住宅小区地下车库的结构设计实例分析 作者：马磊 刘慢
来源：《建筑工程技术与设计》2014年第24期
【摘要】建筑行业长期以来带动着我国经济的快速稳定发展，人民的生活水平也得到了大幅度的提高，因此民众用车需求的增加，小区地下车库的设计已经成为了建筑设计必备的内容之一。本文结合笔者参与设计的某小区地下车库设计为实例，对比较典型的结构内容作出讨论。
【关键词】住宅小区；地下车库；结构设计；实例
1.结构形式的选择
一般独立地下车库有两种结构形式：梁板结构和板柱结构（无梁楼盖）。比较常选用的结构形式是梁板结构，此时顶板可以做的较薄，当然需满足构造和强度、裂缝、挠度的计算要求。而底板可采用梁板式或反柱帽形式，要视实际情况来确定。在这里，需注意一点，当地下车库需埋至较深及上部覆土荷载较大时使用无梁楼盖形式不一定合理，因为此时考虑到顶板冲切，顶板可能需做的较厚，另外根据冲切线柱帽也需做的较大，这时混凝土和钢筋用量就不一定比采用梁板结构形式时用的省。所以需综合考虑各方面因素选用安全经济合理的结构形式。这里我分别简单谈谈这两种结构型式的地下车库的结构设计基本要点：
1.1梁板式车库
为增加地下车库的净高，以减小埋深，可设计成宽度较大的扁梁，但应满足挠度限值；另外为满足梁的刚度和承载力的要求，满足建筑空间布局，如通讯、机电、通风等专业的管线需要，还可将框架梁设计成加腋的形式，这时一般需同设备各工种特别是通风专业进行协商，使其管道尽量在梁中部截面高度较小处通过，以充分利用空间，做到经济合理。
1.2无梁楼盖车库
无梁楼盖的柱网通常布置成正方形或矩形，以正方形最经济，地下车库周边可支撑在钢筋混凝土墙上。无梁楼盖每个方向不宜少于三跨，以保证有足够的侧向刚度。在竖向荷载作用下，无梁楼盖以纵横两个方向划分为柱上板带及跨中板带进行计算。无梁楼盖的计算一般有经验系数和等代框架梁两种计算方法，一般采用等代框架法计算顶板内力，再分配给柱上板带和跨中板带，再按照强度和变形计算配筋，在这里需要说明一下，一般按经验系数法计算出的结果较等代框架梁法要大一些，在设计时我们可根据实际情况选用计算方法。
2.工程项目简述
某小区公共建筑，出地面建筑部分4层，地下部分1层，建筑平面尺寸大小为
72m×156m，建筑整体设计结构以框架体系为主，核心柱网尺寸为8.1m×8.1m；地下室顶板结构设计选用梁板体系且无次梁设计，覆土厚度为1.3m，在对局部顶板进行设计时，以消防车通行顺畅为设计依据；由于地下水位处于较低水平，所以设计时不予考虑。
3.地下结构单元超长的处理设计
由于小区属于住宅类的建筑用途，因此本小区内的地下车库设计未考虑到伸缩缝的设置。《混凝土结构设计规范》中对此类设计标准规定为：现浇混凝土地下结构设计不设缝的最大长度限定为55m。而本小区建筑工程的平面尺寸大小为72m×156m，这一数值远比规范限定数值要大。所以，本次结构设计的重点要放在混凝土裂缝的控制上，常用的控制措施是施加预应力，然而由于开发商预算有限且工程期限较短，所以这一设计方案无法实施。设计团队在观察本建筑区域地下结构的使用要求和条件后，得知车库的顶板有1.2m厚度的覆土，所以，在地下建筑的使用过程中温度变化差异小，而温度应力也随之减小，处于如上设计考虑，处理设计只需要解决混凝土干缩问题即可。
在对地下区域进行设计时，纵向居中设置1条后浇带，横向设置3条后浇带且布置均匀。整体结构设计划分为8个部分，每个后浇带的间距都控制在40m以内。为了使混凝土的收缩应力得以充分地释放，应该在后浇带的防水层得以加固后，尽量延迟其封闭时间，以保证后期建筑质量。除此以外，建筑设计所选用的钢筋布置的类型应该偏向于细密型，钢筋之间的间距不能够大于150mm，为了增强建筑物的抗干缩能力，地下车库的顶、底板钢筋应该按照半拉通设计原则进行规划。地下室外墙属于裂缝控制相对薄弱的环节，其施工护养条件决定了其容易被外界环境影响，因此，在建筑设计规划时应该适当增加墙体水平分布钢筋的配筋率，为混凝土收缩应力的抵抗做好准备。
4.地下室顶板消防车活荷载的选择
本次地下车库建筑中活荷载的设计以2006年版的《建筑结构荷载规范》为参照标准，当板垮尺寸为8.1m×8.1m且按消防车满载重量为300kN考虑，地下建筑的消防车活荷载标准数值应取20kN/㎡。《荷载规范》4.1.1注3中补充到：若建筑设计不符合本表的设计要求，则可以遵循车轮局部荷载结构效益的等效原则，将其换算为等效均匀分布的荷载数值。
本工程地下车库有1.2m厚的覆土，其对消防车轮压起到了一定的扩散作用，因此，可对消防车的活荷载采取适当的折减计算，得出科学合理的计算结果，一方面可以较小建筑构建高度和配筋量，另一方面也可以节约一部分的工程造价。经过精密的核算分析得出，本小区地下车库的活荷载数值应为8.69kN/㎡，远小于规定值20kN/㎡。
5.地下车库外墙设计
5.1选择适宜的室外地面活荷载
地下建筑设计在考虑到消防车停放时，通常会增大对室外地面活荷载的取值，为火灾发生时预留出承担消防车停歇的负载数值。这种设计思考的出发点是救灾期间消防车停歇在地下建筑物的正上方，然而在实际救灾过程中，云梯上升时消防车必须要与建筑物保持一定的空留距离，因此，并不会直接停歇在地下建筑的上方。消防车的占地面积最小值为103m2，按照其满载总重为300kn来计算，其荷载量为3kn/m2，消防规范要求中还提到，消防车通道与建筑主楼外墙间距不小于5m的状态下，地下建筑的外墙应力受到的影响可以忽略不计。综合上述建筑设计信息可知，室外地面活荷载设计数值为5.2kn/m2的规划是能搞保障建筑安全的。
5.2配筋设计规划
本次地下车库结构设计中唯一采取双向板计算配筋的外墙板是框架柱整体浇筑的部分，其余外墙的配筋计算一律都是按照单向板计算执行的。外墙水平荷载暂定为上小下大的梯形的分布设计，若出现考虑到地下水压的存在，则其外墙的设计应该算入水的侧压力，土的容重考虑以浮容重为准。双向板计算的过程中，可以假设板上端简支，下端和左右两边固定；在计算框架柱内外侧的配筋时，应该将双向板左右端所传递的荷载数值计算入内。单向板计算时，可假设上端简支，下端固定，并按照构造配置来确定墙体配筋分布。50mm是外迁迎水面保护层的最低厚度，且验算裂缝的宽度不能够超过0.2mm。
总 结
综上所述，本文就某一小区地下车库结构设计为实例，对其工程设计中可能出现的一些疑惑进行了分析讨论，希望本文能够对各位从事建筑设计工作的同事起到一定的参考作用。笔者坚信，通过我们的不懈努力，地下建筑的结构设计一定会有一个辉煌的未来。
参考文献
[1]GB-50010-2002，混凝土结构设计规范【S】.中国建筑工业出版社，2009.
[2]李国胜.多高层钢筋混凝土结构设计优化与合理构造【J】.中国建筑工业出版社，2011.
[3]GB-50009-2001，建筑结构荷载规范【S】.中国建筑工业出版社，2006.
住宅小区地下车库的结构设计实例分析 作者：马磊 刘慢
来源：《建筑工程技术与设计》2014年第24期
【摘要】建筑行业长期以来带动着我国经济的快速稳定发展，人民的生活水平也得到了大幅度的提高，因此民众用车需求的增加，小区地下车库的设计已经成为了建筑设计必备的内容之一。本文结合笔者参与设计的某小区地下车库设计为实例，对比较典型的结构内容作出讨论。
【关键词】住宅小区；地下车库；结构设计；实例
1.结构形式的选择
一般独立地下车库有两种结构形式：梁板结构和板柱结构（无梁楼盖）。比较常选用的结构形式是梁板结构，此时顶板可以做的较薄，当然需满足构造和强度、裂缝、挠度的计算要求。而底板可采用梁板式或反柱帽形式，要视实际情况来确定。在这里，需注意一点，当地下车库需埋至较深及上部覆土荷载较大时使用无梁楼盖形式不一定合理，因为此时考虑到顶板冲切，顶板可能需做的较厚，另外根据冲切线柱帽也需做的较大，这时混凝土和钢筋用量就不一定比采用梁板结构形式时用的省。所以需综合考虑各方面因素选用安全经济合理的结构形式。这里我分别简单谈谈这两种结构型式的地下车库的结构设计基本要点：
1.1梁板式车库
为增加地下车库的净高，以减小埋深，可设计成宽度较大的扁梁，但应满足挠度限值；另外为满足梁的刚度和承载力的要求，满足建筑空间布局，如通讯、机电、通风等专业的管线需要，还可将框架梁设计成加腋的形式，这时一般需同设备各工种特别是通风专业进行协商，使其管道尽量在梁中部截面高度较小处通过，以充分利用空间，做到经济合理。
1.2无梁楼盖车库
无梁楼盖的柱网通常布置成正方形或矩形，以正方形最经济，地下车库周边可支撑在钢筋混凝土墙上。无梁楼盖每个方向不宜少于三跨，以保证有足够的侧向刚度。在竖向荷载作用下，无梁楼盖以纵横两个方向划分为柱上板带及跨中板带进行计算。无梁楼盖的计算一般有经验系数和等代框架梁两种计算方法，一般采用等代框架法计算顶板内力，再分配给柱上板带和跨中板带，再按照强度和变形计算配筋，在这里需要说明一下，一般按经验系数法计算出的结果较等代框架梁法要大一些，在设计时我们可根据实际情况选用计算方法。
2.工程项目简述
某小区公共建筑，出地面建筑部分4层，地下部分1层，建筑平面尺寸大小为
72m×156m，建筑整体设计结构以框架体系为主，核心柱网尺寸为8.1m×8.1m；地下室顶板结构设计选用梁板体系且无次梁设计，覆土厚度为1.3m，在对局部顶板进行设计时，以消防车通行顺畅为设计依据；由于地下水位处于较低水平，所以设计时不予考虑。
3.地下结构单元超长的处理设计
由于小区属于住宅类的建筑用途，因此本小区内的地下车库设计未考虑到伸缩缝的设置。《混凝土结构设计规范》中对此类设计标准规定为：现浇混凝土地下结构设计不设缝的最大长度限定为55m。而本小区建筑工程的平面尺寸大小为72m×156m，这一数值远比规范限定数值要大。所以，本次结构设计的重点要放在混凝土裂缝的控制上，常用的控制措施是施加预应力，然而由于开发商预算有限且工程期限较短，所以这一设计方案无法实施。设计团队在观察本建筑区域地下结构的使用要求和条件后，得知车库的顶板有1.2m厚度的覆土，所以，在地下建筑的使用过程中温度变化差异小，而温度应力也随之减小，处于如上设计考虑，处理设计只需要解决混凝土干缩问题即可。
在对地下区域进行设计时，纵向居中设置1条后浇带，横向设置3条后浇带且布置均匀。整体结构设计划分为8个部分，每个后浇带的间距都控制在40m以内。为了使混凝土的收缩应力得以充分地释放，应该在后浇带的防水层得以加固后，尽量延迟其封闭时间，以保证后期建筑质量。除此以外，建筑设计所选用的钢筋布置的类型应该偏向于细密型，钢筋之间的间距不能够大于150mm，为了增强建筑物的抗干缩能力，地下车库的顶、底板钢筋应该按照半拉通设计原则进行规划。地下室外墙属于裂缝控制相对薄弱的环节，其施工护养条件决定了其容易被外界环境影响，因此，在建筑设计规划时应该适当增加墙体水平分布钢筋的配筋率，为混凝土收缩应力的抵抗做好准备。
4.地下室顶板消防车活荷载的选择
本次地下车库建筑中活荷载的设计以2006年版的《建筑结构荷载规范》为参照标准，当板垮尺寸为8.1m×8.1m且按消防车满载重量为300kN考虑，地下建筑的消防车活荷载标准数值应取20kN/㎡。《荷载规范》4.1.1注3中补充到：若建筑设计不符合本表的设计要求，则可以遵循车轮局部荷载结构效益的等效原则，将其换算为等效均匀分布的荷载数值。
本工程地下车库有1.2m厚的覆土，其对消防车轮压起到了一定的扩散作用，因此，可对消防车的活荷载采取适当的折减计算，得出科学合理的计算结果，一方面可以较小建筑构建高度和配筋量，另一方面也可以节约一部分的工程造价。经过精密的核算分析得出，本小区地下车库的活荷载数值应为8.69kN/㎡，远小于规定值20kN/㎡。
5.地下车库外墙设计
5.1选择适宜的室外地面活荷载
地下建筑设计在考虑到消防车停放时，通常会增大对室外地面活荷载的取值，为火灾发生时预留出承担消防车停歇的负载数值。这种设计思考的出发点是救灾期间消防车停歇在地下建筑物的正上方，然而在实际救灾过程中，云梯上升时消防车必须要与建筑物保持一定的空留距离，因此，并不会直接停歇在地下建筑的上方。消防车的占地面积最小值为103m2，按照其满载总重为300kn来计算，其荷载量为3kn/m2，消防规范要求中还提到，消防车通道与建筑主楼外墙间距不小于5m的状态下，地下建筑的外墙应力受到的影响可以忽略不计。综合上述建筑设计信息可知，室外地面活荷载设计数值为5.2kn/m2的规划是能搞保障建筑安全的。
5.2配筋设计规划
本次地下车库结构设计中唯一采取双向板计算配筋的外墙板是框架柱整体浇筑的部分，其余外墙的配筋计算一律都是按照单向板计算执行的。外墙水平荷载暂定为上小下大的梯形的分布设计，若出现考虑到地下水压的存在，则其外墙的设计应该算入水的侧压力，土的容重考虑以浮容重为准。双向板计算的过程中，可以假设板上端简支，下端和左右两边固定；在计算框架柱内外侧的配筋时，应该将双向板左右端所传递的荷载数值计算入内。单向板计算时，可假设上端简支，下端固定，并按照构造配置来确定墙体配筋分布。50mm是外迁迎水面保护层的最低厚度，且验算裂缝的宽度不能够超过0.2mm。
总 结
综上所述，本文就某一小区地下车库结构设计为实例，对其工程设计中可能出现的一些疑惑进行了分析讨论，希望本文能够对各位从事建筑设计工作的同事起到一定的参考作用。笔者坚信，通过我们的不懈努力，地下建筑的结构设计一定会有一个辉煌的未来。
参考文献
[1]GB-50010-2002，混凝土结构设计规范【S】.中国建筑工业出版社，2009.
[2]李国胜.多高层钢筋混凝土结构设计优化与合理构造【J】.中国建筑工业出版社，2011.
[3]GB-50009-2001，建筑结构荷载规范【S】.中国建筑工业出版社，2006.