［摘要］ 在对影响地下室楼盖选型因素分析的基础上，对８. ４ｍ ×８. ４ｍ 标准柱网、不同荷载下常见的４ 种楼盖形式进行了技术经济分析，给出了各楼盖形式的结构材料用量和造价指标。
［关键词］ 地下室；楼盖结构；选型；经济分析
地下室结构设计时，楼盖结构形式的合理性对建筑的安全性和经济性具有重要意义。楼盖选型是否得当，布置是否合理，不但关系到结构受力好坏，而且对结构正常使用、造价高低、室内景观效果以及施工是否方便等有重大影响［１］ 。地下室楼盖选型是项目造价控制的重要部分，楼盖选型关系到地下室层高、基坑开挖深度、建筑功能、景观及设备管线排布等，对工程项目设计和施工影响较大。
地下室楼盖选型是设计阶段成本控制的重要环节，受到越来越多的关注和研究。印江涛等［２］ 对多层地下室楼盖采用无梁楼盖的两种结构形式（等厚平板和柱上板带加厚）进行了分析比较，认为采用无梁楼盖柱上板带加厚形式受力更合理，结构材料也更节省。汪源等［３］ 对人防地下室梁板式楼盖选项进行了探讨，给出了６. ０ｍ × ６. ０ｍ，７. ８ｍ ×７. ８ｍ 和９. ０ｍ × ９. ０ｍ ３ 种柱网的梁板式楼盖选型建议。许开成等［４］ 对３ 种跨度下的地下车库常用楼盖进行了分析，给出了材料用量、造价等经济技术指标，得出了初步结果。
本文对影响地下室楼盖结构造价的因素进行了分析，在此基础上，对几种常用楼盖形式在不同建筑功能和荷载下的经济性和适用性进行了研究。
地下室楼盖结构造价与地下室柱网尺寸、楼盖结构形式、结构材料、荷载大小和结构构件尺寸等有关。
１. １ 地下室柱网尺寸
地下室常用柱网尺寸有６. ０ｍ × ６. ０ｍ，８. １ｍ ×８. １ｍ，８. ４ｍ × ８. ４ｍ，９. ０ｍ × ９. ０ｍ，９. ０ｍ × １１. ０ｍ，１１ｍ ×１１ｍ 等。地下室通常作为地下车库和设备机房，停车位的设计往往决定了柱网尺寸，柱网尺寸和荷载决定了楼盖板厚及梁截面尺寸，随着柱网尺寸的增大，为满足荷载承重要求所需的构件截面也就越大。柱网尺寸确定后，在不同荷载水平下，最优的楼盖结构形式也有所不同。
１. ２ 地下室楼盖结构形式
地下室楼盖结构形式有大板、主次梁、十字次梁、井字梁、无梁楼板和空心密肋楼盖等［２］ （见图１）。其中主次梁等梁板式楼盖较多见。
无梁楼板楼盖是一种不设梁、直接支撑在柱上的楼盖体系。根据柱顶是否设置柱帽，可分为有柱帽无梁楼板楼盖和无柱帽无梁楼板楼盖，当荷载较大时，与梁板式楼盖相比具有一定的综合经济优势。无梁粘板楼盖通长应用于地下车库和人防顶板。
现浇钢筋混凝土空心楼盖可认为是在传统的结构形式中将带有预留空洞的薄壁箱体或带弧形面小箱体构件埋入现浇钢筋混凝土密肋楼板中， 从而达到大量抽空楼板混凝土，使钢筋混凝土楼板自重降低， 已达到减少梁、柱及基础所承受荷载，减少混凝土和钢筋用量的目的。但因空心楼板厚度通常不符合人防顶板和地下室顶板的特殊要求而使其适用性受到限制，因此空心楼板较少用于地下室楼盖。
１. ３ 楼板荷载
根据建筑功能需求的不同，地下室楼板可分为人防顶板地下车库楼板、设备用房楼板和地下室顶板等，其中地下室顶板往往有一定厚度的覆土，位于消防车道处的楼板还需承担消防车荷载。对于地下室顶板，ＧＢ５００１１—２０１０《建筑抗震设计规范》第６. １. １４ 条规定［５］ ：“地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下室在地上结构相关范围的顶板应采用现浇梁板结构，相关范围以外的地下室顶板宜采用现浇梁板结构”，因此地下室嵌固层楼板一般采用梁板式楼盖，并需满足最小厚度１８０ｍｍ 的要求。对于人防顶板，规范［６］ 规定的最小厚度为２００ｍｍ，为充分发挥楼板的作用，可采用无梁楼盖。由于使用功能不同，楼板荷载取值不同，且差异比较大。对同一种楼板结构形式而言，随着楼板荷载的增加，楼盖的造价会相应增大。在不同荷载水平下，最优楼盖结构形式也有所不同。
２. １ 比选方案设计
比选方案设计时，主要考虑柱网、楼盖结构形式、荷载及柱帽、梁和板的截面尺寸。柱网考虑最常见的８. ４ｍ ×８. ４ｍ 标准柱网。
选取工程中较常见的４ 种楼盖形式：无梁楼板楼盖、大板无次梁楼盖、单向次梁楼盖和十字次梁楼盖，如图２ 所示。
根据地下室的建筑功能，地下室内楼盖通常考虑的荷载为车库、设备用房、办公和人防荷载；对于纯地下室部分的顶板，往往要考虑一定厚度的覆土荷载，当其上作为消防通道时还需要考虑消防车荷载，因此方案比选时的荷载取值设计如表１ 所示，其中消防车荷载根据ＧＢ５０００９—２０１２《建筑结构荷载规范》［７］ 按照板上覆土厚度进行折减。
随着荷载的增大，柱帽、梁和板的截面尺寸随之增大，通过分析，确定了各比选方案较为经济合理的截面尺寸，具体尺寸分别如表２ ～５ 所示。
基于分析，应用ＰＫＰＭ 软件建立计算模型，模型考虑５ ×５ 跨，取中间跨的计算结果进行方案经济性对比分析。
混凝土强度等级采用Ｃ３０，钢筋采用ＨＲＢ４００，结构构件最大裂缝宽度限值为０. ３ｍｍ。
２. ２ 方案经济性对比分析
地下室内楼盖，在人防荷载、普通车库荷载、机房荷载下的钢筋用量、混凝土用量和造价计算结果如表６ ～８ 所示；纯地下室顶板在不同覆土荷载下的钢筋用量、混凝土用量和造价计算结果如表９ 所示。表６ ～ ９ 中的钢筋用量和混凝土用量为单个柱网（８. ４ｍ ×８. ４ｍ）的用量。不同楼盖形式材料用量及造价随覆土厚度的变化如图３ 所示。进行经济性分析时，钢筋价格按６ ５００ 元／ ｔ，混凝土价格按９００ 元／ｍ３ 计算。
从钢筋用量的角度分析表６ ～ ８ 的数据可以看出，当荷载较小时（车库荷载），大板无次梁方案钢筋用量最小，单向次梁方案次之，十字次梁方案钢筋用量最大。随着荷载增大（机房和人防荷载），无梁楼板方案钢筋用量最小，单向次梁和十字次梁方案钢筋用量较大。本例中，在车库荷载和机房荷载下，无梁楼板的钢筋为构造配筋，因此这２ 种荷载的钢筋用量和混凝土用量相同。
从混凝土用量的角度分析可以看出，在表６ ～８的３ 种荷载情况下，单向次梁方案混凝土用量均最小，大板无次梁方案的混凝土用量均最大。
从造价的角度分析可以看出，当荷载较小时（即车库荷载），单向次梁布置造价最低，大板无次梁次之，无梁楼板和十字次梁布置则较为浪费；随着荷载的增加，无梁楼板方案造价最低，单向次梁和大板无次梁布置最节省，无梁楼板次之，十字次梁造价则最高。
综合看，普通车库荷载下，单向次梁方案钢筋用量、混凝土用量和造价均相对较小，为最优方案；随着荷载增大，无梁楼板方案钢筋用量和造价均最低，可作为优选方案。
对于纯地下室顶板，从钢筋用量角度分析，表９的数据表明：无梁楼盖方案钢筋用量最少，单向次梁钢筋用量最多，但在荷载较小时（如覆土厚度＜１ｍ），无梁楼板、大板无次梁和十字次梁３ 种方案钢筋用量相差不大；从混凝土用量角度分析，荷载不大时，单向次梁混凝土用量最多，无梁楼板和大板无次梁方案混凝土用量相对较少。
综合材料用量和造价，由于在不同覆土厚度下单向次梁方案的钢筋用量和造价均相对较高，因此单从经济性角度出发，地下室顶板楼盖选型时不建议选择单向次梁方案。大板无次梁方案在覆土厚度不大（ ＜１. ５ｍ）时，钢筋用量和造价相对较低，楼盖选型时可作为优选方案，十字次梁方案在覆土厚度较大（ ＞１. ５ｍ）时，钢筋用量和造价相对较低，楼盖选型时也可作为优选方案。不同覆土厚度下，无梁楼板方案钢筋用量和造价均最低，仅从经济性的角度考虑，地下室顶板楼盖选型时无梁楼板可作为最优方案。
本文对８. ４ｍ × ８. ４ｍ 标准柱网、不同荷载下的无梁楼板楼盖、大板无次梁楼盖、单向次梁楼盖及十字次梁楼盖材料用量和造价进行了计算和分析，可得到如下结论。
１）在普通楼板荷载（如活荷载为４ｋＮ／ ｍ２ ）情况下，单向次梁楼盖方案造价最低，可作为地下室内楼盖选型的最优方案。
２）纯地下室顶板选型时，在覆土厚度不大（ ＜１. ５ｍ）时，大板无次梁方案可作为优选方案，在覆土厚度较大（ ＞ １. ５ｍ）时，十字次梁方案可作为优选方案。
３）当地下室楼板荷载较大，如人防、设备机房、较厚覆土及考虑消防车荷载情况下，４ 种楼盖形式中，无梁楼板方案钢筋用量和造价相对较低，同时考虑到无梁楼板楼盖具有施工简单、能降低层高、减小基坑开挖深度及节省外墙厚度、配筋等优势，建议地下室楼盖采用无梁楼板楼盖。
本文给出了８. ４ｍ ×８. ４ｍ 标准柱网下４ 种楼盖形式的材料用量和经济分析，造价分析中仅考虑了主要结构材料（钢筋和混凝土）的用量，未包括施工措施等其他费用，对于其他柱网尺寸及施工等对造价的影响还需进一步分析。
参考文献：
［ １ ］ 沈蒲生． 楼盖结构设计原理［Ｍ］． 北京：科学出版社， ２００３．
［ ２ ］ 印江涛， 张元坤． 多层地下室楼盖结构形式经济技术综合分析［Ｊ］． 广东土木与建筑， ２００９（２）：２４⁃２５．
［ ３ ］ 汪源，徐锋． 人防地下室梁板式顶楼盖选型之探讨［Ｊ］． 建筑设计管理， ２０１１，２８（１７６）：７７⁃７８．
［ ４ ］ 许开成，刘鹏． 地下车库柱网及楼盖选型与经济分析［Ｊ］． 地下空间与工程学报［Ｊ］． ２００７，３（３）：５３３⁃５３５．
［ ５ ］ 中国建筑科学研究院． 建筑抗震设计规范：ＧＢ５００１１—２０１０［Ｓ］． 北京： 中国建筑工业出版社， ２０１６．
［ ６ ］ 中国建筑设计研究院． 人民防空地下室设计规范：ＧＢ５００３８—２００５［Ｓ］． 北京：中国计划出版社，２００６．
［ ７ ］ 建筑结构荷载规范：ＧＢ５０００９—２０１２［Ｓ］． 北京：中国建筑工业出版社，２０１２．
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