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地下车库结构设计总结

2016-08-17 14:13   来源:企业文化杂志 作者:赵敬敏  点击:

摘要:车库设计中,抗浮验算越来越体现其重要性,外墙和顶板抗渗也是我们应注意的要点。为了使设计安全实用又经济合理,我们应满足规范的同时深入理解规范,确定合理结构方案。

地下车库结构设计总结
赵敬敏  中煤邯郸设计工程有限责任公司
摘要:车库设计中,抗浮验算越来越体现其重要性,外墙和顶板抗渗也是我们应注意的要点。为了使设计安全实用又经济合理,我们应满足规范的同时深入理解规范,确定合理结构方案。
关键词:大底盘车库;抗浮;后浇带;外墙计算;地面荷载
现代住宅小区和商业区设计中,大底盘车库的结构形式越来越普遍,地下车库设计也成为一个工程项目的重点。近几年,通过实际工程反应出一些问题,现在就这些常见问题进行分析说明。
一、抗浮验算
按规范规定地下车库应满足抗浮要求,但是对于地下水位比较高的地区,抗浮很难满足要求。以邯郸市某工程为例:地下水位在自然地坪下2.4米,地面覆土1.3米;地下车库共两层,负一层层高3.8米,负二层层高3.6米,筏板600厚。水头差=0.6+3.6+3.8+1.3-2.4=6.9m,水浮力=6.9X10=69KN/m²。结构为普通梁板结构,经统计梁板自重及恒荷载+覆土荷载=52KN/m²,不满足《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011的5.4.3条规定。可采取的措施有:增加配重和设置抗拔锚桩(杆)。设置抗拔锚桩(杆)会使施工周期增加1~2个月,建设方要求工期紧,不能采用。按筏板上增加600厚钢渣混凝土(容重45KN/m³),配重0.6x45=27KN/m²,能满足抗浮验算,但是钢渣混凝土费用很高。后经过论证,将结构形式由普通梁板结构改为无梁楼盖结构,满足抗浮要求。无梁楼盖结构取消主次梁,做400厚大板,这一做法有以下几个优点:(1)取消主梁后室内净空加高,可以减小楼层高度,因而地下室埋深可以减小,水浮力随之减小;(2)大板400厚,起到增加配重的作用;(3)不需要额外增加配重和抗拔锚桩(杆),经济合理。
二、设置后浇带及其他减小裂缝的措施
大地盘车库与多塔通常一起施工,为减小沉降差,一般要设置沉降后浇带。沉降后浇带一般设置在多塔外部1跨或2跨的跨中,一般沿平面直线通过,与框架梁垂直,避免与梁重合。其次,要设置温度后浇带,温度后浇带间距要满足《混凝土结构设计规范》的要求,避免产生温度裂缝。这里要特别指出地下室外墙的温度后浇带的要求。一般地下车库为框架结构,我们在布置后浇带时一般按框架结构布置,间距不超过55米即可。但地下室外墙后浇带间距不应超过30米。如果不特别说明,地下室外墙同筏板一样按55米布置,很容易产生外墙裂缝。通过一些工程实例,总结出以下减小外墙裂缝的措施:(1)温度后浇带间距按挡土墙要求;(2)外墙混凝土等级不宜超过C45(C30~C40比较合适)并加入膨胀剂;(3)外墙钢筋间距不宜大于150,外墙配筋计算应按静止土压力作用的挡土墙计算。若是人防的外墙,应按人防荷载计算,比较两者结果,取大值。(4)施工过程中,严格控制配合比,减少水泥用量,增加龄期;(5)混凝土振捣密实,并做好后期养护。
三、荷载及楼板
地下车库荷载也是设计的重点。负一层顶的恒荷载主要是覆土,活荷载要根据情况而定:若是种植土,一般按3.5KN/m²;若是消防车道,要按荷载规范,根据覆土厚度算消防车荷载;若是场地考虑施工荷载,一般按10KN/m²。在结构设计前期,还应要求甲方提供车库顶板上的景观荷载、施工材料堆载的位置及大小。施工材料的堆载设计也可不考虑,由施工单位在施工时对堆载位置的车库顶板进行支护。关于车库楼板,除满足计算和抗震要求外,还应满足《地下工程防水技术规范》GB50108-2008的要求:负一层顶板厚度不应小于250厚,保护层厚度50,并采用防水混凝土,尤其注意顶板的裂缝宽度不应大于0.2。人防顶板要求做防水工程,所以也要满足以上要求。
四、抗震要求及个别参数
《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中对地下车库抗震等级要求:当地下室顶板作为嵌固部位时,地下一层以下抗震构造措施的抗震等级应与上部结构相同,地下一层以下可逐层降低以及,但不应低于四级。规范规定对于满足抗震措施的一些地下建筑,可不进行地震作用计算。其次周期折减系数的取值应慎重,应根据规范并分析实际情况采用。地下车库作为框架架构,根据《高层建筑混凝土技术规程》要求,周期折减系数可取0.6~0.7。条文说明中,框架中的砌体是指砖砌体。周期折减系数主要是考虑填充墙对结构刚度的加强,造成地震力放大,所以是否考虑周期折减要看填充墙对结构刚度是否有影响,影响多少。地下车库为大空间框架结构,基本没有墙体,即使有要是也是少量填充墙,对结构刚度影响很小,所以周期折减系数可取(0.9~1.0)。
五、汽车坡道
汽车坡道是地下车库设计中必不可少的部分,一般根据工程大小及车位要求,设置2~3个汽车坡道。汽车坡道也是结构设计中一个难点。首先结构建模计算时,将坡道位置按开大洞处理,然后将汽车坡道再单独设计。坡道的侧壁按建筑要求设剪力墙或设临空墙,不能设剪力墙时,沿坡道增加一道框架梁。车道荷载按4KN/m²,考虑人防位置按人防荷载。坡道出地面位置,应满足坡道净空尺寸2.4米,此处一般要做上反梁。
以上是本人通过车库设计总结的一些经验,可为同类工程提供参考借鉴。
参考文献:
[1]GB50011-2010建筑抗震设计规范[S].
[2]GB50010-2010混凝土结构设计规范[S].
[3]GB50007-2011建筑地基基础设计规范[S].
[4]GB50108-2008地下工程防水技术规范[S].