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土木吧丨无梁楼盖的是与非

土木吧丨无梁楼盖的是与非 土木吧
2019-10-25
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导读:一位地产人对无梁楼盖的认识

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刘 亮:银城国际宁皖南公司设计部结构设计专业经理。曾就职于绿地集团江苏事业部、泰禾集团上海区域南京公司。具有多年结构设计经历及地产结构设计管理经验。

  目录  

一、无梁楼盖为什么成为行业焦点

二、地下车库无梁楼盖和梁板式楼盖的基本设计原理

三、无梁楼盖事故原因分析

四、无梁楼盖与梁板式楼盖方案经济性比较

五、行业内对无梁楼盖应用的情况

六、结构设计管理在现阶段采取的应对措施

  

无梁楼盖为什么成为行业焦点


无梁楼盖近年来成为行业内的关注焦点,究其原因,无梁楼盖结构体系有其明显的优点,但实际项目中又多次出现工程事故。是个让人又爱又恨又怕的东西。

  无梁楼盖体系优势 


1、传力体系简单直接。

2、可适当压缩地下车库层高。有利于节省地库建造成本。

3、地库层高相同的情况下,机电管线可在板下设置,可有效提高地库使用净高,有利于提升地库观感及品质。

  无梁楼盖体系缺陷 

1、破坏形式是冲切破坏,为脆性破坏。破坏前无明显征兆。

2、结构安全富余度小,对超越荷载较敏感。故对现场施工管理要求非常高。




近年发生的地库顶板垮塌事故统计:

山东济南无梁楼盖坍塌现场照片


北京石景山无梁楼盖坍塌现场照片


广东中山万科无梁楼盖坍塌现场照片


  ◆  

地下车库无梁楼盖和梁板式楼盖的基本设计原理


无梁楼盖的破坏是沿柱冲切椎体产生的冲切破坏或沿柱截面产生的剪切破坏。两种破坏形式均为脆性破坏,破坏前无明显征兆,无法对结构破坏进行有效的预警或预判。

梁板式楼盖荷载由板传递给梁,由梁再传递给柱。楼盖破坏形式为梁或板的受弯破坏,为延性破坏,破坏前有如变形过大或受力区域开裂等明显的预兆,可及时采取有效措施避免事故发生。


  ◆  

无梁楼盖事故的原因分析


1、结构体系的固有缺陷:

   无梁楼盖的破坏形式为脆性破坏。安全冗余度小,容错能力较差。

2、设计原因:

   (1)无梁楼盖设计中,柱帽平面尺寸、柱帽厚度不足。无法满足抗冲切要求。

2)无梁楼盖设计中,构造措施不到位。未设置暗梁及按柱上板带、跨中板带方式配筋。

     2018年2月27日住建部关于加强地下室无梁楼盖工程质量安全管理的通知中,明确要求无梁楼盖设计时应采用设置暗梁等构造措施保证无梁楼盖结构安全。

(3)因设计输入条件变化导致的超载问题。

     目前南京市规划导则要求,地库顶板覆土不小于1.5m,否则不计绿地率。故地库结构设计时地库顶板覆土厚度按1.5m考虑。但因景观专业往往会对小区内的场地局部进行堆坡处理,或增加小品、廊架等构筑物。而景观专业工作启动相对较迟,且方案调整较多,导致这部分荷载在结构设计时并未考虑,复核如原设计不满足增加的景观附加荷载要求,需进行加固处理。

     一般地下室顶板活载按5KN/m2考虑,折算为覆土厚度,约0.25m深,即堆坡处最大覆土深度不得大于1.75m。

4、现场施工原因:

   目前发生的地库顶板垮塌事故中,几乎无一例外都存在地库顶板严重超载的情况。主要是因为地库顶板回土期间,土方集中倾倒后再由推土机推平压实,回填土集中倾倒区域将严重超载。

  ◆  

无梁楼盖与梁板式楼盖方案经济性比较

本次经济性比较主要针对目前公司住宅项目小柱网地下车库的常规做法。

    1、经济性测算内容为:地库顶板钢筋、混凝土、模板含量。

设计输入条件如下:

小柱网:5100x5400

抗震设防烈度:7度(0.1g)

抗震等级:三级

覆土厚度:1.5m

混凝土强度:C30

钢筋级别:HRB400

活荷载:5KN/m2

非人防地下车库

裂缝、挠度按规范要求进行控制

经济性比较分析:

    为避免测算数据偏差,特通过两条不同路径对两种方案的经济性指标进行校验,结论基本一致。在设定的输入条件之下,不考虑层高影响时,采用无梁楼盖(加暗梁)做法,土建成本均略高于传统的梁板式楼盖(分别高出21.08元/m2,4.58%; 13.13元/m2,2.85% )。

    即使在适当考虑无梁楼盖层高优化的情况下,地库顶板采用无梁楼盖的经济性也并不明显。

2、层高分析:

当仅有一层地下室时,无梁楼盖在应用在地库顶板对压缩地库层高并无有利作用。原因是:

(1)地库人防区考虑人防荷载,荷载较大,一般不采用无梁楼盖方案。

(2)根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010,第6.1.14条:地下室顶板作为嵌固端时,主楼及相关范围(不大于20m)应为梁板结构。

所以即使地库顶板采用无梁楼盖方案,但实际仍存在部分区域无法使用无梁楼盖,地库层高的受这部分区域的制约,无法继续压缩或压缩空间非常有限。

对于单层地下车库,因塔楼周边相关范围地下车库需采用梁板式结构,故地下车库层高无法减少,否则无法满足车库净高要求。

对于多层地下车库,可于除地库顶板外的地下车库其余楼层楼板采用无梁楼盖方式。

(1)除地库顶板以外,其余地下车库楼板存在偶然超载的可能性较小。

(2)采用无梁楼盖可有效降低层高或在层高不变的情况下提升净高,提升品质。


  ◆  

行业内对无梁楼盖应用的情况

1、行业内其他公司对无梁楼盖的应用情况:

   因近年来无梁楼盖事故频发,经与多位业内同行交流,得知目前多家地产公司已明确要求地库顶板不采用无梁楼盖。如:万科、保利、新城、绿地、雅居乐、旭辉、金地、朗诗等等。

2、设计单位无梁楼盖业务开展情况:

   我们在进行此次方案比较的设计过程中,先后咨询了多家设计单位:

    长江都市建筑设计院有限公司   人居一所

                                 综合二所

                                 装配所

                                 人防所

    浩森建筑设计院有限公司

    南京市建筑设计院有限公司      三所

    江苏省建筑设计院有限公司      二院


   这些设计单位均反馈近年来基本没有承接过地下车库采用无梁楼盖方案的设计业务,甚至在我们做方案比较的时候,部分设计单位反馈目前没有设计人员会进行无梁楼盖的设计,侧面反应出无梁楼盖实际项目中应用比例很低。

3、我司在建项目无梁楼盖应用情况统计:

统计表中13个在建项目中仅4个项目采用无梁楼盖,无梁楼盖在公司内部也不是主流。

4、政府主管部门对无梁楼盖的态度:


严控、严管、重点关注、不推荐使用


  ◆  

结构设计管理在现阶段采取的应对措施

一、针对目前无梁楼盖事故频发,公司也有部分项目地库顶板采用无梁楼盖方案。集团设计研发中心结构条线于19年7月要求各城市公司针对地下车库进行专项的设计交底。要求明确地下车库顶板分区设计荷载、消防车道平面位置、施工注意事项等,以便于现场进行合理的施工组织设计,保证现场施工的安全。各城市公司设计部对专项设计交底记录进行留存。



二、在项目施工的关键时间节点多跑现场,对可能发生安全隐患的重点区域重点关注,多配合项目部发现现场可能发生的安全事故隐患,提前预警。

如:1、地库顶板钢筋绑扎阶段。

    2、地库顶板材料堆放、加工区域。

    3、地库顶板回填土施工阶段。

三、对可能发生的设计输入条件变化提前预判,提前锁定输入条件,一次设计时予以充分考虑。

如:1、景观方案及时跟进,对景观堆坡和构筑物重点关注,现场分步分项施工前进行复核,如有调整在施工前解决,避免施工后的加固。

    2、对场地标高变化较大的情况,在地库顶板变标高部位局部覆土厚度大于常规的覆土厚度时关注设计计算时是否进行充分考虑。

无梁楼盖作为一种成熟的结构形式是没有疑义的。但是在目前的设计要求下,经济优势并不明显。在高周转的现状下,施工现场管理难以做到完全杜绝施工超载的问题。因此,建议慎用无梁楼盖。

    技术本没有错,但是是有适用条件的,如果违背客观规律,最终的结果往往事与愿违。

特别鸣谢:南京长江都市建筑设计股份有限公司人居一院提供相关地库顶板结构设计方案。

勘察设计大师、规范主编

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