为经济较优方案。3)对于B1顶板(非覆土区)和B2顶板(非人防区),由于本项目嵌固端下移至B2顶板,B1顶板和B2顶板均应满足嵌固端楼板板厚和配筋要求,但单向双次梁方案次梁较多,可适当减小板厚至160mm,在此情况下采用单向双次梁方案最经济。

三、海南综合体项目

①地下室顶板(覆土区)

根据《海南省超限高层建筑结构抗震设计要点(试行)》地下顶板施工荷载取10.0kN/m²,分项系数取1.0。

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②地下室顶板(非覆土区)

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③B2顶板

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④B3顶板(非人防区)

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⑤ B3顶板(人防区)

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⑥小结

通过对9m×9m标准柱网下地下室楼盖体系计算,根据当前业态分析,从结构角度分析楼盖经济性,可以得出如下结论:

1)决定B1层层高的为室外覆土区域,B1层结构高度最低可按0.8m考虑。在此情况下,对于B1层顶板(室外覆土区),采用框梁+大板方案较为经济;对于B1层顶板(无覆土区)采用单向单次梁方案最经济。2)B2层结构高度可按0.7m考虑,采用单向双次梁方案最经济。3)决定B3层层高的为人防区,B3层结构高度按0.8m考虑。对于B3层顶板(非人防区)采用单向双次梁方案最经济,结构高度控制在0.7m;对于B3层顶板(人防区),在控制相同结构高度的前提下,采用框梁+大板方案较为经济。

四、项目对比

将两个项目在不同位置的经济楼盖体系列于下表:

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由表可知,二者结论并不一致。分析其原因如下:

①本文两个项目对梁高的限制程度不同。在进行本次楼盖经济性比选时,海南项目旨在控制层高,而北京项目的既定层高可给予梁高一定的扩展空间,希望找到更经济的楼盖体系。分析表中第三行和第五行可知,对于上部荷载较大的情况,当楼板可采用塑性算法(如消防车荷载组合工况、人防荷载组合工况),且梁高受到较大限制的情况下,大板体系具有较大优势;当梁高有一定扩展空间或不采用楼板塑性算法时,单向单次梁体系更经济。②当上部荷载较小,而板厚及配筋率取值相对较大时(如作为嵌固端的地下室楼板),单向单次梁体系较为经济。③当上部荷载较小,且板厚及配筋率均根据受力取值时,单向双次梁体系具有明显优势。④对于嵌固端楼板,当执行《抗规》条文说明“若柱网内设置多个次梁时,板厚可适当减小”时,单向双次梁体系可能比单向单次梁体系更经济。(各地接受程度不同,要看当地审图情况)

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