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由于城市住房用地十分緊缺,建筑結構人員為了節省資源設計出了地下車庫。而由于車庫頂板的土可以種植綠色植物改善人們的生活環境,同時還可以改善各個小區的設計品質,因此這一工程方案得到了人們的支持。在進行地下車庫的建設時不僅需要滿足人們的停車需求,還應滿足地面建筑的安全需求。
1地下線車庫結構形式的選擇
通常而言,我國地下車庫的結構主要有板柱結構和梁板結構兩種。而在實際的工程建設中往往采用的都是梁板結構,這樣在滿足構造和強度、撓度、裂縫等計算要求的前提下,頂板便可以做的較薄。而在這種結構下,底板便可以采用梁板式或反柱帽形式,具體的選擇要根據實際工程情況來確定。在此,需注意的是,如果地下車庫需要埋至較深及上不覆土荷載較大時,若采取無梁樓蓋形式并不一定合理,這是因為需要考慮到頂板沖切,因此要將頂板做的比較厚才行,此外依照沖切線柱帽也應當做的較大,這樣的話混凝土和鋼筋的用量就不一定比采用梁板結構形式時用的省。因此,在選擇結構形式時,需要綜合考慮到各方面的實際因素后,從中選取最經濟安全合理的結構形式。
1.1梁板式車庫
為了使地下車庫的凈高得到增加,并減少埋深,可以設計成寬度較大的扁梁,但應當滿足撓度限值;此外,為了滿足地下車庫的梁的剛度與承載力的要求,滿足工程建筑中機電、通風、通訊等空間的布局,還可以盡量將框架梁設計成加腋的形式。若要采取這樣的形式,就應當提前同設備各工種尤其是通風專業協商,使管道盡量在梁中部截面高度較小處通過,進而充分利用空間,實現經濟合理。
1.2無梁樓蓋車庫
通常來說,無梁樓蓋的柱網都是按照正方形或矩形來布置的,其中正方形布置最為經濟,而低下車庫周邊可以支撐在鋼筋混凝土墻上。為了保證足夠的側向剛度,無梁樓蓋的每個方向都不能少于三跨。而在豎向荷載的作用下,無梁樓蓋以縱橫兩個方向劃分為柱上板帶及跨中板帶進行計算。在實際的工程項目中,無梁樓蓋的計算采用的是等代框架法來計算頂板內力,再分配給柱上板帶和跨中板帶,再按照強度和變形來計算配筋,在此需要說明的是,一般根據經驗系數法計算出來的結果比等代框架梁法計算出來的結果要大一些,因此在設計時,要根據實際情況選用計算方法。
2地下車庫的結構設計
2.1地下車庫柱網的布置
由于地下車庫的設計會受到空間和面積的限制,因此在設計時要以停放車輛數量的最大化為主要依據。在地下車庫的設計中,只要是涉及到柱網布置的,勢必會占用停車位置,故而要綜合考慮柱網布置的數量和結構所承擔的荷載。假如現有兩個面積相同的車庫,那么可以明確的是柱子數量越多的車庫,停放車輛的數量便越少。所以通常情況下地下車庫的設計都會以兩個柱子間停放三輛車為最佳。這種設計方式不僅滿足了車輛的停放需求,而且也滿足了建筑結構和經濟性。當前,大多數地下車庫設計的車位尺寸為2500cmX5300cm,按照這一尺寸,在縱向靠墻的位置,(由于《地下車庫停車管理辦法》規定,車墻間的間距是500cm,橫向車之間不小于600cm)因此,要想放進1800cmX4800cm的車,是沒問題的。在日常生活中,只有高檔車輛的尺寸才能達到1800cmX4800cm,而中檔車和高檔車的尺寸有很大的差距,日常生活中還是以中檔車為主,而大多尺寸都在1700cmX4500cm以下。故而,在設計時,可以嘗試著以中檔車車位為主,并輔以適當的高檔車車位,而大部分車位尺寸還是按2300cmX5000來設計。
2.2地下車庫防火區設計
由于地下車為地下建筑,且其停放的車輛均為油類助燃裝置,因此在設計時就要考慮到防火設計,且要對其進行加強。在實際設計中,應當設計最大防火分區,有自動噴淋系統的最大防火分區為四千平方米,沒有的為兩千平方米。此外,還應當設置自動排風系統,供汽車尾氣和發生火災時煙氣的排放。而在防火分區設置完成后,就需要考慮到人員的疏散問題,根據《建筑設計防火規范》的相關規定,每個防火分區內都應該設計不少于兩個樓梯間,便于人員的疏散和逃生;對未設計自動噴淋系統的車庫來說,其最遠工作地距樓梯的位置不得超過四十五米,有設計自動噴淋系統的最遠不得超過六十米。
2.3主體建筑與地下車庫間的連接方式
為了獲得較好的生活環境,當前的住宅小區多為地面為庭院綠化,地下為停車庫。樓房位置與地下車庫的位置總平面有多種類型,而地下車庫與主樓間是否設計為沉降縫分開,應當就具體情況來確定。如果能夠較好地解決上部樓房與地下停車庫間的差異沉降及超長問題,采用不設沉降縫是可行的,否則就應當采用沉降縫分開的設計。而由于地下車庫的基礎埋深較大,基底壓力常大于土的原土壓力,因此在與樓房連成整體不設沉降縫時,車庫與樓房間的地基差異沉降是顯而易見的。當前,處理差異沉降的措施主要有:一是,主樓采用樁基或復合地基,控制絕對沉降,地下車庫采用天然獨立柱基防水板;二是主樓采用樁基,地下車庫也采用樁基獨立柱基防水板,并由樁的承載力來調整相互間的沉降量;三是,主樓和地下車庫全采用筏板基礎,相互之間的差異沉降在允許范圍內,或通過計算來考慮對有關構件的內力和配筋進行調整;四是,當主樓與地下車庫連為一個整體,并形成超長結構時,結構設計和施工過程必須要采取有效措施,盡可能減少或避免結構裂縫。
3地下車下車庫外墻結構設計
對于地下車庫來說,其外墻的結構設計一直是設計工作的重點,并要按照水、土壓力驗算外墻抗裂、強度、防水等。在設計時要注意以下問題。
3.1荷載
地下車庫外墻所承受的荷載主要有兩種,即水平荷載與豎向荷載。水平荷載主要是地面荷載、側向土壓力和人防等效靜荷載;豎向荷載主要是上部及地下車庫結構的樓蓋傳重和自重。在實際的工程設計中,豎向荷載和風荷載或地震作用產生的內力一般不起控制作用,墻體配筋主要由垂直墻面的水平荷載產生的彎矩來確定,且一般并不考慮與豎向荷載組合的壓彎作用,只需要按照墻板彎曲計算彎曲的配筋。
3.2靜止土壓力系數
一般而言,靜止土壓力應當由試驗確定。但如果不具備試驗條件,砂土可取0.34-0.45,黏性土可取0.5-0.7。
3.3地下車庫外墻的配筋計算
在實際設計過程中,計算外墻的配筋時,對帶有扶壁柱的外墻,并不是根據扶壁柱的尺寸大小來計算的,而全是按照雙向板來計算配筋。扶壁柱則需要按照地下室結構的整體電算分析結果進行配筋。根據外墻與扶壁柱變形協調的原理,這種設計將造成外墻受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墻水平分布筋有富余量。因此,在計算地下車庫外墻的配筋時,對于垂直于外墻方向、有鋼筋混凝土內隔墻相連的外墻板塊或外墻扶壁柱截面尺寸較大的外墻板塊,如高層建筑外框架柱之間,按照雙向板計算配筋為宜,其余的外墻應當按照豎向單向板計算配筋。
4結束語
通過上文的分析,對地下車庫的建筑設計要點有了一個大概的了解與認識,而這將極大便于此后地下車庫的建筑結構設計。而在現階段,設計地下車庫時,應當充分考慮到各方面的綜合因素,以使地下車庫的設計能最大程度的滿足停車的需求。上文中對地下車庫的設計提出了多種分析,但是在實際的設計過程中,還應當結合施工地的實際需求具體分析。
作者:周志遠 單位:山西省晉城煤業集團勘察設計院有限公司