土木吧丨怎样设计地下顶板最经济？- 大数跨境

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土木吧丨怎样设计地下顶板最经济？

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2020-05-15

导读：地下室楼盖方案比选

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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。

二.北京综合体项目

　　①地下室顶板（覆土区）　　

　　②地下室顶板（非覆土区）

　　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。

　　④B2顶板（人防区）

　　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。

　　②地下室顶板（非覆土区）

　　③B2顶板

　　④B3顶板（非人防区）

　　⑤ B3顶板（人防区）

　　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：

　　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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