程秀菊 能肖文

随着社会的发展，汽车的普及，越来越多的住宅小区建造成大底盘建筑组团的形式，即几乎将整个建筑场地挖空做地下车库(有时兼具防空功能)，车库顶板建造住宅，覆土绿化，建造道路，以满足汽车日益增多的要求，目前对这种大底盘地下室顶板结构设计一般有两种方案:方案一，地下室顶板做300 mm以上的厚板(厚度的选择根据地下室顶板嵌固、防水、板跨等)，只设主梁，不设次梁，做法与地下室底板相似;方案二，设主梁后，在板跨中间增设十字次梁，下面本文结合工程实例对这两种情况从工程造价、设计、施工三个方面进行比较。

1 工程实例

江苏某高档住宅小区，一层大底盘地下室上4幢高层住宅，为便于分析比较，仅选取双向3跨非住宅范围地下室顶板为研究对象，柱网8.2 m ×6.0 m，柱截面500 mm ×600 mm，覆土 1.5 m，车库顶板覆土荷载，考虑土中含水，取土与水重度为20 kN/m3，地下室顶板施工荷载为5 kN/m2，消防车荷载国家荷载规范要求不小于20 kN/m2;梁板钢筋均采用HRB400，对地下车库顶板结构布置采用以上两种方案，结构计算分析采用中国建筑科学研究院编PKPM软件。方案一:长向主梁截面500 mm×900 mm，短向主梁为400 mm×800 mm，板厚300 mm。经计算，板配筋长向为C14@200双向，短向为C16@200双向，另外支座处每跨长向附加负筋C14@200，短向支座处每跨附加负筋C16@200。结构布置、梁配筋见图1。方案二:主梁，柱子同方案一，增设十字次梁，梁截面300 mm×700 mm，板跨居中布置。根据GB 50108-2008地下工程防水技术规范4.1.7条，地下室顶板厚度取250 mm，经计算板配筋两个方向均为C12@200，结构布置、梁配筋见图2。

图1 方案一：无次梁的主梁布置方案

图2 方案二：十字形次梁布置方案

2 计算结果分析

2.1 工程造价

两种方案混凝土和钢筋用量比较见表1。

表1 两种方案混凝土和钢筋用量对比结果

本研究区面积442.8 m2，由表1得出混凝土平均单方质量方案一为0.41 m3/m2，方案二为0.403 m3/m2;钢筋平均单方质量方案一为0.096 t/m2，方案二为0.070 t/m2，材料单价按本工程施工时期各项材料市场价格计算。其中普通钢筋综合单价6 500元/t，混凝土综合单价440元/m3，方案一单方造价为804元/m2，方案二单方造价为632元/m2，方案二比方案一造价可以节约21%，经济效益显著。

2.2 结构方案

1)结构抗震性能。结构是作为一个各种构件所组成的整体系统来受力的，结构冗余度对结构的延性能力影响很大，延性在结构的抗震中起着关键作用，在罕遇地震作用下，结构承载力储备难以满足时，通过变形能力储备，利用延性来耗散地震输入的能量，避免罕遇地震下结构的倒塌破坏。从抗震性能来看，显然十字形次梁布置方案更符合抗震概念设计的要求，具有较多的结构冗余度，良好的延性，结构体系更加合理。

2)地下室抗浮。该工程由于地下水位较高，因此存在抗浮问题。增加地下室重量是解决抗浮问题的一个直接有效的办法。抗浮荷载主要有土重、地下室顶板、底板、梁、柱等结构自重，方案一:抗浮荷载为便于比较不考虑地下室底板及柱子G1=1.5×10 ×442.8+(49.11+132.84)×25=11 190.75 kN，方案二:G2=1.5 ×10 ×442.8+(49.11+132.84)×25=11 103 kN。方案二比方案一抗浮荷载减少87.75 kN，仅减少约0.8%，主要是因为地下室顶板结构自重相比覆土来说所占比重较小，因此抗浮荷载重量方案一、二相当。

2.3 施工

方案二较方案一梁总数较多，方案一模板需要674 m2，十字形次梁布置方案模板需要792 m2，模板减少17.5%，很显然无次梁的主梁布置方案施工方便，对工期较紧的工程来说这种方案有较大的优势，同时无次梁的主梁布置方案也有利于消防喷淋管线的布设。

3 设计总结

对一般情况下覆土1.5 m，考虑消防车荷载的地下车库顶板而言，十字形次梁布置方案比无次梁的主梁布置方案有良好的经济性和结构性能。比较发现，本工程主要是无次梁的主梁布置方案板的配筋较十字形次梁布置方案大很多，才导致其造价增多，如果覆土较浅，活荷载也较小的情况下，方案一板的配筋会大幅减少，采用无次梁的主梁布置方案在控制经济性和施工进度方面是有意义的。

因此，对一般工程而言根据地下室顶板规模、荷载情况等方面进行综合比选是有必要的。

［1］ GB 50011-2010，建筑抗震设计规范［S］.

［2］ 叶列平，曲 哲，陆新征.提高建筑结构抗地震倒塌能力的设计思路与方法［J］.建筑结构学报，2008，29(4):42-50.

［3］ GB 50108-2008，地下工程防水技术规范［S］.

［4］ GB 50009-2001，建筑结构荷载规范(2006版)［S］.

［5］ GB 50108-2008，地下工程防水技术规范［S］.