(3)层高控制严格:地库因其层高对成本影响很大,控制较为严格,地库顶板梁截面高度较大时,若加上设备管道高度,地库净高较难满足建筑专业要求。
地库的柱网直接影响到车位布置和停车数量,柱网首先要满足结构的安全性、经济性外,同时还要考虑车辆停放的合理性、车辆行驶的方便性以及整体视觉的舒适性,只有综合考虑好这些因素才能做出既经济又合理的地库。目前地库主要的柱网形式有大柱网 8.4m×8.4m(图1),大小柱网 8.1m×5.4m(图2),小柱网 5.4m×5.4m(图3)。
另外,在实际工程中上部结构柱网应尽量与下部地库柱网对齐,若上下不对齐,即会产生过多的框支柱、框支梁。根据抗规要求,框支构件的的抗震等级、轴压比控制及配筋都要相应提高,从而增加了成本,不利于地库经济性指标控制。
地库层高确定原则:层高=地库底板面层厚度(一般100mm)+地库净高(一般2200mm)+设备管道高度(风管、喷淋、电桥架)+顶板梁高+富余量(100~200mm),实际工程中,根据柱网布置的不同地库层高一般在3400~3700mm范围。
地库层高直接决定了外墙的高度和厚度,地库外墙除受到墙体外侧回填土作用外,还受到地下水压力、回填土传来的上部活载作用以及人防荷载作用,地库层高较高时,地库外墙厚度和配筋也要相应增加。地库层高还直接影响基坑开挖和围护的成本,所以地库层高变化对于地库综合造价影响很大。
据有关资料统计,地库层高每增加100mm,土方开挖及基坑围护等工程综合成本增加25-30元/m2。综合统计下地库层高每增加100mm,地库总成本约增加35-50元/m2。
由于高层建筑基础部分的造价可占到总造价的30%左右,基础造价对整个工程的经济性影响很大。地库在地基基础设计时应依据勘察成果,结合结构特点、使用要求及地方经验,综合考虑施工技术条件、材料情况、场地情况和工程造价等因素,保证最大程度的合理性设计,以保证建筑物的安全和正常使用。在上部荷载作用下,应保证地基不发生强度破坏和失稳,并且保证因地基变形导致的基础沉降量、沉降差、局部倾斜等不超过地基变形的允许值。
上海地区地库的基础形式主要是桩基础,由于地下室水位较高,一般高层地库部分为抗压桩,纯地库部分一般为抗拔桩 。地库底板筏板类型主要有梁式筏板、平板式筏板、下柱墩筏板、上柱墩帽筏板,各种筏板对比结果(表1)。
筏板类型 | 适用范围 | 优点 | 缺点 |
梁式筏板 | 柱网大开间 | 受力明确,计算简单 | 施工时梁板不同高,需另外挖土或填土,施工复杂,造价较高 |
平板式筏板 | 小开间或剪力墙 | 开挖基础至筏板底,钢筋排布及混凝土浇筑方便 | 混凝土用量较大,计算复杂,当上部荷载较大反力分布不均匀 |
下柱墩筏板 | 几乎所有基础底板 | 地库底板室内齐平,无需另外处理 | 柱墩周围处挖土复杂,需要另设砖台模,底板含钢量较大 |
上柱墩筏板 | 几乎所有基础底板 | 底板底部平齐简便,底板含钢量较小 | 地库内柱墩外漏,地库底板顶面需要填土,目前使用较少 |
表1 各种地库底板结构形式优缺点比较
地库顶板相对于其他部位,往往面临更为复杂的荷载环境,不但要承受上部结构传来的荷载,同时还要综合考虑绿化覆土、消防车荷载、水压力、抗浮抗渗等多种因素耦合的影响。
根据地库顶板结构的这些特点,通常采用的结构方案有无梁楼盖、主梁加大板、十字梁、井字梁等,何种结构方案布局更合理,更经济,以及哪些因素将会影响这些结构方案的经济合理性,都将成为地库顶板结构选型的关键,根据以往的设计经验,总结了各种设计方案的优缺点(表2)。
顶板方案 | 适用范围 | 优点 | 缺点 |
无梁楼盖 | 非嵌固部位柱网大开间 | 具有建筑空间大,不受梁的限制,空间布置灵活,可以有效的增加室内层高,施工模板方便,支撑安装拆除、体系简单,钢筋制作及绑扎简单方便,施工速度快,节省模板和工期,进而节省建筑成本 | 抗侧刚度较差,首层主楼嵌固时不宜采用,混凝土用量较大,比梁板结构容易开裂,抗裂措施需加强,结构的延性和安全富裕度较低 |
主梁加大板 | 各种均适用 | 成熟的楼盖体系,施工模板方便,施工速度较快 | 梁高较高,板厚较厚,楼板配筋较大,钢筋直径较大 |
十字梁 | 各种均适用 | 板厚利用较为充分,传力较为清晰 | 次梁传递给主梁的集中力刚好在主梁跨中部位,导致主梁弯矩配筋很大,梁高较高 |
井字梁 | 各种均适用 | 常用的楼盖体系,传力路线清晰,侧向刚度大,覆土较厚、荷载很大时优势明显 | 板厚富裕度过大,没有充分利用;现场的模板和钢筋加工工作量较大,施工速度一般 |
表2 各种地库顶板结构方案优缺点比较
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