地下车库结构设计标准(初稿).doc

_目录1引言12柱网布置13荷载73.1覆土及景观荷载73.2活荷载84抗浮84.1抗浮水位及抗浮计算84.2抗浮措施104.2.1抗浮桩104.2.2抗浮锚杆115基础底板125.1结构形式及结构计算125.2配筋及制图136顶板结构156.1结构形式及结构计算156.2配筋及制图177墙、柱结构207.1结构设计及计算207.2配筋及制图21-可编辑修改-_1 引言随着经济的发展，无论是广大业主还是政府规划部门，对地下车库要求越来越高。地下车库土建成本占房地产项目土建成本的比重，也越来越大，通常达到20%左右。结构成本占地下车库成本的一半，在满足地下车库建筑功能的前提下，做好结构设计越发凸显其重要性。为推广地库优秀结构设计做法、提高地库结构设计效率和设计质量、降低地库结构成本，我们在总结以往项目经验的基础上，编制了华东区地下车库结构设计标准。本标准主要以华东区最常用的无梁楼盖为基础编制。为统一起见，本地库标准所涉及的柱网具体尺寸均以最低停车要求为基础确定，均取理论值，未预留富余度。在实际项目设计中，应避免生搬硬套本标准中的具体尺寸和配筋，而应根据项目实际情况及本标准所确定的指导性原则进行深化设计。2 柱网布置 柱网布置与结构成本直接相关。在正常跨度范围内，垂直式停车的地下车库柱网一般可以归纳为以下四类：（1） 柱网A：为最常见的柱间3车位的大柱网，两个方向柱网尺寸均为8m左右，参见图1。（2） 柱网B：为中柱网，是柱网A的变形，柱间为2车位，车宽方向柱网尺寸相应缩小，另一方向柱网不变，参见图2。（3） 柱网C：为中柱网，同样是柱网A的变形，柱间为3车位，但车长方向柱子数量增加，车位头尾及车道两边均布置柱子，参见图3。（4） 柱网D：为小柱网，是柱网C的变形，柱间改为2车位，车宽方向柱网尺寸相应缩小，另一方向柱网基本不变（若柱子居轴线中布置，则可能因柱截面影响而与柱网C有细微差别），参见图4。停车位和车道的尺寸大小要求限定了柱网尺寸。目前，华东区车库停车位最小尺寸一般为2.4x5.3m。车位尺寸要求最高的是杭州，为2.5x6m；其次是宁波，为2.5x5.5m。车道最小宽度一般为5.5m，但南京、杭州及宁波要求车位道最小宽6m。杭州因验收要求，车位、车道尺寸必须为考虑墙柱结构面预留粉刷及包角钢空间0.05m后的净尺寸。此外，南京虽车位尺寸要求不高，但柱间为3车位时，强制要求柱网尺寸最小为8.4m。以华东区适用性最广泛的的柱网尺寸为例，四类基本柱网平面示意图参见图14。图1 柱网A平面示意图图2 柱网B平面示意图图3 柱网C平面示意图图4 柱网D平面示意图在满足车库基本尺寸相关要求的前提下，综合考虑柱截面的影响，上述四类基本柱网形式的最小柱网尺寸可参见下表（尺寸未预留富余度，实际项目可能比下表略大）：序号类别编号最小柱网尺寸(m)柱截面(mm)适用地区1AA17.7x8.050.5x0.7上海、苏州、无锡、南昌2BB15.2x8.050.4x0.63CC17.7x(5.1+5.9)0.5x0.54DD15.2x(5.1+5.9)0.4x0.45AA28.4x8.40.6x0.6南京6BB25.2x8.40.4x0.67CC28.4x(5.1+6.4)0.5x0.58DD25.2x(5.1+6.4)0.4x0.49AA37.7x8.50.5x0.7宁波10BB35.2x8.50.4x0.611CC37.7x(5.3+6.4)0.5x0.512DD35.2x(5.3+6.4)0.4x0.413AA48.1x90.5x0.7杭州14BB45.5x90.4x0.715CC48.1x(5.7+6.6)0.5x0.516DD45.5x(5.7+6.6)0.4x0.4表1 华东区基本柱网尺寸一览表由上表可见，因各地区具体停车要求不同，四类基本柱网可细分为16种不同的柱网尺寸。根据以往项目经验及研究对比，采用小柱网（柱网D）结构成本最低，单车位结构成本比常用的大柱网（柱网A）节省15%以上，综合成本比大柱网节省约120元/m2。故从降低成本出发，地下车库柱网布置应优先考虑采用小柱网。不同类型柱网的优缺点对比可参考下表。各地区应根据项目实际情况及本标准的指导性原则，选取适宜的柱网类型并以之为基础进行深化设计。 地区类型上海、苏州、无锡、宁波、南昌南京杭州柱网A空间开阔，但单车位成本最高，一般不宜采用，除非特殊项目成本允许空间开阔，但停车效率低、单车位成本最高，不宜采用，除非成本允许空间开阔，但跨度过大，单车位成本最高，一般不宜采用，除非成本允许柱网B停车便利性好，但单车位成本偏高，一般不建议采用，除非成本允许停车便利性好，停车效率高、但单车位成本高，不建议采用，除非成本允许停车便利性好，但单车位成本高，不宜采用，除非特殊项目成本允许柱网C单车位成本较低，但停车便利性差，且无突出优势，一般不建议采用停车效率低、单车位成本较高、停车便利性差，一般不宜采用停车效率高，但单车位成本较高，不建议采用，除非结合项目具体情况与柱网D对比有优势柱网D单车位成本最低，优先采用停车效率高、单车位成本最低，优先采用单车位成本低，优先采用表2 华东区地下车库柱网选用一览表3 荷载3.1 覆土及景观荷载 覆土是地下车库顶板的主要荷载之一，华东区各地区地库顶最小覆土厚度根据政府相关部门要求各不相同（顶板最小覆土厚度指根据当地规定绿化面积可全部计入绿地率的最小覆土厚度），详见下表。地区顶板最小覆土厚度(m)备注南京1.2苏州1.2, 1.5市区1.2m，园区1.5m杭州1.5宁波1.2南昌1.2无锡1.0表3 各地区地库顶板最小覆土厚度一览表 在满足当地要求的前提下,地下室覆土厚度宜尽量小。如确实需要种大树，可采用局部堆土方式，同时综合考虑综合管网埋置对覆土厚度的影响。 结构设计应尽早与景观设计沟通并应取得基本设计条件，以便较为精确的确定地下室顶板景观荷载（如确定景观游泳池、假山、喷泉、建筑小品、大树的位置等），避免后续结构设计荷载不能满足景观设计的要求，或者因过于笼统导致取值过大，造成浪费。 对仅有地面绿化无须种植高大树林的土坡，可考虑采用透水性好、容重小的材料组成下垫层或采用地垄墙。3.2 活荷载当采用小于6m的小柱网时，地下车库顶消防通道处消防车荷载应按照建筑结构荷载规范（GB5009-2012）的5.1.1条相关规定，根据顶板跨度插值确定。地下车库顶消防通道处消防车荷载尚应根据覆土厚度进行折减，折减系数可参考下表：覆土厚度（m）0.250.500.751.001.251.50折减系数1.000.920.830.750.660.58表4不同覆土厚度时的等效均布荷载折减系数 消防通道处楼盖设计应按照建筑结构荷载规范（GB5009-2012）的5.1.2的强制性条文规定：对楼盖的主次梁的设计荷载应予以折减。实际计算时，消防车道的楼面板和楼面梁应分别计算。 除消防通道以外的其他区域活载取4kN/m。若考虑施工影响，地下室室外地面施工荷载可按10kN/m考虑，室内（住宅楼平面范围内）部分施工荷载按5kN/m考虑，分项系数1.0。施工荷载与覆土、消防车荷载、人防荷载不同时考虑。 设计单位应在施工图设计前提供荷载平面简图，标示出各不同荷载（特别是消防车荷载等非均匀分布的特殊荷载）的大小和范围。4 抗浮4.1 抗浮水位及抗浮计算抗浮水位的取值关系到地下车库的设防安全和经济合理性，应要求岩土工程勘察单位根据项目建筑场地具体情况和当地水文地质条件经慎重考虑后确定。相关注意事项如下：（1） 华东区部分地区要求抗浮水位按室外地坪以下0.5m取值（沪、宁、苏、锡等）。在此情况下，室外地坪标高的取值决定了抗浮水位标高。应根据建筑场地及周边区域情况，慎重确定地坪标高是按普通室外地坪标高还是按周边道路标高取值。对于地库顶覆土抬高导致地坪标高较周边区域明显高的，更应引起注意，不能直接根据抬高区域地坪标高以下0.5m确定抗浮水位。（2） 对位于山地斜坡地段的地下车库或其他可能产生明显水头差的场地上的地下车库进行抗浮设计时，应考虑地下水渗流在地下车库底板产生的非均布荷载对地下室结构的影响。此时，应要求岩土工程勘察单位根据实测及当地经验提供相关设计参数。此外，也须注意不能因为坡地影响而笼统地采用远高于常规的抗浮水位来进行设计。通过在建筑场地采取可靠的排水措施，可以降低水头差的影响。图5坡地处地下车库非均布水浮力示意图（3） 地下车库在稳定水位作用下所受的浮力一般应按静水压力计算。对临时高水位作用下所受的浮力，若底板埋置于粘性土等弱透水层中（渗透系数k0.5m/d），可以适当折减，此时可要求岩土工程勘察单位根据场地孔隙水压或地下水压实测以及当地经验，提供相关设计参数。（4） 水浮力和抵抗力的分项系数：根据建筑结构荷载规范（GB50009-2012）第3.2.4 条规定，抵抗水浮力的结构自重作为永久荷载，对结构有利组合时其分项系数G 取1.0；根据给排水工程构筑物结构设计规范GB500692002 第5.2.2 条和5.2.3条，对于抗浮结构的设计，地表水或地下水作用应是第一可变荷载，在进行结构构件的强度计算时，它的分项系数取为1.27，水浮力的基本组合设计值为标准值乘上1.27。当计算整体抗浮的稳定性时，抵抗力只计入永久荷载，水浮力采用标准值，抗浮稳定安全系数取1.05（上海地基基础规范要求：抗浮安全系数宜取1.2）。4.2 抗浮措施地下车库优先考虑自重及覆土压重抗浮，但为结构经济性考虑，不得为了增加自重而不合理地加大地下车库底板和顶板厚度。若自重及覆土压重抗浮不足，可考虑采用抗浮桩。当地库底板接近基岩时，尚可考虑采用抗浮锚杆，此时锚杆应按照永久锚杆设计。4.2.1 抗浮桩抗浮桩设计相关注意事项如下：（1） 桩型一般优先选用预制管桩或方桩，其次选用钻孔灌注桩。桩型、桩径、桩长及布桩方案（例如：一柱一桩、一柱多桩）应根据地质条件及浮力大小，经多方案对比后确定。（2） 根据建筑桩基技术规范（JGJ 94-2008）3.5.3条的规定，处于稳定水位以下与无侵蚀性的水或土壤接触的桩，最大裂缝宽度限值可以按0.3mm控制。因此，抗拔桩裂缝宽度限值应根据地下水腐蚀性情况和地下水位变化情况确定是0.2mm还是0.3mm。不分情况均按0.2mm控制显然是不合适的，将造成不必要的浪费。（3） 根据混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）7.1.1条的规定，“钢筋混凝土构件的最大裂缝宽度可按荷载准永久组合并考虑长期作用影响的效应计算，预应力混凝土构件的最大裂缝宽度可按荷载标准组合并考虑长期作用影响的的效应计算”。因而，抗浮桩正常使用状态验算（裂缝宽度）按与正常使用阶段水头对应的浮力计算较为经济合理，不得直接按抗浮桩试桩确定的极限抗拔力计算最大裂缝宽度。4.2.2 抗浮锚杆抗浮锚杆设计相关注意事项如下：（1） 抗浮锚杆设计计算应注意传力路径的问题。从理论上说，不管采用“压”还是“拉”的方法抵抗水浮力，水的浮力都是均匀作用在底板上的，而结构抗浮力作用（除底板自重外的上部结构自重、覆土压重等）都具有不均匀性，并非在整个地下室底板区域均匀分布，可能是集中在一个点上（即柱、桩和锚杆）或一条线上（即墙、梁），即使锚杆均匀分布在底板下，其受力也并不一定均匀。因此，分析传力路径尤为重要。必须确保抗浮锚杆设计与底板、墙、柱结构设计的整体协调统一，避免出现过于保守的浪费现象或因局部抗浮不足而出现安全隐患。当锚杆离柱较远时，尤需引起注意。（2） 锚杆设计属岩土工程设计范畴，一般建筑设计单位可能经验不足。此外，抗浮设计时，现行的规范中对锚杆钢筋截面面积计算无明确的统一规定。因此，建议就设计适用的规范标准、相关控制指标及注意事项等问题咨询当地资深岩土工程设计单位及审图单位后，再进行深化设计。5 基础底板5.1 结构形式及结构计算基础底板钢筋混凝土含量占地下车库钢筋混凝土总量的比重最大，做好基础底板结构设计优化对降低地库结构成本意义重大。地下车库底板结构一般建议采用无梁楼盖的结构形式。从基础底板受力角度考虑，可划分为筏形基础+柱墩、独立基础（或桩承台）+防水板两种不同受力形式。实际项目设计应综合考虑地下车库埋深、地基承载力、水文地质条件以及上部荷载等因素影响，经方案对比后选择适当的形式。基础底板结构设计计算相关注意事项如下：（1） 与高层建筑整体连接的地下车库，地基基础设计应注意主楼和地库间差异沉降控制和处理。沉降后浇带的布置应尽量简洁，避免过多转折。如条件成熟，可考虑与施工标段结合。（2） 如无抗浮等需要，底板也可不挑出外墙。（3） 无论是筏形基础+柱墩、独立基础（或桩承台）+防水板，均应考虑柱墩、独立基础或承台的刚度，按有柱帽无梁楼盖进行整体设计计算。（4） 底板厚度首先要满足冲切承载力要求。板厚及柱帽尺寸可按多数柱下冲切承载力确定，对于个别柱下冲切力较大的,可调整柱帽尺寸来满足抗冲切的要求。柱帽一般建议设计为与底板顶平，当底板上建筑面层较厚时，建议考虑柱帽设计为与底板底平，以提高板底钢筋利用率。当柱帽与底板顶平时，宜设计为元宝形。（5） 最优板厚及柱帽尺寸应通过选择多个可行的方案进行试算、比较后确定。一般控制板的计算配筋略大于构造配筋为宜。（6） 当底板采用梁板式时，基础梁计算应充分考虑承台的作用。特别是裂缝宽度计算时，梁取承台边处的弯矩进行控制，承台算至柱边。（7） 板上下保护层厚度及裂缝宽度不一样，当计算软件中不能分别设置这些参数时，应至少计算两次，分别取相应条件下计算的配筋。5.2 配筋及制图施工图可参照国家标准图集混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(独立基础、条形基础、筏形基础及桩基承台)（11G101-3）中的相关要求进行制图。底板配筋相关注意事项如下：（1） 钢筋可采用一部分拉通，一部分附加的方式进行合理配筋。通长筋可按最小配筋率控制，特别是板底通长筋更应注意优化。当柱墩（或独基、承台等）顶与底板顶面平时，底板附加底筋深入柱墩（或独基、承台等）内满足锚固长度即可。（2） 所有构造按非抗震设计，箍筋无需加密，可按90度弯钩，锚固、接头等一律按非抗震要求。底板、柱墩（或独基、承台等）剖面示意图如下：图6 底板、柱墩剖面示意图典型柱网的底板、柱墩相关尺寸及配筋参见下表（1.2m覆土，抗浮水位为室外地坪以下0.5m，不考虑消防车荷载和人防，以中柱处为例）： 柱网项次小柱网5.4x(5.4+6.4)m大柱网8.4x8.4m砼等级C30C30底板厚h1(mm)300400柱墩厚h2(mm)800900柱墩尺寸a(mm)20002400柱墩尺寸c(mm)300300附加筋长d(mm)1500号筋C10/12200C12180号筋C10/12200C12180号筋C10180号筋C18200C1890表5 典型柱网的底板、柱墩尺寸及配筋6 顶板结构6.1 结构形式及结构计算顶板结构形式不但是影响结构经济指标的重大因素，还对地库净高和层高有重大影响。一般地下车库顶板建议采用无梁楼盖结构。此外，根据具体项目柱网尺寸及荷载的不同，也可考虑采用与其柱网类型相适应的梁板结构方案，包括单向次梁（仅当柱网长短跨差别较大时采用）、主梁+厚板（无次梁）等，并与无梁楼盖方案做比较，综合考虑结构成本、建筑空间及机电管网布置等因素后，方可确定最优的结构形式。顶板结构设计计算相关注意事项如下：（1） 当考虑0作为主楼嵌固端时，审图单位可能要求地库顶板采用梁板结构，此时可考虑以下变通措施：a. 计算地下地上刚度比时，地下刚度只考虑主楼范围内的。b. 地库与主楼相邻一跨范围内设暗梁，若审图单位不认可设暗梁，可采用主梁+厚板或其他梁板结构。c. 嵌固端改为设在基础底板上。（2） 除因0嵌固端问题而考虑地库与主楼相邻一跨范围内设暗梁外，地库顶板无梁楼盖原则上不考虑整体均设置暗梁。（3） 柱帽形式可采用单倾角柱帽、托板柱帽或倾角托板柱帽等形式。柱帽一般设计为柱帽顶与顶板顶平。当影响地库内门、卷帘、机电管线安装时，可以采用考虑柱帽上翻，此时应注意板、柱帽的受力计算和顶面负筋。（4） 顶板厚度首先要满足冲切承载力要求。板厚及柱帽尺寸可按多数柱上冲切承载力确定，对于个别柱上冲切力较大的,可调整柱帽尺寸来满足抗冲切的要求。（5） 最优板厚及柱帽尺寸应通过选择多个可行的方案进行试算、比较后确定。一般控制板的计算配筋略大于构造配筋为宜。（6） 地下车库顶板尽量不要设置纵横交错的反梁，以防排水不利，增加荷载，导致结构开裂。（7） 跨度大的连续梁采用加腋一般比较经济；注意直接用SATWE计算时，由于板荷载传递方式改变，可能会偏不安全。对大板影响较大，中间有次梁布置时则影响不大。设计人应注意复核。（8） 对于板厚和配筋从构造上有较高要求的(如主楼范围内作为嵌固端的地库顶板、转换层等)可以考虑采用大板(不覆土，荷载较小时)，或加腋大板(荷载较大时)。一般可以比十字梁布置方式节省1020%。（9） 梁裂缝应算到柱边，注意与考虑刚域不同。（10） 除承受动荷载及要求不出现裂缝的构件外，现浇楼板均可考虑塑性内力重分布。按弹性计算的弯矩，中间跨可乘0.8的折减系数，边跨双向板可乘0.9的折减系数，角区格不折减。（11） 人防顶板用塑性计算，板与梁整体现浇时，跨中截面的计算弯矩可乘0.7的折减系数；无梁楼盖可乘0.9的折减系数。（12） 地下室顶板计算消防车荷载时，应根据覆土厚度考虑荷载的扩散作用；消防车荷载范围内的梁，应考虑0.8的折减系数进行构件配筋计算。6.2 配筋及制图施工图可参照国家标准图集混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图（现浇混凝土框架、剪力墙、梁、板)（11G101-1）中的相关要求进行制图。 钢筋可采用一部分拉通，一部分附加的方式进行合理配筋。通长筋可按最小配筋率控制。特别是板顶通长筋更应注意优化（理论上板顶受压区无需受力钢筋）。顶板底筋深入柱帽内满足锚固长度即可。顶板配筋平面示意图如下（为简化起见钢筋仅绘出一个方向的）：图6 顶板配筋平面示意图柱帽示意图如下：图7 柱帽平面示意图图8 柱帽剖面示意图 典型柱网的顶板、柱帽相关尺寸及配筋参见下表（1.2m覆土，抗浮水位为室外地坪以下0.5m，不考虑消防车荷载和人防，以中柱及中间跨处为例）： 柱网项次小柱网5.4x(5.3+6.4)m大柱网8.4x8.4m砼等级C30C30顶板厚h1(mm)300400柱帽厚h2(mm)300400柱帽尺寸c(mm)16003000柱上板带顶号筋C10200C12200柱上板带底号筋C12180(C12/890)C14150柱上板带顶附加号筋C14200(C18200)C20200号筋长度L11400(1600)2300跨中板带顶号筋C10200C12200跨中板带底号筋C12180(C12/890)C14150跨中板带顶附加号筋C10200C12200号筋长度L21650(1900)2600柱帽号筋8C88C8柱帽号筋C6100C6100 注：小柱网括号内数值用于6.4m跨表6 典型柱网的顶板、柱帽尺寸及配筋7 墙、柱结构7.1 结构设计及计算墙、柱结构设计计算相关注意事项如下：（1） 从结构经济合理性角度考虑，地下室车道不宜紧邻外墙设置，由于车道顶敞开无法做外墙支撑，将导致外墙厚度及配筋明显增加。（2） 消防水池应尽量利用地下车库侧墙，以利于降低造价。（3） 外墙计算时应考虑水及土的荷载，水头按抗浮水位取，土体侧向力一般按静止土压力计算。当地下车库基坑采用支护桩时，外墙土压力计算可考虑护坡桩的有利影响，按主动土压力计算。外墙的室外地面荷载可取5kN/m(包括可能停消防车的室外地面)。（4） 外墙计算时采用的计算简图、传力路径应符合实际情况。单层地下室一般外墙计算时，应根据外墙厚度、顶板厚、地板厚度及相关刚度，简化为上部铰支、下部嵌固或其他合适的模型进行计算；在地库内侧尚有与其垂直相连墙体的外墙，应考虑内墙的支承作用，根据具体情况，按四边支承板计算；在顶板开洞处，应采取和实际受力状态相符的计算模型进行配筋。（5） 外墙计算也可考虑塑性内力重分布。（6） 地下室外墙可采用压弯构件计算强度和裂缝。（7） 外墙外侧砼保护层厚度可参照混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）及混凝土结构耐久性设计规范（GB/T50476-2008）相关要求取值，一般不宜取得过厚。若当地审图强制要求取40mm或以上，则需注意地库外墙裂缝计算时外侧保护层厚度可取30mm，同时不必附加钢筋网（根据GB/T50476-2008第3.5.4条“对裂缝宽度无特殊外观要求的，当保护层设计厚度超过 30mm时，可将厚度取为 30mm计算裂缝的最大宽度”，以及条文说明）。（8） 一般在墙底、顶不需要设构造梁。当外墙下为桩基，桩中心距大于墙高度时，应按深梁计算配筋。（9） 为提高停车效率，地下车库宜尽量采用矩形柱。柱截面尺寸的选择应在满足建筑要求的前提下，尽量做到经济、合理，柱轴压比宜接近规范限值。7.2 配筋及制图墙的编号及相关范围应在平面图中注明，并另外给出配筋详图（剖面图），不得仅采用文字的形式进行说明。柱施工图可参照国家标准图集混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图（现浇混凝土框架、剪力墙、梁、板)（11G101-1）中的相关要求进行制图。墙、柱结构配筋及制图相关注意事项如下：（1） 墙水平分布钢筋置于外侧，竖向受力钢筋置于内侧；钢筋受力计算控制时，应采用三级钢。（2） 外墙迎水面竖向钢筋采用通长钢筋+1/3墙高附加钢筋方式配筋。（3） 若墙水平钢筋非受力，则宜采用小直径钢筋，间距不应大于200mm。对于大型地下车库，外墙非受力水平钢筋不宜过小，以防开裂渗漏。（4） 柱配筋归并时范围不应过大，应注意其对配筋经济性的影响。（5） 柱纵筋可以采用大直径钢筋+小直径钢筋的配筋形式，以使实际配筋与计算或构造要求配筋更接近，且大直径钢筋放置在角部。（6） 靠地库外墙的边柱，应注意其与地库外墙垂直一边的纵筋应考虑地库墙体刚度的有力作用，配筋应适当减小。 地下车库外墙配筋剖面图如下（1.2m覆土，抗浮水位为室外地坪以下0.5m，层高3.2m）：图9 外墙配筋剖面面示意图 地下车库柱配筋剖面图如下（以中柱为例）： 图10 小柱网中柱配筋图 图11 大柱网中柱配筋图-可编辑修改-