在地下车库设计中,如何选用合适的柱网尺寸?

影响地下车库设计的因素有很多,柱网尺寸是其中之一。地下车库工程设计中的常规柱网尺寸可分为大、中、小三种。本文结合某项目柱网选型案例对地下车库三种柱网的结构工程量、层高、停车效率、综合总成本进行对比分析。
一、工程概况
本项目拟建场地地震设防烈度为6度,地震峰值加速度为0.05g,地震分组为第一组,场地类别为Ⅱ类。根据地勘资料,地库基底持力层为全风化泥质粉砂岩,承载力特征值为160KPa,抗浮水位约底板面以上0.70m。
二、设计条件
1、本结构抗震等级取四级,恒活分项系数取1.3/1.5。
2、混凝土强度等级为C30,钢筋强度等级为HRB400。
3、顶板考虑1.35m覆土,附加恒载取24.3KN/m²,活载4.0KN/m²。不考虑消防车及人防荷载。
4、暂定地下室层高均按各层最大梁高+设备管道600+净高2200+面层50之和考虑。
5、考虑方案一(大柱网7.8mx8.1m)、方案二(中柱网7.8mx5.0/6.1m)、方案三(小柱网5.4mx5.0/6.1m)。
各方案结构参数表:
在地下车库设计中,如何选用合适的柱网尺寸?
大中小柱网方案标准:
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三、结构工程量经济性对比
各方案考虑顶板及基础经济性对比分析如下:
方案一:大柱网方案
顶板采用单向双次梁结构,板厚160mm,基础采用独基+250mm厚防水板。
在地下车库设计中,如何选用合适的柱网尺寸?
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方案二:中柱网方案
顶板采用单向单次梁结构,板厚160mm,基础采用独基+250mm厚防水板。
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方案三:小柱网方案
顶板采用单向单次梁结构,板厚160mm,基础采用独基+250mm厚防水板。
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结构经济性测算结果
测算条件:考虑钢筋、混凝土、模板综合造价。
综合单价:钢筋5500元/t,混凝土700元/m³,模板75元/m²。
测算结果:
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根据测算结果,各方案结构工程量经济性优劣排序为:小柱网>中柱网>大柱网;小柱网比大柱网节省成本约150元/m²,中柱网比大柱网节省成本约72元/m²。
 
四、地下室层高分析
根据结构计算结果,相同设计条件下,小柱网方案顶板梁高可较大、中柱网减小0.2m,即满足相同净高要求的条件下,小柱网地下室层高可相应降低0.2m。
其带来的优势如下:
1、土方开挖按30元/m³,则小柱网方案可在土方开挖成本上较大、中柱网可节省6元/m²。
2、抗浮水头设计取值可减小0.2m,有利于抗浮设计及施工过程中排水降水。
3、本项目初勘资料显示中风化岩层埋藏较浅,局部可能需爆破施工,地下室层高降低可大大缩短工期。
从层高角度分析,小柱网方案对层高要求最小。当项目受特殊条件限制需降低地下室层高时,可优先考虑小柱网方案。
五、停车效率分析
车位以5300×2400为例,大、中、小柱网车位排布如下图所示。根据工程项目经验,用于行、停车的建筑面积与整个地库建筑面积之比约为1:1.6,据此可将标准跨的单车位面积指标换算成整体地库的单车位面积如下:
在地下车库设计中,如何选用合适的柱网尺寸?
在地下车库设计中,如何选用合适的柱网尺寸?
分析可知,以中柱网单车位面积指标为基准,大柱网单车位面积增加0.21m²,小柱网单车位面积增加1.29m²。
综合上述分析,考虑停车效率中柱网最高,大柱网稍次之,小柱网最低。考虑车库品质,则大柱网最高,中柱网稍次之,小柱网最低。从停车效率角度,地下室柱网可选择中柱网,也可根据项目的市场定位进行选择。
六、综合总成本差异分析
考虑车位、土建、地下室层高等综合因素,地下室综合总成本差异分析如下:
地下室建筑面积:暂按33382m²(按总图地下室轮廓线面积)
车位数(单车位面积暂按35m²):33382/35=954个
假定项目规划车位数为954个,考虑停车效率差异,按满足既定车位数的原则,大、中、小柱网地下室建筑面积反算如下:
  • 大柱网:33.70*954=32149.8m²
  • 中柱网:33.49*954=31949.46m²
  • 小柱网:34.78*954=33180.12m²
车位成本差异对比:
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土建成本差异对比:
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地下室层高成本差异对比:
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综合总成本差异对比:
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七、柱网选型总结
综上分析:
1、大、中、小三种方案均能很好的满足结构计算及建筑使用功能要求。
2、从结构工程量经济性角度考虑,方案三(小柱网)最优,方案二(中柱网)次之。
3、通过结构计算,小柱网层高可略微减小,可减少基坑开挖量,对本场地的中风化基岩开挖及地下室抗浮有利。所以从层高角度考虑,方案三(小柱网)占优势。
4、从停车效率角度分析,方案二(中柱网)效率最高,方案一(大柱网)稍次之。
5、从综合总成本角度分析,方案二(中柱网)最优,方案三(小柱网)次之。
柱网选型是地下车库工程设计的重要环节,大、中、小三种柱网均有其各自的优势,具体如何选择可结合项目实际情况确定。
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