住宅小区单层地下汽车库结构设计要点浅析 摘要:近年来,随着我国城市化进程不断加快的背景下,城市居民对房屋住宅的需求量日益增大,高层住宅小区的建设越来越普遍,与之配套的地下汽车库也越来越多本文仅就作者近几年来所遇到的单层地下汽车库设计,进行了设计时需要注意的一些设计要点的总结,旨在保证结构安全,实现建筑功能,同时经济可控关键词:钢筋混凝土框架结构;住宅;地下室设计;地下汽车库正文:1.地下汽车库的概况一般单层地下汽车库都采用钢筋混凝土框架结构,根据建筑停车位和汽车道的需求,柱网一般排成8.1m×8.1m,8.4m×8.4m,8.1m×6.3m,5.4m×6.4m等相近尺寸;柱截面一般500mm×500mm, 600mm×600mm等地下室顶板可以采用十字梁,井字梁,无梁楼盖无梁楼盖一般是从经济性考虑,降低层高,加大净高,减少开挖方及相关的费用,如考虑消防时还可减小荷载取值,但受力性能不如梁板式好,并且顶板覆土容易不受控制超载,一般地下室顶层不选用,而两层地下室时负二层顶板可考虑采用此形式地下汽车库的基础根据不同的地质情况,可采用带柱墩平板式筏基,梁板式筏基,独立柱基带抗水板,根据地质水文抗浮需求,看是否需要打抗拔桩等。
因不同地方的地质水文情况不同,本文不再对基础设计进行说明2. 地下汽车库设计要点浅析2.1重要的荷载取值2.1.1顶板覆土:从经济的角度来讲应尽量抬高顶板标高,以减少挖方量及相关费用,还有荷载减小带来的结构材料费用的降低;但是考虑到上方算绿化,至少应满足1.2m 厚覆土覆土重量按恒载考虑,容重一般取18KN/m32.1.2 顶板活荷载若不考虑消防荷载及人防,一般取10kN/㎡,是因为考虑在上部结构施工过程中加在地下室顶板上的脚手架等施工荷载,但在实际的施工过程中这个活荷载往往和覆土荷载不是同时组合的,有经验的情况下,活荷载取值可采用5kN/㎡,这样可大大减少了结构成本2.1.3消防荷载的取值和用法《荷规》5.1.1仅给出了矩形双向板消防车活荷载取值,比较单一,而实际的设计情况有很多种板跨,常用的不同板跨,不同的覆土厚度,其取值应参考《荷规》附录B.0.1,附录B.0.1列举了单向板和双向板两种类型,而双向板部分仅列举了正方形双向板,对于矩形双向板的等效均布活荷载数值,可详参考文献【6】《建筑结构设计问答及分析》第10页,取两个边长的正方形双向板跨的等效均布活荷载的均值消防荷载的用法:《荷规》5.1.3条文“设计墙、柱时,本规范表5.1.1中第8项的消防车活载可按实际情况考虑;设计基础时可不考虑消防车荷载。
《荷规》5.1.3条文说明“消防车荷载标准值很大,但出现概率小,作用时间短在设计墙、柱时应允许作较大的折减,由设计人员根据经验确定折减系数基础设计时,根据经验和习惯,同时为减少平时使用时产生的不均匀沉降,允许不考虑消防车通道的消防车荷载《荷规》5.1.2条第1款第3)款,“第8项对单向板楼盖的次梁和槽形板的纵肋应取0.8,对单向板楼盖的主梁应取0.6,对双向板楼盖的梁应取0.8.”消防车的作用区域应该包括消防车可能到达的任何区域,对一般的绿化区域只有当采取有效措施(如设置限行措施等)后,才可不考虑消防车荷载即使建筑和景观配合,仅对车道考虑消防荷载,万一车道变化或现场情况有变,将会带来巨大的计算改变和图纸更改,所以最好是全部室外区域考虑消防车荷载不过鉴于对造价的控制,实际设计时,一般将地下汽车库上的所有车道范围全部按照消防荷载施加即可2.2抗震等级参照《抗规》14.1.1和6.1.3,根据14.1.1及条文说明,本条仅适用于单建式地下建筑,而与多高层建筑的地下室连成整体或设缝分开的相邻地下汽车库建筑,属于附建式地下建筑,可不按单建式地下建筑抗震设计,高层建筑的地下室(包括设置防震缝与主楼对应范围分开的地下室)属于附建式地下建筑,其性能要求通常与地面建筑一致,可按抗规有关章节所提出的要求设计,即抗规6.1.3。
个人的理解,就是高层住宅的地下汽车库就相当于是裙房,汽车库框架梁和住宅剪力墙之间通过扶壁柱牢牢拉结,因为是地下,一般不设缝,应有最基本的抗震概念设计综上所述,不管住宅是嵌固在基础顶还是地下室顶板,住宅小区的单层地下汽车库,其抗震等级首先按照裙房本身确定抗震等级,参照规范《抗规》6.1.2,然后再看下主楼抗震等级是否高于裙房,如果是,则相关范围(主楼周边外延3跨且不小于20m)的抗震等级应随主楼进行提升比较典型的例子就是,7度区的住宅小区,地下汽车库按照框架结构的抗震等级为三级,如果主楼有大于80m的剪力墙住宅(大于28层)或者是大于24m的框架结构,则相关范围应提升抗震等级进行设计2.3顶板混凝土耐久性要求,裂缝控制,耐久性设计时,应采用较高的控制标准,在确定混凝土环境类别时,不考虑建筑外防水对混凝土环境类别的有利影响,按与水或土直接接触的环境确定对地下结构进行裂缝宽度验算时,可考虑外防水(防水卷材)的作用,按一类环境确定基础及地下室外墙外表面的混凝土裂缝控制标准,裂缝宽度可控制在0.3;基础及地下室外墙等结构构件按考虑塑性内力重分布的设计方法设计;设计总说明中,应明确提出地下室外墙外表面及地下室顶面防水层的定期检查,必要时及时更换的要求;不过从保守安全的角度,后期开发商和物业很难做到防水层的定期检查,还是按照不考虑外防水的临水土环境进行裂缝控制比较可靠。
2.4主体和地下汽车库相连部位形成错层后的加强处理主楼与地下汽车库连接处的上下各一层范围内是必须进行抗震构造措施的加强的,且主要体现在竖向构件的加强,如构件尺寸/抗震等级/配筋率等,所以主体外围剪力墙厚度至少250起步,若是主体内单层地下室,则剪力墙的无支高度较高,一般主体外围要300起步,然后暗柱YBZ的配筋按照《高规》7.2.15提高一级,暗柱GBZ的配筋按照《高规》7.2.16提高一级,剪力墙竖向和水平分布钢筋的配筋率参照《高规》7.2.17提高一级;主体和地库相连部位形成错层后,主体四周的地下室墙体在错层处变为地下室外墙,其设计应满足《高规》12.2.5的要求;加强区段主要为-0.100~地下一层标高;主楼相关范围的地下室顶板应采取必要的加强措施;错层高差处根据需要设置加腋做法2.5后浇带的设置按照梁跨度的1/3往中间设置;沉降后浇带,在高层主体周边一圈;伸缩后浇带,地下汽车库,包含每个单体主体,按照35~40m的间距进行控制;有经验的情况下,混凝土材料中添加合适的外加剂,间距可以控制在50~60m无提前降水需求的情况下,后浇带一般不用超前止水带,按照图集16G101-3即可,但是止水钢板不能少。
后浇带与基坑,柱墩等位置应尽量避免重合,如果重合应考虑基坑换位置,或后浇带平移一定位置让开柱墩基坑,间距不少于1倍板厚2.6抗浮严格执行《建筑工程抗浮技术标准》(JGJ476-2019)中的相关条文,主楼和地下汽车库楼层相差超过10层的,均按甲级进行抗浮设计;特别注意汽车坡道,非机动车坡道,出地下室楼梯,风井等局部开口,覆土减少的地方,抗浮是否满足要求,根据需要增加抗浮措施结语地下汽车库的设计要点还有很多很多,本文所述仅为比较重要突出的一些方面,还有许多未提及但是仍需注意和考虑的地方希望和同仁多交流学习,相互借鉴和提高设计,做出更好更安全实用的建筑,为我国建筑行业的发展贡献出自己的一份力量参考文献:【1】国家标准《建筑结构荷载规范》 (GB 50009-2012)【2】国家标准《混凝土结构设计规范》 (GB 50010-2010)2015年版【3】国家标准《建筑抗震设计规范》 (GB 50011-2010)2016年版 【4】国家标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)【5】国家标准《建筑工程抗浮技术标准》(JGJ476-2019)【6】《建筑结构设计问答及分析》-朱炳寅,中国建筑工业出版社,2013年5月第二版【7】《建筑结构设计优化及实例》-徐传亮,中国建筑工业出版社,2011年8月第二版 -全文完-。