樓蓋結構方案布置探討

徐志山 朱維平

摘要：為合理控制工程成本，對常用的樓蓋布置方式進行經濟性比較。綜合考慮各種因素，選擇較經濟的結構樓蓋布置方式，以達到節省造價的目的。

關鍵詞：樓蓋布置方案；經濟性比較；造價

中圖分類號：TU225 文獻標識碼：A

0 前言

實際工程中，由于平面功能布局、樓層凈高、工程造價控制等各方面的需求，相同尺寸的柱網樓蓋可以有不同結構平面布置形式。樓蓋按結構布置型式可分為單向單道次梁樓蓋、單向雙道次梁樓蓋、雙向單道次梁樓蓋、雙向雙道次梁樓蓋、框架梁大板樓蓋和無梁樓蓋。車庫、商業或辦公樓等建筑柱網一般比較規則，通常柱網為7.8m～9.0m，荷載規范[1]中荷載根據建筑功能要求常用的有3.5 kN/m 2、4.0 kN/m 2、5.0 kN/m 2、8.0 kN/m 2等。鑒于樓蓋形式的多樣性，在具體工程中如何確定其選型，須綜合各種因素。其中，經濟性是需要重點考慮的因素之一。本文根據實際工程需要，為合理控制工程成本，對常見不同樓蓋進行試設計后進行經濟性分析對比，可為樓蓋結構選型提供經濟性方面的依據。

1 研究對象

計算模型選取柱網尺寸 8.4m×8.4m，X、Y向各取 5 跨，計算結果選取正中間一個柱網樓蓋作為研究對象?？拐鹪O防烈度7度，0.10g，第二組，場地類別II類，抗震等級三級，鋼筋均為HRB400級。地下室頂板覆土厚度1.2m，計算時樓板附加恒載載23kN/m 2，活載5.0kN/m 2；單體地下室頂板和樓蓋，計算時樓板附加恒載載2.0kN/m 2，活載5.0kN/m 2。

2 樓蓋布置

依據實際工程常用的樓蓋平面布置形式，將其分為 7 類，經過反復試算，主次梁截面尺寸和板厚的確定是以滿足梁板配筋處于經濟配筋率范圍之內作為前提條件。根據計算結果進行配筋設計，取位于中間區域一個柱網梁板配筋圖作為其經濟性分析的依據（圖(a）～(g)）。

考慮滿足《混凝土結構設計規范》[2]的相關要求，又兼顧盡可能降低含鋼量，次梁上部通長鋼筋考慮設置了架立筋。地下室頂板內上部設置部分通長鋼筋，對板支座處配筋不足區域再設置附加短筋。地下車庫頂板無梁樓蓋柱帽具體尺寸詳見圖(h)。

3 經濟性對比

結構采用均滿足規范和結構措施[3]要求，且經濟的截面及配筋大小，利用中國建筑科學研究院編制的PKPM 2010版系列軟件和建筑結構通用分析與設計軟件GSSAP計算統計。本文中僅以活荷載5.0kN/m 2，附加恒荷載2.0kN/m 2和23.0kN/m 2為例計算，具體數值詳見下表1和表2。

表-1（單體地下室頂板或樓蓋）

注：價格合計中HRB400級鋼筋按3500元/噸，混凝土C30按330元/立方米計算。

從表1計算成果可以得出：樓蓋結構體系中單向雙道次梁的總造價最低，雙向無次梁樓蓋體系的總造價最高。

表-2（地下室頂板覆土1.2m）

注：價格合計中HRB400級鋼筋按3500元/噸，混凝土C30按330元/立方米計算。

從表2計算成果可以得出：樓蓋結構體系中單向雙道次梁樓蓋和無梁樓蓋的總造價最低，雙向無次梁樓蓋體系的總造價最高。

上述方案工程量統計時未考慮鋼筋損耗、錨固等構造要求，實際的含鋼量比計算值會略有增加。

4 結論

綜合上述數據分析，若僅考慮經濟性方面的因素，單體內部分選擇單向雙道次梁樓蓋方案較為節省，有覆土車庫頂板選擇單向雙道次梁樓蓋或無梁樓蓋方案較為節省。但是實際工程樓蓋選型取決于諸多因素。在不同建筑功能的要求下，決定因素有所不同。常見情況如下：

1）當樓蓋功能較為簡單，單體內結構可采用單向雙道次梁樓蓋方案，地下車庫類可選擇單向雙道次梁樓蓋或無梁樓蓋方案。

2）當樓蓋上部填充墻體的布置較為零亂或者確定不了，很難實現在墻下設梁。此時，雙向雙道次梁樓蓋方案或GBF蜂巢芯空腹密肋樓蓋能將樓板劃分為較小板跨，可直接在板上砌筑墻體。

3）當樓蓋荷載較大層高要求高時，利用雙向次梁多途徑傳力的優勢，可降低單根梁承擔的荷載，達到降低梁截面和減少配筋的目的。綜合考慮設備噴灑布置等因素雙向雙道次梁樓蓋方案較為合適。

4）單獨車庫等地下室頂板，其恒載重量較重（如覆土、消防車道荷載等），無梁樓蓋方案比單向雙道次梁樓蓋方案更為經濟。要求同樣凈高時，無梁樓蓋優勢較大。設計達到了同樣凈高要求，前者基槽開挖量少，墻柱構件能節約一部分。如果有地下水時，前者減少了基礎埋深后，抗浮設計水頭減少，基礎底板設計也能節約。

參考文獻

［1］GB50009-2012建筑結構荷載規范［S］.北京：中國建筑工業出版社，2012.

［2］GB50010-2010混凝土結構設計規范［S］.北京：中國建筑工業出版社，2010.

［3］全國民用建筑工程設計技術措施-結構［M］.北京：中國計劃出版社，2009.

作者簡介：徐志山，國家一級注冊結構工程師