地下结构顶板（共9篇）
地下结构顶板 篇1
前言
随着建筑业和经济的快速发展,高层建筑物在现代建筑物中占了大部分地位,同时也是人们选择居住的第一位。但是现在的土地资源紧张,为了更好地利用每一寸土地资源,节省空间,地下室是最好的收纳空间。因此每个高层建筑物都有地下室,随着高层建筑物的用途和规模不同来设计地下室的结构。例如大型的商业大厦和写字楼等商业性而且人流多的高层建筑物,其地下室一般都用作停车场。而小型的高层建筑例如私人住宅则一般用作杂物室。其中文章主要讨论地下室顶板的结构设计。
1 地下室顶板结构概况
1.1 什么是地下室顶板结构
高层建筑的地下室设计一般要考虑外墙(挡土作用,不具备支撑功能)、底板(房屋结构的基础)、出入口坡道(要考虑其宽度和坡度)以及顶板(也就是一楼的地板)等因素。其中地下室顶板十分关键,因为地下室顶板的结构设计直接影响了一楼楼层的使用情况。一般地下室的顶板结构体系包括井字梁体系、十字梁体系、单向梁体系、大板加腋体系、无梁楼盖体系以及空心无梁楼盖体系。其中井字梁体系、十字梁体系和大板加腋体系要求主框梁高度和结构总厚度为800毫米,单向梁体系则是要求900毫米,无梁楼盖体系和空心无梁楼盖体系结构总厚度分别为350毫米和500毫米。而一般来说井字梁体系、十字梁体系和大板加腋体系对应的地下室高度是3.75米,单向梁体系对应的地下室高度为3.85米,无梁楼盖体系对应的地下室高度为3.3米,以及空心无梁楼盖体系对应的地下室高度为3.45米。由于每个高层建筑物对于地下室的要求不同,因此不同的高层建筑物在进行地下室结构设计的时候都有不同的经济性方案。这个问题要根据具体情况来进行地下室的结构设计以达到最大的经济效益。
1.2 地下室顶板结构设计出现的问题
针对不同高层建筑物、不同用途的地下室,在进行结构设计的时候要充分考虑各个方面的因素,避免地下室在后期使用时对高层建筑的一楼造成巨大的影响。地下室结构设计时在设计方案、施工以及建材选用等方面出现失误都有可能造成后期地下室顶板出现裂缝和渗水的问题,给人们的日常生活带来困扰。在设计方面,由于设计师在实地勘察时没有注意到地下水的水位,在设计地下室的结构方案时没有考虑到防水的问题,导致后来地下室顶板和底板都出现渗水问题。又或者是当时考虑了地下水的防水问题,而且也设置了防水层,但是没有在当时的地下水的水位上加上小范围的浮动来设计防水层,也就是说,设计师并没有预设地下水上升的情况,这样防水层高度不够也是导致顶板渗水的原因。在施工方面,施工人员在施工的过程中将普通混凝土误当作是防水混凝土材料,进行顶板的施工工作,这样就导致顶板的防水效果不佳。在建材的选用方面,一般来说,地下室所处的地理环境都是比较潮湿的,顶板和外墙的建筑材料需要使用具有防水功能的新型材料来建立地下室的干燥防水系统。但是由于对新型材料的性能不甚了解,从而使用不当,导致地下室顶板出现渗水问题。还有就是,地下室顶板后期表面上承重大于自身结构的重力,这时一旦板面钢筋分布的数量过少就会产生反拱,从而地下室顶板出现裂缝。
2 如何设计地下室顶板结构
2.1 设计地下室顶板结构的方法
由于不同高层建筑的地下室有不同的结构体系设计,但是总体而言分为梁板式结构设计、预应力结构设计和顶板的嵌固式设计三个方面。梁板式结构设计就是上述提到的井字梁体系、十字梁体系、单向梁体系、大板加腋体系、无梁楼盖体系以及空心无梁楼盖体系等的设计。相关数据显示,在地下室顶板的恒载起着控制作用的情况下,采用十字梁体系可以达到最大的经济效益。十字梁体系在施工时采用合适的梁板布置,能最大限度发挥地下室楼板的承载能力,这里楼板的承载能力是指双方向的。同时要控制楼板的厚度,尽量减少次梁的数量,集中了楼面的传力途径,让楼面能够合理且直接受力,从而能够降低地下室整体的钢筋数量,优化地下室体系结构。至于地下室的活载较大的时候,一般是采用大板加腋体系。因为在地下室顶板的活载起控制作用时,活载的布置起到很大的作用,这里要求增大板跨来减少活载的负荷,从而发挥楼板的承重作用。大板加腋体系很好地做到了这一点。当然,应该根据不同地下室类型选用不同的梁板式结构,例如普通的地下室应该优选十字梁体系,而需要高要求的地下室结构的时候可以采用无梁楼盖体系。现在很多商业用的高层建筑以及高级住宅区都拥有大面积的地下室,而这些地下室一般用作停车场。而地下停车场对应的地表都覆盖了大范围的景观工程,例如绿化带和假山等。这样一来就增大了地下室顶板的负荷,因此迫切需要提高顶板的承重能力。运用预应力结构可以增大地下室的结构跨度,减少结构构件的横截面积,从而改善了结构的性能,提高受力能力。预应力结构相对于其他的梁板式结构有着减少结构构件占用空间、最大利用地下室的净空等优点,同时能够减少对地下的挖掘工程,减低了施工的费用,取得很好的经济效益。而顶板的嵌固式是指将顶板作为嵌固端,从而防止顶板有任何的移动而导致整个地下室结构出现问题的情况。将地板作为嵌固端可以加强地下室楼层的整体固定强度,提高承重能力。
2.2 地下室顶板结构设计的未来展望
现在的地下室结构建筑技术日益成熟,未来的发展会越来越好。为了地下室结构的更好发展,需要在现有的建筑基础上,改善目前存在的问题。对于防水的问题,需要设计师在结构设计时给以后的水位上升预留一定的浮动空间,在防水层的建筑过程中选用合适的防水层厚度和高度,这就是所谓的“防患于未然”。在顶板的材料选用方面,需要设计师根据地下室的地理环境选用适合的、具有干燥功能的新型材料,在施工中为地下室打造一个舒适的环境。
3 结束语
在这个土地资源紧张的时代,充分利用一切可以使用的空间资源显得十分重要。因此建设高层建筑物的地下室就成为了一种趋势。虽然目前高层建筑的地下室顶板结构设计方面还存在着不可避免的问题和缺陷,但是随着社会的快速发展,科技的不断进步,未来的建筑行业一定会有所突破,而到那时地下室结构存在的缺点都可以得到改善,从而为人们带来更舒适的生活。这就需要工程师们不断学习建筑行业的前沿知识,不断提高自身的能力,跟随着时代的步伐,向国外的专家、同行借鉴学习,积累理论经验,然后结合国内的具体情况,将所学内容运用国内的地下室顶板结构设计中。
摘要：人类社会的居住环境在不断改善,人们不再满足于只有一层的平顶房。高层建筑物受到广泛的欢迎。随着现代建筑业的发展,高层建筑物的每个细节都受到关注。因此高层建筑的地下室工程日益增多,其中地下室顶板的结构设计也是关注的焦点。一般来说,地下室的地板相当于在建筑物的地基上铺上地板,甚至是简单的水泥,而地下室顶板就是高层建筑一楼的地板。地下室可以作为杂物间或者是地下车室,一旦地下室的顶板出现问题,将会导致一楼出现使用安全问题,同时导致地下室内存放的东西有所损坏。因而地下室顶板结构设计是高层建筑的不可忽略点。
关键词：地下室顶板,结构,设计
参考文献
[1]张颖,文元.地下室顶板不同梁板布置形式的经济性探讨[J].建筑结构,2013,43(S2):59-62.
[2]杨俊.地下室顶板结构设计多方案经济性简析[J].建材与装饰,2014(24):7-9.
[3]樊计青.浅析加腋大板在地下室结构工程的应用[J].民营科技,2009,15(6):219.
地下结构顶板 篇2
地下车库顶板的应用功能
在城市居住用地稀缺的今天，地下车库顶板可根据使用要求的不同，实现不同的应用功能（也可以多种功能复合使用）。
1）建成景观带
近几年建成的高档住宅小区，很多都在地下车库顶板上栽种了花草树木、布置了水景。这既能美化居住环境，带来视觉上的享受，又能改善空气质量，有益健康。走出住宅楼，映入眼帘的是一片盎然的生机，不经意间就能感受到大自然的气息。
2）打造成休闲娱乐区
休闲娱乐区包括了多功能泳池、老人活动区、儿童嬉戏区、中庭小景区等，这些区域往往和非顶板地面连成一片，打造成适合小区各个年龄层次居民的乐土。想想看，你牵着小女儿欢快玩耍，边上隔壁张大爷正在悠闲地打着太极拳，这场景是不是很温馨？
3）增设停车位
说到这个，很多读者可能很有感触：小区的停车位实在太紧张了！在地下车库顶板上再多设几个停车位，可真是瞌睡时塞来了枕头。
以上这些地下车库顶板的应用功能中，做绿化是最有技术含量的。
地下车库顶板绿化的基本条件
以车库顶板为依托，通过覆土、种植等营造车库顶板景观，与普通地面景观绿化不同，地下车库顶板绿化受到诸多因素的影响与限制。
1）车库顶板的承载力有限，顶板上各类植物、土壤和建筑小品等物件的总重量，必须在建筑物容许的荷载以内，否则车库顶板可能会出现裂纹并引起漏水，严重的甚至会造成坍塌事故。
2）因土壤层的厚度有限，植物根系的生长就会受到限制，不是随随便便什么植物都适合栽种；另外顶板上的土壤几乎不与地面自然土壤相连，水分来源受限，保水能力也差，因此车库顶板上栽种的植物多以耐干旱、浅根性植物为主。
3）车库顶板通常不具有渗透性能，为防止因土壤层积水导致植物成活率低，给顶板漏水带来隐患，在填土前必须要做滤水排水措施。
为保证植物正常生长、雨水顺畅排放，避免雨水、浇灌水下渗，车库顶板绿化需进行专业设计，其构造从上至下一般依次为植被、土壤、隔离过滤层、排水蓄水层、防水层和车库顶板。
地下车库顶板绿化的常见形式
地下车库顶板绿化的形式，主要取决于顶板的荷载能力。顶板的荷载越大，能承载的土壤厚度和植物重量就越大，设计时植物品种选择也就越多，配置方式也越自由。
1）顶板荷载小的，覆土深度只能达到40～60cm，可栽植一些矮小的花卉灌木，如地被、灌木、蔓藤植物等，浅根性小乔木必须做花坛加高土层或直接带容器摆放在绿地中，形式比较接近于屋顶花园。
2）荷载大的，覆土深度可达150cm以上（如达到人防要求的车库），可做出较大的地形起伏，绿化品种选择和种植形式也比较自由，能做真正意义上的密集型顶板绿化，绿化设计时和普通地面做法相差不大。
不同小区地下车库顶板的荷载能力有很大的差别。目前比较常见的是顶板覆土厚度80～120cm的地下车库，在这种条件下，常见的做法是在绿地中间局部塑造为地形，孤植大树或自然式点缀三五株较大规格的景观树，或做花坛、树池以增加覆土，栽植行道树、庭荫树等。
维护管理要重视
车库顶板环境比地面恶劣，为满足景观与功能的要求，确保小区绿化景观常在，物业人员和居民要共同出力，重视其养护管理。
1）物业有义务加强养护管理
物业人员应根据不同苗木的生长需要和某些特定的要求，及时灌溉、施肥、修剪、防治病虫害、防寒、中耕除草等。
注意不得随意增设超出原设计范围的大型景物，物业要严格控制进入小区的车辆，凡是超重及车辆毛重超过设计要求的，均不得入内，以免造成顶板超载。
小区的供电供水管线一般都是预埋在蓄排水隔根板上的，维修水电管线设备时，应特别注意不得破坏原屋顶防水层和绿化隔层构造，如造成了损坏，需重做防水层、更换蓄排水板和过滤布等。
2）居民注意不能随意破坏
一楼居民不能在车库顶板随意开挖、种花种菜，以免对顶板绿化造成破坏，损毁防水层。
小区居民发现车库顶板绿化任何异常情况，都要及时向物业管理人员反映，协助并督促物业管理人员做好养护管理工作。
地下结构顶板 篇3
1大型地下室结构顶板裂缝的原因分析
1.1结构方案出现严重地错误。从现如今的建筑结构中可以看出, 地下室的顶板部位多以两种形式为主, 除了梁板结构之外, 就是平板结构。这两种形式在实际的应用中, 主要采用预应力结构的混凝土结构。在施工工程中应用这种施工方案不仅可以降低施工工程的整体造价, 还可以降低施工的难度。但是, 这种结构设计形式却存在着严重的内部问题。在楼层高度相等的情况下, 预应力平板结构和梁板结构相比, 其经济性并不突出。在造价相同的基础上, 一些施工单位就会减少一定的预应力筋, 因此, 严重地影响到混凝土工程的稳定性, 在建筑工程中, 由于施工方案选择的不科学, 严重地影响到顶板的裂缝。
1.2裂缝控制措施并没有发挥应有的作用。在实际的施工过程中, 主要采用的是超长混凝土裂缝控制方式, 施工单位普遍都会应用后浇带或者是加强带的形式。在实际施工的过程中, 由于重量控制工作以及实际的管理工作还不到位, 因此, 造成混凝土裂缝的现象是比较常见的。另外, 设计和施工工程之间相互之间存在着脱节的现象也是普遍的。设计工作的主要目的就是提升混凝土结构的应用效率, 但是在实际的施工中并没有统一的标准, 因此, 施工工程的灵活性并不突出。
1.3设计方案变更。对于大型地下室结构的设计工作来说, 有时由于受到地下室剪力墙结构的影响, 往往在施工的过程中会遇到设计方案变更的情况。因此, 就会对混凝土结构的收缩情况或者是温差情况考虑不周全, 在施工的过程中很容易出现地下室顶板结构出现开裂的现象。
1.4预应力筋张拉引起的裂缝现象。在对大型地下室顶板进行施工的过程中, 会出现覆土的现象, 有些甚至达到几米厚。除了绿化工作之外, 还包括假山结构。预应力混凝土平板在设计的过程中, 需要根据工程的特点以及要求来进行。在施工的过程中, 如果预应力筋的张拉程度过大, 超过了工程的承载量, 必然会对混凝土结构造成严重地影响, 严重地就会出现裂缝的现象。这也是地下室顶板工程施工的过程中比较常见的裂缝原因。
2地下室混凝土结构裂缝控制措施
现如今对于大型的地下室结构来说, 混凝土裂缝的现象是比较常见的。只有对裂缝的现象进行控制和分析, 才能够保证地下室结构施工的整体稳定性。
2.1优化配合比。在施工的过程中, 施工人员应该加强对混凝土或者是相关添加剂的配合比进行控制, 在实际的建筑工程中, 只有减少混凝土的收缩程度, 才能够减少裂缝现象。其中比较典型的就是对混凝土结构中各种材料的配合比进行优化, 提升施工工程的科学性。
2.2施加相应的预应力。在框架结构施工的过程中, 无论是梁体还是板体的施工, 都应该控制好混凝土的温度变化情况和实际的收缩情况。施加相应的预应力可以提升混凝土结构的稳定性和可靠性, 降低混凝土开裂的可能性。
2.3提升混凝土的抗裂性。在实际的施工中, 要想提升混凝土本身的抗裂性, 应该增强构造钢筋以及配筋的细度和密度等因素。这样可以从根本上提升混凝土的抗裂性, 这样混凝土结构本身并不会出现任何的扩展现象, 也不会增加混凝土的宽度。
2.4设置后浇带。对于大型地下室结构顶板裂缝来说, 设置后浇带的形式也是减少裂缝现象的主要原因。在实际的施工过程中, 混凝土施工应该根据相关的设计规范来进行, 在实际的施工中采用分段施工的形式。通常情况下, 施工人员会采用间隔跳仓的形式来进行, 各种施工方式的应用都应该符合实际的工程设计要求。
3大型地下室结构的顶板施工工程中质量控制措施分析
大型低吸式的顶板结构施工工程在进行的过程中, 施工人员首先应该对施工现场以及施工当地的温度以及气象等施工情况进行分析。对于比较容易出现裂缝的部位加强重视。在实际的施工过程中, 施工单位应该做到的控制措施如下:
3.1对于混凝土结构来说, 对配合比进行优化设计, 主要采用的是低收缩混凝土形式。混凝土材料的应用应该符合施工标准。施工单位在对材料进行选择的过程中, 首先应该对施工材料进行检测, 对胶结材料、砂率等参数进行控制, 对各种不同材料的配置进行合理地优化。这样可以有效地提升混凝土本身的抗裂性。
3.2施工单位在施工的过程中还应该加强对混凝土施工工程的控制和管理。顶板在浇筑后7d内极易出现裂缝, 混凝土的浇捣、养护对混凝土抗裂能力起着至关重要的作用。施工单位应规定养护的技术要求和养护时间、养护措施并加强检查。后浇带的封闭时间及后浇带的留设须按要求进行, 切不可为赶工期提前封闭后浇带。
3.3对于采用平板结构的地下室顶板, 一般采用等代框架进行结构的弹性分析, 并以此作为承载力计算及抗裂验算的依据。等代框架用于承载力计算对不允许开裂的结构是可行的, 用于抗裂分析在某些部位则可能偏于不安全。对于裂缝已出现的结构, 内力将会出现重分布。无论是预应力产生的次弯矩还是内力重分布都将引起平板跨中弯矩的增加。
结语
地下室混凝土顶板裂缝的发生较为普遍。裂缝发生的原因很多, 裂缝控制不能仅考虑某一环节, 应从结构设计、构造优化、原材料优选、混凝土配合比优化设计、施工过程控制等多方面采取措施, 进行综合控制。只要措施采取得当并严格执行, 裂缝控制就能取得较好的效果。
摘要：在地下室建筑工程中, 顶板结构的主要病害问题就是裂缝的现象。出现这一现象的原因众多, 施工人员只有对原因进行分析, 才能够从根本上找到解决问题的办法。现如今, 随着建筑行业的高效发展, 一些大型的地下室结构是比较常见的, 而且用途相对比较广泛。本文笔者主要对地下室结构顶板裂缝的原因进行分析, 并且找到科学有效地控制方式, 仅供参考。
关键词：大型地下室,顶板裂缝,原因分析,控制措施
参考文献
[1]俞颖.某工程地下室顶板 (梁) 裂缝的分析和预防[J].广东土木与建筑, 2001 (08) .
地下结构顶板 篇4
1）找坡材料无差异。应选用密度小并且具有一定抗压强度的材料，如水泥砂浆、轻质陶粒混凝土、水泥膨胀珍珠岩等。
2）绝热材料无差异。应选用密度小、压缩强度大、导热系数小、吸水率低的材料，如：喷涂硬泡聚氨酯、硬泡聚氨酯板、挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）保温板等轻质绝热材料，但不得采用散状绝热材料。
3）普通防水材料无差异。所选材料应符合GB50345—2012《屋面工程技术规范》、GB50693—2011《坡屋面工程技术规范》和GB50108—2008《地下工程防水技术规范》的要求，常用的材料有改性沥青防水卷材、高分子防水卷材、自粘聚合物改性沥青防水卷材和高分子防水涂料。
4）耐根穿刺防水材料无差异。都要求防水材料具有优异的耐根穿刺性能。可采用改性沥青防水卷材、聚氯乙烯（PVC）防水卷材、高密度聚乙烯（HDPE）土工膜或三元乙丙橡胶（EPDM）防水卷材等，本刊2015年第4期“选材诀窍”栏目对此进行过详细的介绍（链接）。
5）耐根穿刺防水材料上的保护材料有差异。地下车库种植顶板对保护层强度的要求更高，一般建议采用厚度不小于70mm的细石混凝土作为保护层；而对于屋顶绿化而言，可以选用土工布或聚酯无纺布等柔性材料保护。采用细石混凝土和水泥砂浆作为保护层时，保护层下面应铺设隔离层。
6）排（蓄）水材料无差异。一般都采用凹凸型排（蓄）水板、网状交织排水板、级配碎石、卵石或陶粒等。
7）隔离过滤材料无差异。都宜选用聚酯无纺布，单位面积质量不小于200g/m2。
8）土壤有差异。一般选用具有一定渗透性、蓄水能力和空间稳定性，能满足植物生长的土壤，但由于荷载问题，地下车库种植顶板一般可直接采用湿密度较大的田园土，而屋顶绿化采用改良土或无机复合种植土等轻质土壤居多。
地下结构顶板 篇5
关键词：地下室顶板,结构方案,经济性
1 工程概况
本小区地下室车库与各单体脱离,之间以连通道连接。左右两排单体间为主要停车库,跨度以8.0 m为主,宽为5跨(东西方向),南北方向较长,跨数较多,拟分段处理(见图1)。主楼南北立面之间为窄条型车库,中间为8.0 m一跨,左右两边各有4 m一跨。车库顶板覆土以1.2 m厚为主,局部区域有消防车道。建筑方案中预留给结构的净高为1 m。拟按普通荷载作用(活载为行车荷载)和消防荷载作用(活载考虑消防车),对十字梁布置、单向双梁布置、井字梁布置三种顶板结构方案进行比对(见图2),寻找最经济合理的方案。
2 计算模型
2.1 计算程序
在PKPM,PMCAD中建立结构计算模型、输入荷载,SATWE中计算结构内力生成配筋,在STAT-S(工程量统计)中统计钢筋与混凝土用量。
2.2 计算原则
各方案梁截面确定以受力钢筋的经济配筋率(0.8%～1.5%)为标准。由于是全埋式地下室,地震力与风荷载对结构顶板影响较小,故不作考虑,仅考虑竖向荷载。模型宽取5跨,长取9跨,虽然与小区车库的真实情况略有出入,但仅以方案的经济性来比较,其结果肯定是一致的。
2.3 PMCAD,SATWE参数
1)混凝土容重:26 k N/m3,钢材容重:78 k N/m3,混凝土为C30;
2)自动计算现浇楼板自重,不考虑活荷载折减;
3)各构件的纵筋、箍筋及构造钢筋均采用HRB400三级钢;
4)梁柱混凝土保护层厚度取20 mm,板保护层取15 mm;
5)不计算风荷载、不计算地震作用。
2.4 两组方案的截面及荷载
1)普通荷载作用下:
恒载:考虑1.2 m覆土,1.2×18=21.6 k N/m2,取22 k N/m2;
活载:5 k N/m2;
截面尺寸见表1。
mm×mm
2)消防荷载作用下:
恒载:考虑1.2 m覆土,取22 k N/m2;
活载:覆土折减厚度s=1.43×s×tanθ=1.43×1.2×tan45°=1.716 m;
折减系数:a.十字梁:0.782;b.单向双次梁:0.757;c.井字梁:0.738;
十字梁活载值:0.782×33.25=26.01,取26.0 k N/m2;
单向双次梁活载值:0.757×35=26.49,取26.5 k N/m2;
井字梁活载值:0.738×35=25.83,取26.0 k N/m2。
折减系数取自《建筑荷载规范》附录B:消防车活荷载考虑覆土厚度影响的折减系数,表B.0.1,表B.0.2;
截面尺寸见表2。
mm×mm
3 各方案经济技术指标
各方案的经济性指标见表3,表4。
混凝土每立方米330元,钢筋每吨4 300元。钢筋单价取自中国钢材价格网2013年6月上海行情。
从表3,表4中可看出在普通荷载作用下,单向双梁布置经济性指标明显优于其他两个方案,与十字梁布置方案相比节约4.4%,与井字梁布置方案相比节约7.3%。如果将单向双次梁的布置方向换成横向,以上两项指标分别为5%和8%。
在消防荷载作用下,仍是单向双梁布置单价最低。其余两方案中,井字梁布置比十字梁布置节省约5%。
4 方案对比与选择
4.1 经济性对比
普通荷载作用下,十字梁造价要低于井字梁2.8%,消防荷载作用下十字梁要高于井字梁4.7%。由于消防车道的面积只占少数,故两者之间十字梁布置较经济。
从经济指标上看,单向双梁节省较多,但消防荷载下主梁与柱截面不合理,且梁受力钢筋配筋率均在2.0%左右。完全采用此方案不可行,如仅在消防车道处采用其余两方案,其造价仍为最低。
4.2 结构布置的合理性
全部采用十字梁和井字梁,无疑是最合理的,次梁连续,楼盖开洞灵活,建立模型时消防车道处仅需修改活荷载值;“单向双梁+十字梁”在消防车道处结构形式难以转换,交界处的框架梁承受扭矩大;单向双次梁转换成井字梁较方便,如消防车道布置规则,“单向双梁+井字梁”的方案也是合理的,但是现在的小区车道布置是与园林景观相结合,不可能有横平竖直的、与结构布置对应的车道,只能是和建筑景观专业协商尽可能将车道布置在单一方向的板跨中,遇到转弯和回车道处控制所占用的板跨数量。
4.3 配筋
现在车库顶板板钢筋广泛使用的配筋方式是设置贯通钢筋,支座处布置附加钢筋,如果板跨变化比较明显,相邻板跨荷载变化大时,容易出现附加钢筋直径大于贯通钢筋两个标号的情况,甚至无法配筋(例如使用冷轧带肋钢筋)。该车库中局部有9 m跨度,也有重荷载,井字梁板跨小,从属面积小,配筋容易控制,十字梁可改为六宫格的形式。单向双次梁除了加一道次梁外,可转换成井字梁,但是单向板与双向板相结合时,相比其他的方案要做到板配筋合理对结构设计人员来说更有难度。
4.4 预留空间
三个方案均为梁板式,配筋率控制在合理范围内的话梁截面较大,总体来说都是比较占用空间的,不利于水、暖、电管线的布置。单向双次梁方案中框架梁有一个方向和次梁截面相同,单方向内净高多出200 mm,与设备专业相配合有效利用此空间可增加地下室净空高度。
4.5 结论
“普通荷载下布置单向双次梁,消防荷载下布置井字梁”,其经济性明显优于其他方案,结构布置的合理性也比较好,综合分析是最优方案,但是对结构设计人员会有比较高的要求。方案初期需和建筑设计协商消防车道位置,使得双次梁与井字梁的切换更加合理。双次梁方向的选择需和设备设计协商以便得到最大净高,不同的次梁方向也对总体造价有影响,这两方面均需要综合考虑。
5 结语
目前,中国正处于“城镇化”大发展中,土地资源的稀缺和车辆使用的普及催化许多大型地下室的诞生。车库顶板结构方案的选择对造价有重要的影响,如何合理降低含钢量成为结构设计方始终需要探讨的问题。
参考文献
[1]GB 50010-2010,混凝土结构设计规范[S].
[2]GB 50009-2012,建筑结构荷载规范[S].
[3]李培林,吴学敏.混凝土密肋及井式楼盖设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1994.
[4]沈蒲生.楼盖结构设计原理[M].北京:科学出版社,2003.
地下结构顶板 篇6
随着国内房地产市场发展的不断扩大,地下室尤其是大型住宅小区的地下室面积也在不断增加,地下室的结构设计往往是业主方重点关注的部位,尤其是竞争日趋白日化的房地产市场,成本控制是地产公司考核设计院设计质量一个重要的指标。其中人防地下室顶板结构设计考虑以下两个方面因素成为地下室设计中的一个重点和难点:其一,所受荷载大,包括覆土、消防车荷载及人防荷载;其二,受设备专业空间要求限制,地下室层高要求较高,地下室顶板的造价在整个地下室中占较大比重,因此,业主方尤其是国内大型地产公司往往要求设计方在初步设计阶段进行地下室顶板结构多方案的优化比选。
目前,国内就此方面的研究也比较多,有综合考虑造价、施工因素、结构性能等因素,认为地下室顶板采用无梁楼盖方案和加腋梁板方案相比于传统的主次梁结构方案具有更加广泛的应用前景[1]。有对四种不同梁截面的普通梁板楼盖与无梁空心楼盖作了详细分析,比较了各方案的优缺点[2]。有认为无梁楼板时可降低层高,减小地下室埋深,有明显的综合经济效益[3]。以上关于地下室顶板的结构设计方案比选还不是很全面,本文研究方案的制定包含了目前地下室顶板常规八种做法,然后计算各方案单位工程混凝土用量、单位工程钢筋用量及单位工程模板工程量,较系统地分析和论证了各方案的优缺点,可为设计院方案选择提供参考。
1 研究方案制定
1.1 方案基本情况
方案制定依托长沙某项目的人防地下室进行,地下室层数为一层,层高为3.6m,东西向长约139m,南北向长约98.5m,标准柱网尺寸为7.8m×8.0m,为甲六级全人防地下室,平时为停车库,建筑面积约11960m2,地库上部分布着六栋25层的高层建筑住宅,高层住宅为剪力墙结构,主体结构设计使用年限50年。地下室顶板覆土厚度1.5m,恒载取值27k N/m2;活荷载考虑消防车荷载,且考虑1.5m厚覆土按GB 5009—2012《建筑结构荷载规范》的附录B进行折减;人防荷载取值为70k N/m2。本工程抗震设防类别为标准设防类,抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,水平地震影响系数αmax=0.04,设计特征周期Tg=0.35s;设计地震分组为第一组;建筑场地类别为Ⅱ类。主楼抗震等级为三级,抗震基本参数见表1;基本风压0.35k N/m2,地面粗糙度类别为B类,基本雪压0.45k N/m2(50年一遇),建筑结构的安全等级为二级。
1.2 各方案拟定及主要构件参数
1.2.1 各方案的拟定
地下室标准柱网大小为7.8m×8.0m,研究时按长、宽方向均为5跨进行计算,主要研究甲六级人防地下室顶板采用以下八种结构形式的优缺点及主要经济指标,以下八种方案基本涵盖了目前国内地下室顶板的常规做法,其中方案1、方案2、方案3、方案6为较常采用的做法。
方案1:仅设置框架主梁的大板方案;方案2:设置框架主梁和一根次梁的“十字梁”方案;方案3:设置框架主梁和两根次梁的“井字梁”方案;方案4:设置框架主梁和单向加一根次梁的方案;方案5:设置框架主梁和单向加两根次梁的方案;方案6:普通无梁楼盖方案;方案7:预应力混凝土无梁楼盖;方案8:无梁空心楼盖,梁板混凝土标号为C35。各方案的布置简图见图1。
1.2.2 各种方案主要构件参数情况
各方案主要结构构件参数统计见表2。
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2 各种方案的工程量计算和比选分析
2.1 顶板结构多方案的工程量计算和预算比较
根据各个方案,计算其总工程量及其各个方案的综合经济指标,见表3。
2.2 各个楼盖方案对比分析
从地下室净高考虑,此工程地下室层高3.6m,扣除梁高和板厚后,地下室结构净高见表4,假设设备管线要求占用梁或板下0.6m高度,扣除设备管线高度后地下室建筑高度汇总见表4,各方案的裂缝和挠度结果见表5。
从表5可知,根据JGJ 100—2015《车库建筑设计规范》4.2.5及4.3.6条,方案一(大板)、方案二(十字梁)、方案三(井字梁)的建筑和结构高度达不到规范要求,采用此三个方案,需要地下室的最小层高为3.7m;方案六(普通无梁楼板)、方案七(预应力无梁楼板)和方案八(无梁空心楼盖)则有较高的结构高度和建筑高度,地下室无压抑感,使用舒适;方案四(单个方向一根次梁)、方案五(单个方向两根次梁)则不能满足规范净高要求,如需要达到规范要求,采用方案四(单个方向一根次梁)要求地下室最小层高3.8m,方案五(单个方向两根次梁)则要求地下室最小层高3.95m。
从模板指标来看,方案六(普通无梁楼板)、方案七(预应力无梁楼板)和方案八(无梁空心楼盖)支模工程量比较少,能大大节约施工周期,其次是方案一(大板),支模工程量也不大,支模工程量最大的是方案三(井字梁)和方案五。
从含钢量方面分析,方案八(无梁空心楼盖)由于采用空心无梁楼盖,减轻了结构自重,含钢量最少;方案六(普通无梁楼板)为59.545kg/m2,相比方案一(大板)、方案二(十字梁)、方案三(井字梁)分别少13.191kg/m2、10.579kg/m2、9.0kg/m2;除去方案八(无梁空心楼盖),由于方案五(单个方向两根次梁)的主梁截面较高,钢筋用量就下降明显,为前七个方案中含钢量最少的方案,为57.52kg/m2,但是此方案的主梁截面达到了1.15m,要求地下室净高3.85m,因此,目前选择方案五(单个方向两根次梁)的项目并不多。
从每m2的综合单价来看,方案八(BDF空腹楼盖)由于采用空心无梁楼盖,减轻了结构自重,含钢量最少,综合单价也是最省。方案六(普通无梁楼板)为626.91元/m2,相比方案一(大板)、方案二(十字梁)、方案三(井字梁)分别少80.35元/m2、45.29元/m2、59.55元/m2,节约造价非常明显,以此地下室为例,使用无梁楼盖部分的地库面积约为8960m2,能节约总造价约71.99万元、40.58万元、53.36万元;除去方案八(无梁空心楼盖),由于方案五(单个方向两根次梁)的主梁截面较高,钢筋用量就下降明显,前七个方案中方案五(单个方向两根次梁)的每平米综合单价最少,为590.90元/m2,但此方案的缺点同前。
就裂缝和挠度分析,方案七(预应力无梁楼板)控制裂缝效果十非明显,但是预应力钢筋施工的时候需要混凝土达到一定强度,且张拉耗费较多人力、物力,综合单价达到698.21元/m2,相比方案六(普通无梁楼板)贵71.3元/m2,因此,此方案的应用也受到一定限制。
3 结论及建议
(1)上述楼盖方案中,方案六(普通无梁楼板)的适用性、经济性和可行性均较好,应作为地下室顶板楼盖方案的首选方案。
(2)采用方案六(普通无梁楼板),理论上地下室层高可以控制在2.2+0.4+0.6=3.2m,这样对地下车库工程造价的节省是明显的,如:能够减少基坑的土方工程开挖量;减少了底板的抗浮水头,从而降低了地下室底板梁、板的工程造价;节约了墙、柱的竖向高度,按3.2m地下室和3.7m地下室比,墙、柱高度减少了13.5%。
(3)采用方案八(无梁空心楼盖),能够减轻结构的自重,减少模板用量,缩短工程,其经济性也是比较明显的,但是目前存在如下问题:从计算层面上看,目前计算软件分析空心楼盖都存在一定缺陷;从施工层面考虑,需要专业队伍配合,涉及两个队伍的合作,协调事情较多;根据目前使用方案八(无梁空心楼盖)的工地情况反馈,本方案最大缺陷是裂缝较明显,且由于模盒为空心,处理裂缝较为麻烦,往往漏点较多,因此应用上受到很多甲方的排斥。
(4)方案七(预应力无梁楼板)控制裂缝效果十分明显,但是综合单价较高,建议在对地下室顶板裂缝要求较严格时采用,比如地下室顶板有大型景观水池时。
4 地下室顶板方案比选其它几个问题的讨论
地下室顶板合理方案的选择所涉及的面很宽,需要分析的问题也比较多,很难一概而论说某个方案是最优的,实际设计时往往对特定的项目需要进行特定的分析,本课题就以下常见的几个问题进行了探讨。
(1)关于GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》的6.1.14条及JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》3.6.3条的讨论
根据GB 50011—2010[4]中的第6.1.14条以及JGJ 3—2010[5]中的3.6.3条:“地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下室在地上结构的相关范围的顶板应采用现浇梁板结构”,由于大部分情况下地下室顶板均为地上部分的嵌固部位,因此,采用方案六(普通无梁楼板)时受到制约,审图专家一般要求在主楼外3跨且不少于20m采用无梁楼盖,这样一来,地下室顶板可以采用无梁楼盖的区域就大大地受到了限制,故方案六(普通无梁楼板)的实施意义不大。
参考朱炳寅著《高层建筑混凝土结构技术规程应用与分析》[6],笔者认为,如果无梁楼盖厚度达到板跨的1/18,基本考虑可以作为上部结构的嵌固端,因此,如果采用方案六,并且地下室顶板又是地上部分的嵌固端,则最好在方案阶段和初步设计阶段提前和施工图审查中心沟通,以使所订方案得以顺利实施。
(2)关于地下室采用小柱网时的顶板方案比选探讨
目前,大部分地下室都采用7.8m跨的柱网,可停3台车;如果采用5.4m跨的柱网,则停两台车,地下室顶板方案又是以哪个最为优化,需另行进行细化分析研究。
(3)关于有消防车和没有消防车两种情况下顶板方案的比选探讨
目前,很多项目在地下室顶板设计时,甲方往往要求除了消防车道和消防扑救面外不考虑消防车荷载,而本课题分析研究的是有消防车情况作用下,因而,没有消防车的情况如何,还需要另行比较分析研究。
摘要：依托实际工程项目,对人防地下室顶板比较全面地制定了方案一方案八共计八个方案,绘制详细施工图并进行详细工程量和经济指标的计算;从地下室净高、经济指标、施工情况等多方面综合分析各个方案的优缺点,为在实际项目应用时选择最优的人防地下室顶板方案提供参考。
关键词：人防地下室,经济指标,顶板方案
参考文献
[1]徐建明.地下室顶板结构多种方案的经济性分析[J].工程建设与设计,2012(1):111-113.
[2]张圣海,覃维.某工程8.1×8.1柱网地下室顶板楼盖方案结构选型[J].四川建筑,2012(4):169-171.
[3]李国胜,闫颖.高层建筑地下室及地下车库结构选型的经济比较[C].第十九届全国高层建筑结构学术会议论文,2006:795-800.
[4]中华人民共和国建设部.GB 50011—2010建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[5]中华人民共和国建设部.JGJ 3—2010高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
地下车库顶板设计的探讨 篇7
1 柱网及楼盖类型
地下停车库根据所停放车辆的尺寸, 目前常用的柱网尺寸为7.8mx7.8m、8.4mx8.4m等, 顶部覆土厚度一般采用1000mm、1500mm。地下车库的顶板有主次梁楼盖、十字梁楼盖、井字梁楼盖、无次梁的大板结构及密肋楼盖。本文选取较常用的井字梁楼盖和密肋楼盖进行比较。两种楼盖见图1。
2 顶板不同结构所采用的荷载
根据《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012表5.1.1规定双向板楼盖板跨介于3mx3m和6mx6m中间时, 客车荷载的取值为4.0k N/m2, 消防车荷载的取值为35k N/m2, 当双向板楼盖板跨不小于6mx6m和密肋楼盖的柱网不小于6mx6m时, 客车荷载的取值为2.5k N/m2, 消防车荷载的取值为20k N//m2。在考虑消防车荷载时, 1.5米覆土计算各构件时荷载的取值见表1、表2。
由上面两表可以看出在计算次梁和板时, 井字梁的荷载取值是偏大的, 而计算主梁时井字梁的荷载是偏小的, 所以选择一种合适的楼盖形式, 对工程在造价方面的节省是至关重要的。
3 工程实例
3.1 工程概况及结构选型
某高档住宅小区规划有18层、22层和26层住宅共12幢, 分两期, 一期地下车库面积约2万m2, 其平面尺寸为126.31mx169.15车库柱网尺寸为8.4mx8.4m, 顶板平均覆土厚度为1.5m, 覆土上部有绿化带、生活广场及消防车道。为便于比较, 消防车荷载均取20k N/m2。
初步设计时, 采用井字梁结构, 混凝土强度等级C30, 钢筋强度等级HRB400, 经计算所知, 主梁截面为500mmx1000mm, 板厚250mm, 梁高对地下室净高有较大的影响, 要满足地下室净高要求, 则需要增加地下室埋置深度, 建设成本增加一般是因为增加了埋置深度, 所以车库顶板的楼盖选用显得尤为重要, 既要满足楼板荷载要求, 又要满足地下停车库净高的要求。
优化设计后, 采用密肋楼盖, 把原来集中受力的梁变为无数分散空间受力的工字结构体系。当顶板荷载较小时, 采用无柱帽的形式;当顶板荷载较大时, 为提高板的承载能力、刚度和抗冲切能力, 在柱顶设置柱帽和托板来减小板跨、增加柱对板的支托面积。密肋楼盖由于没有设置梁, 所以使得地下车库净高减小, 即使有柱帽时, 设备的布置可以避开柱帽, 对净高不产生影响。本工程经计算密肋楼盖高度取为600mm (包含150mm的现浇层) 。
3.2 不同楼盖结构形式经济性比较
梁板所用混凝土强度等级为C30的商品抗渗混凝土, 包括工地运费与泵送费在内的单价按440元/m3计算。HRB400级的钢筋单价以直径规格划分, 统计计算取其平均值3900元/t作为依据, 钢筋加工费640元/t。现浇钢筋混凝土模板造价的计算, 均按混凝土与模板接触面的面积按照63元/m2计算。密肋楼盖中所用的模壳及其附属配件折算至单个箱体的综合市场平均价格约为78元/套。
根据以上单价规定, 对经过计算配筋设计的2种类型梁板进行标准柱网造价统计。为便于比较分析, 将其换算为单位面积土建造价, 见表3。
根据上表计算可得密肋楼盖比井字梁楼盖可节省98.15元/m2。其经济效益是十分可观的。
3.3 不同楼盖结构形式施工时优缺点比较
从施工管理上看, 井字梁楼盖支模较复杂, 但对技术人员要求不高, 运用普遍。密肋楼盖主要是组合塑模施工, 钢筋的绑扎不易操作, 且浇注混凝土时容易浮模, 所以对技术人员要求较高。
4 结束语
目前, 中国正处于城镇化的发展中, 土地资源的稀缺和家庭汽车的普及催生了大量地下车库的诞生。车库顶板结构方案的选择对造价有极其重要的影响, 如何合理降低工程造价成为结构设计始终需要探讨的问题, 如何更好的处理经济性和安全性的问题也需要我们不断的摸索和总结。
摘要：对地下车库顶板所采用的结构形式进行了分析和比较, 结合工程实例从多方面对梁板结构和密肋楼盖进行比较
关键词：地下车库,顶板,井字梁楼盖,密肋楼盖,经济性
参考文献
[1]GB 50009-2012建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2012.
[2]GB 50010-2010混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2010.
[3]GB 50011-2010建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2010.
[4]JGJ3-2010高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社, 2011.
地下车库顶板的选用与设计 篇8
随着社会经济的发展，人们生活水平不断提高，汽车的普及率在逐年上升，已经步入了大家的生活，随之而来的就是汽车停车位的问题。住宅小区中的地面停车率有限，车库已向地下延伸。地下是停车库，地上为绿化带、休闲广场，已成为地下车库设计中普遍采用的一种形式，车库顶板采用一种合适的结构形式尤为重要。文中简要介绍地下车库顶板的选用、计算过程，供设计人员参考。
1 工程概况
林州市奥林花苑地下停车库位于奥林花苑小区中部，为1层现浇钢筋混凝土框架结构，分为两个区:一区建筑面积1 661 m2，层高2.70 m;二区建筑面积1 577 m2，层高3.40 m，总建筑面积为3 238 m2。一区车库底板标高为-3.00 m(与住宅楼地下室相连，均为车库)，二区车库底板标高为-4.70 m，二者底板高差1.70 m。车库顶板高差为1.1 m，顶板为种植屋面，考虑600 mm厚的种植土，顶板上种植灌木类花草，局部有一观赏水景。顶板面层为居民健身活动场所，板顶计算荷载较大。柱网尺寸以9.0 m×7.5 m为主，梁跨度大，但层高较低只有2.7 m，如果采用普通梁板受力体系，梁高按照最大跨度L=9.0 m计算，梁高h=(1/8～1/12),L=(1/8～1/12)×9.0=0.75 m～1.125 m，梁下净高只有1.95 m，无法满足《汽车库建筑设计规范》中要求小型车汽车库最小净高h=2.20 m的要求。所以车库楼盖选用显得尤为重要，既要满足楼板荷载要求，又要满足地下停车库净高的要求，车库顶板采用现浇混凝土暗梁空心楼盖。
2 产品简介
车库顶板采用的现浇暗梁空心楼盖，是一种新技术，它的关键之处在于埋在现浇混凝土楼板内部的GRC高强预制薄壁箱体，这种箱体是作为永久性的内模被埋置于现浇混凝土空心板中。GRC箱体为正方形，边长可取400 mm～1 200 mm，当边长大于600 mm时，宜在箱体中部设置竖向孔洞，箱体高度可取150 mm～500 mm，箱体壁厚6 mm～10 mm，重量为350 kg/m3～500 kg/m3。因为该箱体材料为水泥制品，与混凝土材料的特性比较接近，能够共同工作，受力较好。设计楼板布置箱体时，沿纵、横两个方向均匀布置，箱体与箱体之间均留有一定宽度的缝隙，缝中布置加强肋(钢筋直径不小于板中受力筋直径)。布置及构造见图1。
3 楼盖的计算
3.1 板厚确定
现浇暗梁空心楼盖的厚度一般取板长边尺寸的1/25～1/30，本车库最大跨度9 m，则板厚为300 mm～360 mm，考虑到实际情况，现浇空心楼板的厚度h=400 mm(屋顶板厚)，空心楼盖上翼缘的厚度为60 mm，下翼缘的厚度为90 mm，箱体肋宽分别取100 mm,70 mm。板的体积空隙率为:(500×550×250)/(600×620×400)=46.2%，折算厚度为:(600×620×400-500×550×250)/620×600=215.18 mm，这样大大减轻了结构的自重。
3.2 荷载取值
1)空心楼板面荷载(恒载):楼板折算厚度自重:0.215×25=5.375 k N/m2;上下抹灰层自重:0.3 k N/m2;100厚C20混凝土找平:20×0.1=2 k N/m2;600厚种植土自重:18×0.6=10.8 k N/m2;80厚嵌草砖及填充层自重:2 k N/m2;上述荷载合计:20.475 k N/m2。
2)空心楼板面荷载(活载):取3.5 k N/m2。
3.3 框架暗梁的确定
框架暗梁断面高度同空心楼盖的板厚均为400 mm，然后按照竖向受力构件的断面尺寸以及梁的跨度，估算暗梁的宽度尺寸;根据等效刚度的原则，来确定PKPM模型输入时的框架暗梁的断面;最后参考计算的配筋结果来反算框架暗梁的宽度(见图2)。
1)刚度折算系数的计算:
顺管方向γs=477.93/600=0.80。
垂直管方向γc=(485.72+70)/(550+70)=0.896。
2)输入模型参数。
顺管方向模型输入时框架暗梁的宽度为:
垂直管方向模型输入时框架暗梁的宽度为:
把以上计算结果输入PKPM程序中进行计算，参考SATWE图形文件配筋结果，即为柱上板带部分楼板的配筋结果，按照CECS 175∶2004现浇混凝土空心楼盖结构技术规程中的相关要求，现浇暗梁空心楼盖必须设置一定比例数量的钢筋，集中配置在框架暗梁截面内，此项比值可取0.5。根据实际计算配筋量，截面b×h=800 mm×400 mm的框架暗梁内配置一排直径D=22 mm的三级钢筋比较合适，其余的钢筋应均匀的配置在柱上板带(不包括框架暗梁)宽度范围内，且不小于跨中板带配筋。
4 结语
林州市奥林花苑地下车库2009年5月开始施工，施工过程中设计人员多次到现场进行指导，2010年10月进行竣工验收。现已投入使用两年，车库整体运行情况良好，得到了用户的好评。
参考文献
[1]CECS175∶2004,现浇混凝土空心楼盖结构技术规程[S].
居住区地下车库顶板的绿化设计 篇9
近年来, 人们自身素质不断提高, 对生活环境质量的关注度也相应提高, 可持续发展和绿色设计观念日进人心。绿化面积的多少, 质量的好与坏, 直接关系到一个小区的景观效果、居住环境, 进而影响到该地区的生态活力与地块价值。因此, 绿化的多少与品质逐渐为人们所重视, 在这方面的投入也逐渐加大。近年来, 一方面城市商业用地日趋紧张, 商业开发的土地价格日趋高涨, 另一方面, 居民私家车拥有量呈快速增长趋势, 为此, 现住宅小区的停车场基本都由地面转至地下, 且面积也越来越大。为提高小区的绿化景观效果, 在车库顶板上进行绿化不可避免。相对于地面的景观绿化, 顶板绿化的制约因素比较多。如何在车库顶板上设计出赏心悦目、舒适怡人的绿化景观, 且较快的体现景观设计效果, 是园林设计人员经常面临的难题。因此本文就如何做好地下车库顶板上的园林绿化及需注意的问题作了一些探讨。
2、地下车库顶板绿化种植的特点
由于顶板绿化需要在顶板上先回填土壤再种植木, 因此它的土壤层势必比较薄, 植物根系生长空间有限。车库顶板往往与地面标高有较大高差, 使得顶板回填土大部分或全部不与地面自然土壤相连, 水分来源受限, 保水能力也较差。这些客观条件对植物生长无疑是相当不利的, 这就需要对顶板绿化的设计、施工、养护都提出更高要求。就设计来说, 首先, 由于土层厚度不够, 大树和一些深根性植物无法种植, 可供选择的植物种类大大减少;其次, 因顶板是非渗透层, 土壤中多余的水排不出去, 容易引起植物烂根, 所以设计时必须另处增加一套排水系统把多余的渗水及时排走;第三, 车库形状规则, 顶板标高固定, 导致顶板上的绿地竖向地形变化较小, 园林形式一般也比较简单。制约车库顶板上的绿化设计的因素比较多, 不能像普通地面绿化那样随心所欲。做此类设计时, 要对基础资料有透彻的研究, 除了需要对常规的总平面图、竖向图、综合管网图等做必要了解外, 还要清楚的知道车库顶板的荷载大小, 地下车库的红线范围, 柱位的分布情况, 顶板的排水坡度, 顶板是否存在反裸等, 然后才能从景观效果、施工难度、造价费用、技术措施、方案可行性等多方面综合考虑进行设计。
3、设计原则
在建筑物顶板上进行绿化设计, 种植层的重量必须在建筑物的可容许荷载以内。否则的话, 建筑物可能出现裂纹并引起屋顶漏水, 严重的还可能会造成坍塌事故。因此顶板植物种植必须首先保证结构承重和屋顶防水构造的安全性。受建筑物的荷载限制, 车库顶板上的土层厚度有限, 种植的植物根系生长会受限制, 可能造成一些植物不能生长或生长不良。因此在绿化植物选择时要因地制宜, 适地适树, 选择适宜的品种和规格, 保证所选植物能适应顶板恶劣的生长环境。否则, 可能影响绿化景观效果, 甚至导致绿化失败。由于顶板环境比地面恶劣, 施工养护时会比较麻烦, 造价费用也相对较高。很多好的设计方案在地面上很容易实现, 在顶板上却有可能实施不了或代价很大。因此, 方案设计时不仅要从景观效果上考虑, 也要从可行性、经济性等方面综合考虑。
4、地下车库顶板绿化的关键问题
4.1 车库顶板荷载和覆土的考虑
车库顶板上的绿化种植必须在建筑顶板的整体荷载范围内实施, 不得降低建筑结构的耐久性及抗震性能。因此, 植物的选择、土壤的深度和园林建筑小品的安排等园林工程的设计营造均受限于顶板的承载力。顶板的荷载越大, 它所能承载的土壤厚度和植物重量就越大, 设计时植物品种选择也就越多, 配置方式也越自由。不同小区地下车库顶板的荷载能力有很大的差别。荷载少的, 覆土深度只能达到40~60c m, 荷载大的覆土深度可达150cm以上, 一些达到人防要求的车库, 其覆土深度甚至超过150cm。顶板荷载小的, 景观荷载也较小, 只能栽植一些矮小的花卉灌木, 如地被、灌木、藤蔓植物等, 浅根性小乔木必须做花坛加高土层或直接带容器摆放在绿地中, 园林形式比较接近于屋顶花园;荷载较大覆土较深的, 可做出较大的地形起伏, 绿化品种选择和种植形式也可以比较自由, 能做真正意义上的密集型顶板绿化, 绿化设计时和普通地面做法相差不大。目前比较常见的是顶板覆土厚度80~120cm的地下车库, 在这种条件下, 常见做法为在绿地中间局部塑造微地形, 孤植大树或自然式点缀三五株较大规格的景观树, 或做花坛、树池以增加覆土, 栽植行道树、庭荫树等。必须特别注意的是, 用于做主景树的大苗、特大苗因自重大, 一定要放置在梁、柱或承重墙等主要承重结构上。
此外, 选用轻型培养基质也是有必要的, 每平方米的轻型基质自重相当于实土的1/3。将大大增加了覆土厚度, 使得植物选择更多样, 同时新材料的运用也将更有利于植物的生长 (表1) 。
选用轻型栽培基质, 将大大增加了覆土厚度, 使得植物选择更多样, 同时新材料的运用也将更有利于植物的生长 (表2) 。
4.2 排水系统的处理
我们知道, 绿地中多余的水分一部分靠地表雨水系统排走, 一部分会下渗到土壤中, 被土壤吸收。由于建筑顶板为非渗透层, 下渗水分到达顶板后即滞留在顶板上, 不能继续下渗, 滞留过多即造成积水。如果顶板长期积水, 轻则会造成植物烂根枯萎, 重则可能会导致屋顶渗漏, 所以必须要在顶板上设置排水设施把多余的雨水和绿地浇灌水及时排走。当顶板绿地面积很小, 且种植土与周围地面完全相连时, 土壤中的水四面互通, 可不设排水层, 而通过地形处理的方式将大部分的水从地表排走, 少部分的水往周边土壤渗透。大部分的车库顶板没有条件将水直接排向相邻土壤, 这时应在顶板上设置排水层, 使渗水流向顶板上预留的地漏, 再导人到雨水管中排出。常规的车库顶板横梁向下, 顶面是块平整的水泥平台, 在上面堆土种树, 排水过滤层可以整体施工, 水的灌溉排出比较通畅。近年来, 出现了一些横梁翻上的车库, 为的是降低车库高度, 从而使造价降低, 这种顶板上是一个个类似水泥池形状, 各个水泥池间的水不能互通, 在池里面填土绿化, 好像是把植物栽在花盆里, 这时在每一个水泥池里都必须铺设独立的排水系统。一般现在建设使用的防水处理方法主要有“刚”“柔”之分。刚性卷材多用于日温差较小的我国南方地区屋面防水。柔性卷材防水屋面是用防水卷材与粘接剂结合在一起, 形成连续致密的结构层, 从而达到防水的目的。柔性卷材防水屋面较能适应温度剧变、振动、不均匀沉陷等因素的变化作用, 整体性好, 不易渗漏。由于屋顶绿化种植较丰富我们在做柔性防水卷材的基础上, 提前设防一道防水涂抹材料, 是屋面防水更加可靠。在排水问题上也非常关键, 直接影响到屋面的防水, 在设计中加设阻根膜与蓄、排水板新型工艺 (有储存雨水功能) (图1) 。
4.3 绿化品种的选择和配置
前面说过, 由于土层厚度不够, 植物根系生长受限制, 导致很多植物品种在顶板上不能生长或生长不良。同时, 某些品种虽然可以生长很好, 但由于根系太强大会对顶板造成破坏, 进而引起漏水等一系列问题也不宜大量采用。因此, 在车库顶板上做绿化设计, 难度相对比较大, 不但可供选择的植物品种少, 配置的形式也比较单调, 层次往往不够丰富。做此类设计时, 一般将大规格的高大乔木种植在地下车库范围线以外, 再大量配置小乔、灌木等中下层植物, 使地下车库红线范围以外的绿化层次多、绿量大, 在外围形成一道厚厚的绿色屏障。车库红线范围以内顶板上绿化则以灌木地被为主, 局部点缀浅根性乔木, 层次简单, 显得比较开阔。或者调整乔、灌、草在整体绿化中所占的比例, 尽量减少高大乔木的比例份额, 大量增加中下层植物的数量、密度, 特别增加是高度2m左右的大灌木的比例。此外, 还要注重植物品种的选择, 除了植株矮小的灌木、地被类不受什么限制外, 所选的乔木都是一些根系较浅但侧根、须根较发达, 且耐瘠薄适应性强的品种。
结语
在发达家, 地库顶绿化也被看是屋顶绿化一种形式。为技术上均轻质人工基代替天然客, 再以地、小灌木和藤本植物进行绿化。而在国内, 地库顶板却大量使用天然客土, 增大了土建中钢筋和混凝土的使用量, 不但经济上未必节省, 还造成对原土资源的浪费和对自然界的破坏。我国城市建筑立体绿化率整体不高。以北京为例, 北京已建设100hm2的屋顶花园, 但不足所有的屋顶面积的1%。专家调查, 普遍建筑屋顶荷载是150~200kg/m2以上, 比较适合轻型屋顶绿化, 一般屋顶光绿化的费用仅占该建筑工程的1‰~2‰, 每m2150~350元这种费用任何一家建设单位和房地产开发商都能接受。因此, 快速城市化的今天, 解决城市发展过程中诸多矛盾问题, 将车库顶板绿化设计的研究与实践应广泛应用于城市建筑中具有极大的现实意义。
摘要：随着城市用地紧缺, 现今住宅小区规划为提高绿化率, 增大室外景观布置, 大多将车库移至地下以充分利用地下空间。而由于绿化设计是在建筑设计之后进行的, 甚至是在建筑已经开始施工之后进行的, 建筑上已经定型的条件, 对后续的景观设计带来了很大的影响和制约因素。在地下车库顶板上做绿化设计, 受覆土、排水等因素的影响, 在绿化植物选择与配置时有许多需要额外考虑。本文根据上述问题着重从地下车库顶部绿化的生态性设计进行论述。
关键词：地下车库,屋顶绿化,生态设计
参考文献
[1]李晓敏.建筑绿色景观—现代建筑环境设计思想发展例证.武汉.新建筑:2002.3
[2]弗朗西斯科阿森西奥·沃.商务园林与屋顶花园.江苏:科学技术出版社, 2002