麓南广场地下停车场结构设计.doc

麓南广场地下停车场结构设计第一章 绪论1.1地下停车库的由来自从有车就有了停车场，停车问题是城市发展中出现的静态交通组织问题。静态交通组织是相对于动态交通组织而存在的一种交通组织形态，他们相互关联，也相互影响。对城市中存在的车辆来说，行驶的时候我们称微动态的，相反停放的时候就为动态的了。本次设计中的停车设施设计是城市静态交通组织的重要内容，它主要由露天停车场、各种停车库、候车间、储备停车库等。故当城市中的车辆越来越多时我们对于停车设施的需求量也会越来越多。当供求关系出现供不应求时，就会出现停车位置不足的矛盾，进而引发城市停车问题，也就是人们通常所说“停车难问题”。总的来说，城市的停车问题主要表现在停车需求量过大和停车空间不足之间的矛盾，停车场地要扩建与当今城市土地紧缺之间的不可调和的矛盾。图1.1 停车难问题随着我国经济的高速发展，特别是改革开放之后经济发展可以说是日新月异。汽车数量也会随之增加，我们必须增加停车场来满足需要，当停车场增加的速度可以赶上其需求速度时，就形成了一种良性发展。但是当停车场满足不了需求时，发展就会受阻。但是我们在探讨停车位需求和供给的关系时，应当考虑以下三种情况。首先：城市中的车辆一般是停放在停车场的，也就是说汽车行驶在路上的时间比停在车库的时间要更少；其次：当我们设计停车场时不仅要设计停车区域还要设计行车通道，消防室、楼梯、洗手间等设施，那么我们考虑停车场面积时要把他们全部都算进去。通常对每一辆车来说，其需要的面积是其本身面积的3倍左右；最后：每一辆车所需要的停车位不只是一辆，因为车主把车开到任何一个地方都要找到一个位置停车经常停车的地方（如小区停车场）称为固定停车场，而其他地方的停车场叫公共停车场。以上几种情况综合起来就会造成停车难的问题，因为车位的需求量太大，而车位的供给量远远小于其需求量，要是不解决，此问题会随着经济的发展越来越严重。为了解决停车难的问题，人们想了许多办法来增加停车场。目前主要有两个方法。其一：建造机械式多层汽车库就像日本那样（在后文会说到）；其二个：让城市立体化发展，把一些停车设施放在地下。即建造地下停车场，这也是本此设计要要研究的课题。1.2国内外地下停车场发展1.2.1国外地下停车场发展地下停车场出现在二战以后，主要运用于战争防护、贮存战备物资等方面。欧美国家最早开发。他们于20世纪50年代后建造了许多地下停车场。但是初期规模多比较小，每个停车场只可以容纳100辆左右车。美国的洛杉矶波星广场在1952年建造了第一个地下停车场，随后芝加哥格兰特公司也建造了地下停车场。图1.2 美国洛杉矶波星广场的地下停车场20世纪50年代后，人们开始大规模的建地下停车场。首先是由欧美等资本主义国家发起的。当时，汽车数量不断增加，但是停车场数目很少，而且土地资源也相对紧缺。当时，美国洛杉矶波星广场（1952年）的地下停车场最大，它的地下车库总共有3层，有6组层间坡道和4组进出口。其坡道都是曲线双车道。其广场地面为游泳池和草坪，可以容纳2150辆车。两年后，法国巴黎也开始向地下发展，他们对深层地下交通网进行了规划。此次规划中共有四十一个地下车库，总共可以停车54000辆，很好的解决了当时停车难的问题。在20世纪60年代，日本也建造了许多地下停车场，他们建造的地下停车场规模也较小，基本上都在为四百辆以下。十年后，日本的地下停车场设施逐渐形成规模。他的几个较大的城市共有座公共停车场，可以停车四万多辆，其中地下停车场共有75个，可以停车两万多辆，约占总数的一半。到二十世纪九十年代又建了七十多个。1.2.2我国地下停车场发展我们国家起步相对晚些，20世纪70年代才开始建造地下停车场，当时主要是为了防备战争。如湖北建造了总建筑面积为三千多平方米，可以容纳三十八辆五吨载重车的车库。由于在地面建造停车场会出现影响市容，占用车道造成交通堵塞等一系列问题。所以地下是停车场建造的主要方向。图1.3地下停车场结构图同许多发达国家一样，近年来停车难的问题在我国的许多大城市也时常发生，而且越演越烈。路面车道经常被用来停车，经常造成交通堵塞。为此我国各大城市都效仿国外，建造了许多地下停车场，大大的缓解了停车问题。目前，上海、深圳、北京、武汉、长沙等大城市也建成了许多地下停车场，有些地下停车场已经和地下商场，地下街等地下设施相结合。我国大多数地下停车场都是附件式的。他们被设在高层建筑的地下层，如下图的上海人民广场地下停车场。图1.4 上海人民广场地下车库1.3地下停车场的优点 可以容纳更多车子，为地面发展腾出空间，经济效益好； 很好的解决城市停车难的问题； 地下停车场应其在地下，环境相对稳定； 地下停车的安全性能好，综合效益明显，而且它不影响城市其它交通设施； 地上停车场与地下停车场的造价之比大约为1：1：地下停车场投资回收期在十六年左右。 在我国地价很高的城市，如北京、深圳，若把停车场建在地面，是不经济的。建在地下就不同，建地下停车场只需手少量的补偿费，这样不经济，还提高了土地利用率。 地下停车更加环保，便于防火防灾。 地下停车场与地下商业设施建在一起，优势互补，应用停车场来吸引顾客，地下停车收入的不足用商业的利润来弥补。 将停车场建在地下，那么地面就有更多的空间了，我们可以用它来建造城市广场、公园、公共绿地，这样可以使人们的生活质量提高。 地下停车场平时停车，战时可以作为人防设施，一举两得。1.4 本次设计的课题来源和意义本次毕业设计题目的选择是从如下几个方面来考虑的。首先，长沙市麓南广场正在新建商业街，到时候往来的人会很多，车辆必定会很多，为了防止停车难的问题，有必要建停车场。这样不仅可以解决商业街的停车问题，还可以防止街道堵车问题。第二，麓南广场附近就是中南大学，学校附近到时比成为繁荣地方，人流密集，其附近的各种设施如餐饮，娱乐等将如雨后春笋席卷而来。第三，通过实地考察发现最近几年由于长沙地区快速发展，特别是中南大学附近，因着名校附近，周围的土地都被充分开发了，停车场只好建在地下。而且通过对比地上地下开发发现地下停车场会更节约。第四，从国内外的发展经验来看，地下建筑占地面积小，受到的限制小，而且环境相对地面稳定。而且，经过这么多年的发展，地下空间的开发和利用技术已经到了一个相当成熟的地步。像地下停车场这样的交通设施最终都会建设到地下，这样不仅节约土地资源而且有利于城市规划。因此为了方便长沙市麓南广场的发展，为了方便当地居民和中南大学的学生，为了缓解其商业街的交通压力。综合考虑土地，经济，技术及长远发展，我们会在长沙市麓南广场将地下停车场。地下停车场结构布置图如下：图1.5 地下停车场结构布置图第二章 工程概况 2.1概况该工程是一座平战结合的工程,位于长沙市麓南广场，地下停车场为地下3层，战时功能：负一层为物资库, 负二层为防空专业队,负三层为人员疏散地，平时则作为地下停车场，工程顺广场地形布置成一个规则的矩形,总建筑面积约10000m2。东西向长约80m, 南北向长约40m。主体为地下三层现浇混凝土框架结构。麓山南路南侧设直坡道汽车进口, 北侧设螺旋式汽车出口，广场内设人员、风井口车场内设通风、照明、排水、消防、备用电站等配套设施。总建筑面积为10000m2 , 车位总数个约198个。本工程采用掘开式明挖法施工, 基坑采用地下连续墙进行支护，结构采用整体现浇楼盖框架结构。 五级人防，防水等级为一级。2.2工程环境 图2.1 麓南广场长沙市正在以财政资金为杠杆打造的先导区，大河西先导区要在12年建成一个200平方公里的新城，先导区的建设，涉及3个区县、1个高开区，长沙市采取“五统一分”（统一规划制订与监管、统一改革配套与政策、统一产业布局与准入、统一土地储备与管理、统一重大基础设施布局与建设，分区组织投资建设）的管理模式，强力推进。先导区成立以来，7条主干道竣工通车，16条道路开工建设。负责拆迁的岳麓区一年完成四大片区建设，动迁人口5万之众，拆迁腾地4万余亩。城乡一体，大河西先导区挥写着两型社会建设的鸿篇巨制。而河西大学城也是大河西先导区发展当中重要的环节之一，所以，在即将迎来的发达繁荣的时候建设可以应对考验的基础设施是能够充分发挥其价值的，同时也是能够切实解决问题的。2.3工程地质本工程位于长沙市中南大学校本部岳麓山脚下, 地势中间高, 四周较低，工程地质条件较好。地板埋深约地下15m，场地地基自上而下, 土层及其工程地质特征如下表所示：表2.1土层工程地质信息表层号深度工程地质特征土石可挖性分级10至2m素填土、杂填土和压实土，均匀性差透水性不均；松散-稍密I-II级松土22至5m可塑状粘性土；稍湿，透水性差；硬塑-坚硬II-III级普通土35至11m主要为石英质卵石约含5%粘性土稍湿，透水性差；硬塑状坚硬土状II级普通土411至15m全风化泥质砂岩类层，已风化成土状，岩石组织结构基本破坏，坚硬土状III级硬土表2.2土层工程地质信息表层号岩性厚度（m）压缩模量(MPa)承载力特征值(kpa)桩的极限侧阻力标准值(kpa)桩的极端阻力标准值（kpa）1杂填土：土质不均；1.203.80-2黄土状粉土：稍湿饱和1.702.10410015-3沙土：灰褐色，松散中密8.5010.101015035-4卵石：杂色大于5m20800805000场地最大冻土深度1.1m。建筑场地类别为类。场地范围内地下水埋深24m，属潜型地下水。地下水及地基土对钢筋混凝土结构不具有腐蚀性。2.4水文地质地下水主要为季节性滞水, 勘测期间地下水位的埋深为1.5m, 地下水主要赋存于残积土的孔隙和强风化岩的间隙网中。主要接受大气降水下渗补给, 补给源少, 自场地中心向四周径流排泄。加上场区中有不少早期人防工事分布, 起着疏干排泄地下水的作用, 因此对工程施工、防渗、抗浮等较为有利。2.5主要技术标准停车场停放车辆为小型车, 尺寸（长宽高）为：5.0m2.0m2.5m；停车方式为垂直式后退停放（此种停车方式,单位停车面积最省）；行车道坡度直线地段12%, 曲线地段10%.转弯半径一,R=7m；车与车之间的距离：0.5m, 车与墙或柱之间的距离：0.3m；耐火等级：一级；防水等级：一级；板下或风管下控制点最小净空高度负一层高度=3.5m, 负二层高度=3m；防护等级五级；工程类型：掘开式人防工程；结构形式：钢筋混凝土无梁楼板结构。第三章 地下停车场平面设计3.1. 设计的基本要求首先要以停放一台车需要的平均投影建筑面积来衡量设计划分的柱网尺寸是否符合要求。其次还要满足下列几项要求： 适应所设计的车型的停车方式，本次设计停放方式为后退进库、前进出车。符合通道布置，本次设计为双车道进出。但是，还要具有一定的灵活性，就是设计的时候要考虑实际情况，适当放大尺寸。 设计时要考虑安全距离，本次设计两车之间的距离为0.5m，车与柱子、墙体的距离为0.3m，双车道的最小距离为5.5m； 要充分考虑地形，尽量把划分的面积都利用上，本次设计的尺寸是40m80m我划分网格时把面积基本上都利用上了； 施工方案要经济、方便、合理本次设计只考虑结构方面的内容； 尽量减少柱网的尺寸，使得结构完整统一。本次设计尺寸是很少的，只有8.1m、6.4m，这样整体平面图显得很整齐。3.2 停车出入口设计3.2.1 停车口分类坡道式地下停车场，又称自走式，我们现在许多停车场都用此种类型。其优点是：进出车方便、快速，造价低廉；而且不受机、电等设施运行状况的影响；使用成本很低。它的缺点是：占地面积比较大，但是面积的使用率不高，停车场的有效使用面积与整个停车场的建筑面积比值大约为0.9：1；而且，运行时需要较多的管理人员；为了使用安全，坡道式要增加通风量这样不仅增加工作量，还增加成本。下图是坡道式停车场。图 3.1坡道式地下停车场机械式停车场是最近才出现的一种新的停车场。其优点是：因为汽车进出都是利用垂直自动运输带，所以停车场利用率比较高，而且需要的管理人员更少；其缺点是：因为需要使用机器设备，其造价更高。其次它的进出车速度比坡道式慢。下图是机械式停车场。图3.2 机械式停车场综合考虑经济效益以及实际情况本次设计采用第一种方式：坡道式，麓山南路南侧设直坡道汽车进口, 北侧设螺旋式汽车出口。参考汽车库建筑设计规范转弯半径设计为7米。3.3坡道设计3.3.1 坡道设计原则（1）坡道要与出入口和主体车道顺畅连接，要充分考虑地段环境，并且与之相吻合，要使车辆方便、安全的进出。本次坡道用到了直坡道和螺旋式坡道。（2）要有一定的坡度，一般为10到20度，本次设计为12度，且要具有防滑的性能。对于回转坡道（也就是螺旋式坡道）有转弯半径的要求，参考汽车库建筑设计规范本次设计转弯半径外圈为7m。（3）对于有防护要求的停车场，其坡道应设在防护区域内，而且要有满足强度要求。（4）在保证停车场安全适用的前提下应尽量使坡道面积紧凑。3.3.2坡道类型直线型坡道直坡道式、错层式、倾斜楼板式；曲线型坡道螺旋坡道式。 （1）直线长坡道，优点：视线好、上下方便、切口规整、施工简便，实际采用较多，缺点：占用面积和空间较大，常布置在主体建筑外;（2）直线短坡道,优点：使用方便，节省面积，缺点：层数少的地下汽车库不能充分发挥它的优点，反而使它的结构更加复杂化，而且部分空间不好利用。（3）倾斜楼板坡道：要求其坡度小于等于5度，车辆的停放要与行驶方向保持大于60角度的方向，以防止车辆滑动。倾斜楼板坡道高出地面的部分较难处理。当车辆在地下停车场中行驶的距离较长时，上层的车一般要在下层穿行。因此，此种方案不适用于地下停车场； （a）直线长坡道（b）直线短坡道（c）倾斜楼板（d）曲线整圆坡道（螺旋形）图3. 3坡道类型（4）曲线形坡道，优点：占地面积小，在狭窄地段运用比较方便，尤其适用于多层地下汽车场。缺点：其视线效果差，而且不便于汽车进出，车辆需要多次转弯。因此要设计适当的坡度和足够的宽度来保证行车安全。由于大型车转弯半径大，多次转弯就必须花费大量的转弯面积，故此种方法只适用于小型车；（5）混合形坡道：就是前面介绍的几种坡道的综合。参考汽车库建筑设计规范，并且综合考虑面积车位，消防地形等，本次设计的坡道入口为：南侧设直坡道汽车进口, 北侧设螺旋式汽车出口。 3.3.3坡道与主体交通流线坡道设计时要综合考虑安全性、方便性、通顺性等问题。坡道与主体交通布置要满足方向一致、车道清晰、出入口易于辨别等要求。流线和主平面要通畅。进出口坡道样式取决于相应的道路状况，在同向或两侧都行。图3. 4直线坡道分段组成3.3.4坡道技术标准参考汽车库建筑设计规范，对于车位大于25的停车场，应至少设两条不同方向的坡道，但是在特殊情况下，用1条机械升降设施也可以。本次设计有197个停车位，共分成地下三层，我设计的是每层大约66个车位，行车道坡度直线地段12%, 曲线地段10%。 表3.1汽车库容量与坡道面积的关系容量总使用面积/m2停车间面积/m2坡道面积/m2%备注10101851250649.7按两条直线坡道计，每条长63m，宽4m，坡度10%，中型车设计车型，90停放。251603109750631.6502470197450620.51004235372950611.9坡道通道宽度设置坡道净宽度单向不应小于5.5m,双向宜为7m。停车场内的坡道可以采用直线型、曲线形，可采用单车道或双车道，其最小净宽度应符合表3.2的规定。严禁将较宽的单车道作为双车道使用。本次设计为小型车，入口为直线双行坡道，最小宽度为5.5米；出口为曲线双行坡道，最小宽度为7.0米。行车道坡度直线地段12%, 曲线地段10%。表3.2坡道最小宽度坡道型计算宽度（m）最小宽度（m）微型、小型中型、大型、铰接车直线单行单车宽+0.83.03.5直线双行双车宽+2.05.57.0曲线单行单车宽+1.03.85.0曲线双行双车宽+2.27.010.03.4 库内交通组织 库内交通组织：保证车辆在停车场内的行驶顺利。不仅要保证进出顺畅，行驶路线最短还要避免行车交叉或者逆行。因为主要是停车，故较少考虑人流组织。停车位与行车车道之间的关系：一侧车道，另一侧停车；中间是车道，两侧分别停车；两侧是车道，中间停车；环形停车等。行车通道：单车道，即车辆单向行驶；双车道，即车辆双向相对行驶。本次设计就采用双车道。双车道可以容纳2辆车同时通过，比较节省空间，但是应避免两车碰撞，因此设计时要充分考虑行车尺寸。中间设计车道，两侧停车可以使得停车场的利用率提高。两侧设计车道，中间设计停车这种方式面积利用率低，但是可保证车子顺进、顺出，出车迅速安全，适用于紧急出车。环形通道的优点是：车辆的转弯次数最少，可以保证必要的视角。而且构造简单。下图是上文介绍的通道。（a）一侧通道，一侧停车； （b）一侧通道，两侧停车（c）两侧通道，中间停车； （d）环形通道，四周停车图3. 5 停车间行车通道与车位的关系通过综合考虑地形，设计面积，停车场规模进出车方式等，本次设计我选用（d）种，即环形通道四周停车，这样设计可以使得使用率提高；汽车通道简单，便于驾驶员停车，而且当发生紧急情况时便于消防设施进入。其平面图附在后面。3.5车辆存放与行停方式车辆存放角度：车库纵轴线与汽车的轴线形成的角度。一般有0度、30度、60 度、45度和90度。下图为车辆停车的几种角度。图3. 6车辆停放角度经研究发现：汽车停放的角度与车位需要的面积之间有着紧密的联系。选用0度存车时，进出车更加方便，但是需要的面积最大，故跨度小或者狭长的停车场适用于0度；90度停放时，车子可以从两个方向进出，需要的面积最小。但是需要设计较宽的行车道，因此多跨或者大面积的停车场使用90度。本次设计跨度教大，为8.1m为了节约面积选用90度停车方式。汽车停驶方式：汽车进出停车位的方式。总共有三种方式。前进出车，后退停放。此方式多用于出车紧急的多层地下停车场，它需要的通道宽度最小；后退出车，前进停车。此方式用于行车集中或者出车不急的车库。它需要较大的通道宽度；前进出车，前进停车。此种方式多应用于出车比较急的多层地下停车场。它的通道宽度是最大的，而且进出最方便。本次设计采用的停车方式为垂直式后退停放，即后退停放，前进出车。现在大多数停车场都用此种方式，因为节省面积而且出车方便。下图是以上三种停放方式。图3. 7汽车的停放方式3.6 柱网选择3.6.1 决定停车间柱距的因素 停放车型的宽度，停放角度及停车、出车方式，两个柱子之间停放的车辆数。本次设计汽车宽度为1.8m，停放角度为90度，采用后退停车、前进出车的方式，柱子间停放3辆车； 两辆并排车之间的最小安全距离和防火间距。本次设计两车之间的最小间距为0.5m； 行车道的宽度和个数； 内部交通的结构样式和柱子截面尺寸本次柱子设计尺寸为700mm700mm； 柱子间距要符合建筑模数，并且尽可能取整。本次设计柱子间距有两种即：8100mm和6400mm。 3.6.2柱网间距设计本设计中车与车之间的距离：0.5m, 车与墙或柱之间的距离为0.3m。柱子截面尺寸初步选用，垂直式停车两柱子中间停放一辆车时柱间最小间距为：L=1.8m+0.3m4=3m;停放两辆车时柱间最小间距为：L=1.8m2+0.3m4+0.5m=5.3m；停放三辆车时柱间最小间距为：L=1.8m3+0.3m4+0.5m2=7.6m.地下室柱网应配合上部结构的使用要求，考虑到上层的车辆备班楼柱网尺寸较大，故采用大尺寸柱网。图3.8 停车间柱距最小尺寸本地下车库设计两柱间停放三辆车，间距为7.6m，考虑到使用要求，三辆车的柱间距为8.1m，能够满足车辆随意进出的要求。柱网尺寸为8.1m8.1m。而且，本设计使用无梁楼板，中间网格为8.1m8.1m，边跨为6.4m6.4m。本次设计要求地下停车库有3层，每层40m80m=3200m2，一共要设计197个车位，我将会把负一层结构平面图放在本章最后面，从图中可以看出本层共有69个车位，3层可以容纳207个车位，满足要求。下图是柱网尺寸图。图3.9 柱网尺寸与布置图3.7防火设计3.7.1防火和防烟每次火灾都会造成不同程度的人员伤亡，然而并不仅仅是由于火烧造成的。更严重的伤害来自浓烟和随之长生的有毒气体，因为当浓烟达到一定浓度时会使得人们的可视距离减小，从而给人们逃生和救援工作带来障碍。至于有毒气体更是在短时间内对人造成不同程度的伤害。所以在地下停车场防火工作中，应把对烟和有气体的控制和排除放在最重要的位置。而对于浓烟的处理主要包括如下几点：对烟源头的控制；对烟的扩散进行防止；将烟进行稀释；将烟进行有效排出。火灾对地下停车场造成的危害比在地面停车场的大得多。原因有以下几点：火势是由下向上蔓延开的，但是在地下停车场，人们逃生也是由下向上的，这样更不利于人员逃生；烟、热气都会向出入口涌出，这样既不利于人员逃生也不利于消防队员进入；地下停车场是一个相对封闭的空间，当发生灾难时人们很难辨认方向，这样，必定造成混乱。因此，我们在设计中要更加注意地下停车场的防火工作，确保人员安全。参考地下停车场防火规范7.6.3知道,地下汽车库内部的防火、灭火措施，应满足以下几点基本要求： 要有相应的警报系统，第一时间发现火灾，并且要有完善的防火设施，即使灭火。为此在本次设计中我设计了2个消防控制室和一个泡沫灭火房； 要及时隔断火源，不让火势蔓延到其他地方。为此在本次设计中我设计了防火卷帘门； 保证人们安全迅速的离开，为此我在每层的出入口附近都设计了两个楼梯； 要设计隔烟和排烟设备；本次设计采用的车道为5.5m宽的，便于消防车进出。出入口都是采用的两条5.5m的双车道，这样，当出现紧急情况时，汽车可以快速出来。室内交通通道非常简单只有一个环形圈，当发生火灾时即使在有烟的情况下人们也好辨认方向。3.7.2防火分类和耐火等级参考地下停车场防火规范表3.0.1防火分类为四类，每类应符合相应的规定。汽车库、修车库的耐火等级分3级。地下停车库的耐火等级均为一级。各级耐火等级建筑构件的燃烧性能、耐火极限不低于表3.3。本次设计为地下停车场，防火等级为一级。3.7.3防火分区及安全疏散要求参考地下停车场防火规范5.5.2知道防火分区的相关规定如下： 地下停车场要设计防火墙来划分防火区，每个防火分区只允许有2000m2的建筑面积。本次设计每层平面面积为3200m2，只需划分成两个防火分区。 电梯井和楼梯必需分开设置，而且要保证一定数量的楼梯。疏散楼梯宽度要大于等于1.1m。本次设计共设计了两个电梯井，两个疏散楼梯，而且楼梯的宽的为3.5m，满足要求。 为了保证在突发事件下人员可以迅速逃生，停车场最远工作点至楼梯的距离要小于等于45m，本次设计了两个楼梯满足此要求。本次设计每层面积为40m80m=3200m2，在距离出口和入口16m处都分别设计了消防室，并且在入口附近设计了一个泡沫灭火室。这样可以拒每个地方都在防火区间的控制之内。本次设计还采用了防火卷帘门，基本上，在每隔8米左右就设计了防火卷帘门，基本上每3个车位都用防火卷帘门隔开。这样万一发生火灾可以马上关闭防火卷帘门，防止火势蔓延。在距离进出口14m左右的地方都设有楼梯，当发生火灾时，电梯不安全，人们可以马上用楼梯逃生。负一层结构平面图如下： 图3.10 负一层结构平面图 第四章 尺寸与荷载计算4.1截面尺寸4.1.1柱截面尺寸由于本次设计为无梁结构，而且柱网为8.1m8.1m的大尺寸。再加上覆土为1.5m，因此要承受的荷载较大。由建筑抗震规范（GB50011-2001）要求6.3.7知道柱截面边长不宜小于250mm。由混凝土结构设计规范的相关内容，并结合本次设计的荷载特点，参考地下车库无梁结构设计表4.1.5-3，初步估计柱子的截面尺寸为700mm700mm。图4.1.2楼板尺寸由混凝土结构设计规范11.4.4可知，一般来说无梁楼板每层的厚度要相等。楼板不仅要满足承载力的相关要求，还要满足刚度要求。按扰度要求，,这里L=8100mm，所以。顶板由于要承担覆土荷载与人防核爆，因此初步估计为450mm。其余楼板承担荷载不大，只有活载可取为250mm。4.1.3托板尺寸参考地下车库无梁结构设计可知，当托板宽度时可有效减小冲切面的冲切力，以满足抗冲切承载力的要求。则，可以取.托板厚度：由混凝土结构设计规范相关知识，当计算截面计算高度加大时可有效地增加抵抗柱子上板带支座负弯矩的能力，再参考地下车库无梁结构设计中的相关设计例子，初步估计顶板的托板厚度为300mm，其余楼板由于受到的荷载比顶层小得多，初步估计为150mm。4.1.4斜柱帽尺寸参考地下车库无梁结构设计和混凝土结构相关知识可知，设置斜柱帽可使得柱帽有效宽度C足够大，能够有效地减小等代梁的计算跨度，与仅设托板不设斜柱帽时相比较，等代梁总弯矩值减小32%左右。柱帽有效宽度C=(0.3-0.35)L.当L=6400时，C=2000，当L=8100时C=2600. （a） （b） （c）图1 无梁楼盖的柱帽形式a）用于轻荷载 b）用于重荷载 c）用于重荷载4.1.5墙体尺寸由于要承受侧向水土压力以及防水抗渗要求，地下室外墙采用300mm厚的钢筋混泥土墙体。地下室内隔墙均采用180mm厚的陶粒混凝土砌块。4.1.6 边梁由混凝土结构设计规范11.7.1可知，无梁结构要设计边梁，其截面高度不小于版后的2.5倍。负一层边梁截面为1200mm1200mm，负二层，负三层边梁截面为650mm650mm。4.1.7钢筋和混凝土型号由于负一层覆土，要防爆荷载较大，因此采用钢筋混凝土等级要相对较高。钢筋采用HRB400，混凝土采用C35。但是，负二层，负三层楼板荷载较小，活载为，钢筋采用HRB335，混凝土用C25。4.2荷载计算4.2.1 恒荷载计算 覆土重参考任务书中主要技术标准知道，板下或风管下控制点最小净高负一层高度，负二层高度。设计负一层层高5m，负二层层高4.5m，负三层层高4m。由于地板埋置深度为地下15m，则覆土厚度H=15m-5m-4.5m=1.5m。又由于地下水位为1.5m，覆土用回填土，其容重为20KN/.因此覆土重为。 柱子自重柱子截面尺寸均为700mm700mm。单位长度的钢筋混泥土柱子重为；10mm厚抹灰砂浆（容重为）故每米的柱子重为12.73KN，即。 墙体自重地下层外墙采用300mm厚的钢筋混泥土，其容重为。单位面积自重为。地下室内墙采用180mm的陶粒混凝土砌块，容重为。两面抹灰各厚20mm，近似按照加厚墙体考虑抹灰质量，单位面积上墙体重量为 楼梯间荷载楼梯间荷载可以取板厚为0，将楼入的恒荷载活荷载加到板上，计算可采用楼梯恒荷载标准值为. 楼面荷载负一层顶板荷载为：450mm厚的钢筋混凝土整浇层：；10mm面层，20mm水泥砂浆打底的水磨石地面 ；钢丝网抹灰吊顶： ；1.5m覆土层 ；托板及柱帽重： ；柱底挂重： ；合计： 。负二层，负三层楼板荷载为： 250mm厚的钢筋混凝土整浇层： ； 10mm面层，20mm水泥砂浆打底的水磨石地面： ； 钢丝网抹灰吊顶： ； 托板及柱帽重： ； 柱底挂重： ；内墙重： ； 合计： 。4.2.2活荷载计算 消防车活荷载计算按照建筑结构荷载规范GB 50009-2001 第4.1.1条文说明，取30t消防车后轴压为；按给水排水工程管道结构设计规范 GB 50332-2002 附录C 方法计算扩散面积,压力为。最不利荷载位置的等效均布活荷载标准作为，地面堆荷载标准作为。车库顶板活荷载标准值合计为：。 核爆等效静荷载按人民防空地下室设计规范GB 50038-2005 第4.9.1（强制性条文），第4.10.2条，人防构建的荷载组合值应取核爆等效静载与恒载同时作用。按人民防空地下室设计规范GB 50038-2005 表4.7.2知本顶板等效静荷载标准值为。 负二层，负三层楼面活荷载按照建筑结构荷载规范GB 50009-2001 无梁结构楼面活荷载均值为。第五章 地下室楼板计算5.1 用经验系数法计算经验系数法在计算无梁结构的楼盖中其算法最方便，所以我们在计算中一般首选这种方法。经验系数法是也是非常切合实际的一种方法，因为他是在人们通过实验总结而得出来的。计算各截面的弯矩时要先算出楼板的总弯矩，再乘上由实验得出的系数就可以了。经验系数法就是按边跨条件定义边跨的内力，内跨用0. 65Mo 与 0. 35Mo来分配内力。采用经验系数法时，必须符合下列条件：楼板的每个方向至少有连续三跨，本次计算按照X方向计算，共有10跨满足要求；同一个方向的最大跨度与最小跨度之比不能大于1.3，本次X方向最大跨度为8.1m，最小跨度为6.4m，满足要求。而且同一方向两端跨的跨度不能大于其相邻跨的跨度，本次设计边跨宽度为6.4m，其相跨的跨度为8.1m，满足要求。其楼板每一个跨的区格的长跨与短跨之间的比值不能大于1.5，本次设计共有三种区格分别为8.1m8.1m，8.1m6.4m，6.4m6.4m，都符合以上要求； 每层楼板上的可变荷载和永久荷载的设计值的比值q比g要小于等于3，本次设计满足。无梁结构楼板按照经验系数法来计算时，应把楼板上的荷载全部等效成均布荷载。首先要每个区格中的弯矩总值，对x方向弯矩计算公式如下： （1）对y方向弯矩计算公式如下： （2）式中 c柱帽宽度； q均布荷载；在柱子节点处的楼板弯矩，不在柱子上的楼板乘以弯矩系数：中柱 边柱 把弯矩计算出来之后，按表5.1中所列系数将总弯矩分配给柱上板带和跨中板带。表5.1 经验系数法总弯矩分配表截 面柱上板带跨中板带内 跨支座截面负弯矩0.17跨中正弯矩0.180.15边 跨第一内支座截面负弯矩0.500.17跨中正弯矩0.220.18边支座截面负弯矩0.480.05对板的计算区域进行划分，如下图。图 5.1 板计算区域划分5.1.1对负一层顶板进行计算 求顶板均布荷载设计值：。此次设计，地下室为人防区，为满足人防要求，构件荷载组合应取核爆等效静载与恒荷载同时作用，人防荷载组合计算时不要将将车库顶板上的活荷载组合进去。求各区域X方向总弯矩值：A区 ：；由公式（1）得：B区：由公式（1）得：C区：由公式（1）得：D区：由公式（1）得：计算配筋对A区第一支座端跨柱上板带按T形截面计算，托板宽b=3000mm，T形截面高度h=450+300=750，。由混凝土设计相关方法：先判断类型，由混凝土结构设计规范6.2.10可得：判断公式：当 （3）时为第一种T形截面。公式中：系数，由混凝土结构设计规范6.2.6可知为1.0； 混凝土抗压强度设计值； M弯矩设计值。由公式（3）得：为第一类T形截面，再分布求解：由混凝土结构设计规范6.2.6可得： （4）公式中：相对受压区高度。由公式（4）可得： ，可求得。由混凝土结构设计规范6.2.6可得： （5） 公式中：钢筋抗拉强度设计值； 受拉钢筋截面积。由公式（5）可得：。对A区端跨柱上板带跨中，弯矩为，全板带宽，则半板带宽为3.625m。因此，每米的弯矩为。次部分可以按矩形截面计算，高度h=450mm，宽度b=1000mm。由公式（4）得，可以求得。由公式（5）可得：。表5.2负一层地下停车库A区板配筋计算表格（跨端有半柱帽）覆土厚度：1.5m人防网柱：6.4m6.4m板厚：450托板厚：300混凝土：C35钢筋HRB400级恒重：等效静载荷载组和设计值：柱帽有效宽度：M=2644.8KNm端跨柱上板带（有半柱帽）端跨跨中板带第一内支座跨中边支座第一内支座跨中边支座弯矩系数弯矩值KNm1322.40.8=1057.9687.6872.8449.60.8=359.7581.9105.8KNm/m按T形截面计算托板宽b=3000mm189.7B=300099.2160.529.2有效高度h0 （mm）750-35=715450-35=415715415415415钢筋面积A（）4245134830076611069193配筋18C18200（通）+10C20200（暗梁通）C18200（通）+C16200（短）18C18200（通）+10C20200（暗梁通C18200（通）C18200（通）+C12200（短）C18200（通）A=7718A=2011A=7718A=1570A=1571A=1570表5.3 负一层地下停车库B区板配筋计算表格覆土厚度：1.5m人防区柱网:8.1m6.4m板厚：450托板厚：300混凝土：C35钢筋：HRB400级恒载：等效静载荷载组合设计：柱帽有效宽度：总弯矩4480.1（KNm）内跨柱上板带内跨跨中板带支座负弯矩跨中正弯矩支座负弯矩跨中正弯矩弯矩系数弯矩值KNmKNm/m按T型截面计算托板宽度b=3000178.0168.1148.3有效高度（mm）750-35=715450-35=415415415钢筋面积721411551091963配筋18C18200（通）+11C20200（暗梁通）C18200（通）C18 200（通）C18 200（通）A=8032A=1570A=1570A=1570表5.4 负一层地下停车库C区板配筋计算表格（跨端有半柱帽）覆土厚度：1.5m人防网柱：6.4m8.1m板厚：450托板厚：300混凝土：C35钢筋HRB400级恒重：等效静载荷载组和设计值：柱帽有效宽度：M=2924.7KNm端跨柱上板带（有半柱帽）端跨跨中板带第一内支座跨中边支座第一内支座跨中边支座弯矩系数弯矩值KNm1463.40.8=1169.9760.4965.2497.20.8=397.8643.4117.0KNm/m按T形截面计算托板宽b=3000mm187.8b=300098.2158.928.9有效高度h0 （mm）750-35=715450-35=415715415415415钢筋面积A（）80302051802515541558993配筋C18200（通）+10C20200（暗梁通）C18200（通）+C16200（短）C18200（通）+10C20200（暗梁通）C18200（通）C18200（通）+C12200（短）18C18200（通）A=8481A=2011A=8481A=1570A=1571A=1570表5.5 负一层地下停车库D区板配筋计算表格覆土厚度：1.5m人防区柱网:8.1m6.4m板厚：450托板厚：300混凝土：C35钢筋：HRB400级恒载：等效静载荷载组合设计：柱帽有效宽度：总弯矩4480.1（KNm）内跨柱上板带内跨跨中板带支座负弯矩跨中正弯矩支座负弯矩跨中正弯矩弯矩系数弯矩值KNmKNm/m按T型截面计算托板宽度b=3000178.0168.1148.3有效高度（mm）750-35=715450-35=415415415钢筋面积8060145513911263配筋21C18200（通）+10C20200（暗梁通）C18200（通）C18200（通）C18200（通）A=8484A=1570A=1570A=15705.1.2 负二层、负三层顶板计算 求板的均布荷载设计值恒载标准值为：；活荷载为 ：；可变荷载效应控制组合：；永久荷载效应控制组合：；取由永久荷载效应控制的组合：。 求各区域弯矩值：A区：由公式（1）得：B区：由公式（1）得：C区：由公式（1）得：D区：由公式（1）得： 。 计算配筋配计算在前面已经算过，为了突出重点，下面以表格的形式给出结果： 表5.6 负二层、负三层地下停车库A区板配筋计算表格（跨端有半柱帽）覆土厚度：1.5m人防网柱：6.4m6.4m板厚：250托板厚：150混凝土：C25钢筋HRB335级恒重：活荷载荷载组和设计值：柱帽有效宽度：M=315.5KNm端跨柱上板带（有半柱帽）端跨跨中板带弯矩系数第一内支座跨中边支座第一内支座跨中边支座弯矩值KNm157.80.8=126.282.0104.153.60.8=42.969.412.6KNm/m按T形截面计算托板宽b=3000mm22.6b=300011.811.93.5有效高度h0 （mm）400-35=365250-35=215365215215215钢筋面积A（）38387034021610740322配筋18B 14200（通）+8B14200（暗梁通）B14200（通）18B14200（通）+8B14200（暗梁通）B14200（通）B14200（通）B14200（通）A=4000A=769A=4000A=76A=769A=769 表5.7 负二层、负三层地下停车库B区板配筋计算表格覆土厚度：1.5m人防区柱网:8.1m6.4m板厚：250托板厚：150混凝土：C25钢筋：HRB335级恒载：活荷载荷载组合设计：柱帽有效宽度：总弯矩540.0（KNm）内跨柱上板带内跨跨中板带支座负弯矩跨中正弯矩支座负弯矩跨中正弯矩弯矩系数弯矩值KNmKNm