趙 鵬
(山西省建筑設(shè)計(jì)研究院 山西太原 030000)
城市化建設(shè)不斷發(fā)展,停放車輛的空間不斷擴(kuò)展,空間從地面延伸到地下。車輛的不斷增加使地下車庫成為一種很好節(jié)約地面資源的方法。地下建設(shè)可以為設(shè)備配套用房,人防配套,停車位提供空間,而對于地上而言,可以發(fā)展為綠化帶,休閑場所等,這種建筑方式現(xiàn)在已經(jīng)普遍被使用。在地下車庫的建設(shè)中,頂板的建造工程復(fù)雜,不同類型的頂板布置具有明顯的差異性。
地下車庫的構(gòu)建需要承重結(jié)構(gòu),目的是承擔(dān)地面覆土、園林、消防車、水池等必要荷載、以及為主樓的正負(fù)零嵌固提供必要?jiǎng)偠鹊?,而承重結(jié)構(gòu)分為水平承重和豎向承重。頂板主要是將其承載的荷載傳遞給結(jié)構(gòu)豎向承重構(gòu)件。由于溫度、濕度、凈高以及規(guī)范要求等因素,建設(shè)地下車庫的頂板要選取合適的結(jié)構(gòu)類型,科學(xué)的頂板布置方案,這一切都會(huì)直接或間接的決定地下車庫是否可以順利建造并滿足正常使用。
地下車庫常見類型主要有兩種,為梁板式和無梁式。
梁板式頂板是比較傳統(tǒng)的頂板形式,最常見的布置類型有主次梁和井字梁。對于主次梁結(jié)構(gòu)而言,整體施工過程相對較簡單,結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力清晰,而且建造中在使用的材料類型方面較于其他形式結(jié)構(gòu)相對較少。但主次梁結(jié)構(gòu)的造價(jià)成本卻很高。其中所包含的框架梁部分因結(jié)構(gòu)承受的較大荷載,以及車庫大跨柱網(wǎng)會(huì)導(dǎo)致其截面很大,因此主次梁這種頂板布置方案適用于較小柱跨的車庫建設(shè),對于柱距相對較大的車庫類型則不建議予采納。井字梁與主次梁最明顯的區(qū)別在于其結(jié)構(gòu)是由不分主次、高度相當(dāng)?shù)牧和幌嘟欢鴺?gòu)成的梁板形式,每格內(nèi)的梁板共同承擔(dān)并傳遞荷載。在構(gòu)造井字梁的過程中,要按照車庫的實(shí)際情況進(jìn)行布置。其通常情況為偶數(shù)布置,按照雙向相同的原理來進(jìn)行合理構(gòu)建,這種梁系布置不僅體現(xiàn)了井字梁樓蓋體系在兩個(gè)方向的傳力體系,也對周邊結(jié)構(gòu)的受力大小有所影響。對于梁板式頂板類型來說,頂板整體有明確的傳力體系,有相對較低的施工系數(shù),有具有科學(xué)性和合理性的施工方案,而且采用現(xiàn)澆方式進(jìn)行澆筑。但也由于現(xiàn)澆而導(dǎo)致增加相應(yīng)的施工機(jī)械和施工人員的費(fèi)用,而且對于建造的整個(gè)過程來說,由于模板有較大需求量的原因?qū)е抡麄€(gè)施工過程較為繁瑣,施工難度也相應(yīng)增加,并且施工的進(jìn)度會(huì)受到天氣等一些外因影響。
無梁式頂板可以主要分為三類:空心樓板、密肋樓蓋以及無梁樓蓋??招臉前宓闹谱鬟^程是按照要求當(dāng)場對放進(jìn)模具里的樓板進(jìn)行混凝土的澆筑,使樓板中呈現(xiàn)空腔??招臉巧w按照周邊支撐狀況可分為外伸平板的空心無梁樓蓋,有邊梁的空心樓蓋以及周圍剪力墻支承的空心無梁樓蓋。它自重較輕,跨度大,能夠適應(yīng)當(dāng)前大柱網(wǎng),大開間的多高層建筑需求。密肋樓蓋是先在建造樓蓋的特定的位置預(yù)先布置模具殼子,然后開始進(jìn)行混凝土的澆筑,待樓蓋混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求時(shí)把模具殼子去掉,進(jìn)而形成密肋樓蓋。它是由薄板和間距較小的肋梁組成,可分為單向密肋樓蓋和雙向密肋樓蓋。其適用范圍有工業(yè)廠房、大跨度建筑、電影院、圖書館、車站等大中型公共建筑。而最后一類無梁樓蓋則是一種不設(shè)梁、樓板直接支撐在柱上,其承擔(dān)荷載直接通過柱子傳至基礎(chǔ)的板柱結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)體系傳力簡捷,可以增大樓層凈空,從而易滿足地下車庫建造時(shí)對凈高的嚴(yán)格要求。而且無梁式的樓蓋結(jié)構(gòu)的建造過程相對較為短暫。無梁樓蓋適用于倉庫、書房、非抗震設(shè)防區(qū)等。不過它的缺點(diǎn)是建造時(shí)使用的混凝土量比較多從而結(jié)構(gòu)本身很重,導(dǎo)致最后建造基本費(fèi)用相對較多,反而降低了其經(jīng)濟(jì)效益。
從工程造價(jià)來看,在整體空間跨度較小、負(fù)重相對較輕的情況下,地下車庫的建造類型選擇主次梁建設(shè)效果最優(yōu)。在柱網(wǎng)跨度大、樓面荷載較重且對凈高要求相對嚴(yán)格時(shí)無梁式頂板類型具有明顯的優(yōu)勢。當(dāng)車庫結(jié)構(gòu)接近方形柱網(wǎng)時(shí),可以采用無梁式樓蓋,普通鋼筋混凝土無梁樓蓋,其適用跨度為4.5~7.2m;普通雙向密肋樓蓋,其適用跨度為9~12m。
以下從三個(gè)方面進(jìn)一步對五種構(gòu)建類型分析。①從力學(xué)性能來看,無梁式中的密肋式和空心無梁式,前者的剛度較強(qiáng)于后者,且前者使用范圍相對比較廣泛,采用科學(xué)合理且經(jīng)濟(jì)的方案,可以更加有效的承擔(dān)樓面荷載。②從施工方面來說,屬于梁板式頂板的主次梁和井字梁在施工的進(jìn)程中,很容易受天氣因素決定進(jìn)度,而且所需要支付的施工人員費(fèi)用相對較高一些。而密肋式和空心無梁式因?yàn)椴恍枰O(shè)置梁所以減少了建造頂板所需要的模板,從而也節(jié)省了所需的人工費(fèi)用。③因?yàn)榱喊迨街杏捎谳^高的梁截面,導(dǎo)致設(shè)備專業(yè)在管線布置上具有一定的局限性,并且對車庫凈高要求產(chǎn)生很大的影響。與之相反,無梁式頂板由于在建造過程中梁的截面較小或者沒有梁布置,使得設(shè)備管線布置較為靈活,從而可以給車庫提供更多的使用空間,易滿足凈高要求。
對于地下車庫五種建造類型經(jīng)濟(jì)性分析,梁板式頂板的主次梁和井字梁在建造中,梁的造價(jià)成本很高,所以其經(jīng)濟(jì)效益較低。而對于無梁式頂板來說,在定性情況下,對三者的頂板裝飾的困難和復(fù)雜的程度、空間保溫性、隔熱性、隔音性等做參數(shù)分析。在定量的方面,對三者架構(gòu)的呈現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)性和施工建設(shè)過程中的幾項(xiàng)重要指標(biāo)作為參考。結(jié)合兩方面比較最終是無梁樓蓋類型的頂板建設(shè)整體效果達(dá)到最優(yōu)。它是一種性價(jià)比較優(yōu)越,具有高技術(shù)水平和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的結(jié)構(gòu)體系。
在現(xiàn)代城鎮(zhèn)化建設(shè)的過程中,地下車庫建設(shè)有效地利用了土地資源,解決了很多家庭停放車輛的問題。在地下車庫頂板的建設(shè)中,有多種類型可供選擇,本篇文章主要介紹了各種常見類型的頂板架構(gòu)以及它們的優(yōu)缺點(diǎn),并從工程造價(jià)方面和經(jīng)濟(jì)性方面全面進(jìn)行了分析。在這些不同的結(jié)構(gòu)形式中,應(yīng)考慮多方面因素的影響,選擇建造具有科學(xué)性、合理性以及經(jīng)濟(jì)性的地下車庫頂板,提高它的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。并且我們要不斷探索,不斷創(chuàng)新,為地下車庫的建造提供更高水平,更高要求的技術(shù)支持。