土木吧丨怎样设计地下顶板最经济?

 

地下室楼盖方案比选...

点击土木吧来关注我们
土木吧
钢结构设计分会倾力打造
加微信tumunao,入省市交流群 


点击加入会员





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)土木吧视频版来了!扫码关注土木吧视频

(扫码进入后点左上角LOGO关注)



作者简介:王洋



工程咨询设计院

结构所工程师

综合体顾问室成员

2016年哈尔滨工业大学本科毕业;

2018年哈尔滨工业大学获工学硕士学位。

主要参与项目:

成都天府大悦城项目初设及结构顾问

三亚大悦城项目初设及结构顾问

泰康之家·甬园养老社区项目结构顾问

深圳地铁黄木岗枢纽复杂段设计咨询

深圳地铁大运枢纽地下结构抗震分析
审核:夏昊,首发: CABR工程咨询设计院
勘察设计大师、规范主编
权威
解答您的疑惑
长按识别(或微信扫描)二维码立即进入
点我→入城市土木交流群
投稿邮箱:28192543@qq.com
往期导读
关于框剪倾覆力矩比的权威解答
这里可以免费看书?
防倒塌棚架应注意哪些问题?
门式刚架爆点问题图文解析


    关注 土木吧


微信扫一扫关注公众号

0 个评论

要回复文章请先登录注册