地下车库结构优化设计
czcivilczcivil
2023年10月19日 19:45:42
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关于这方面,书里有几篇文章都在谈,总体思路是压缩地下室层高,但是很少谈为什么要压缩层高,其实最主要的原因跟高层一样,越高造价越高,挖土钻孔也是如此。 一、根据建筑平面方案布置情况,结合给排水、电气、通风、空调等各专业的设计要求,将所有设备房间布置在地下室建筑平面的左上角。【结构优化如果只在结构自身上做文章,其活动的余地可能很有限,因为方案在大层面上决定造价, 这就好比16米柱网在大概率上成本是高于8米柱网的,所以结构优化要从大的方面去决定战略,在细节方面决定战术,结构造价肯定无敌。这篇文章所做的事情就是说服各专业以节材的思路去做设计,将设备机房放在一个角落,减少设备管线长度及占用层高的范围,既是为结构优化创造条件,也为各专业提供解决思路,这往往不是结构工程师爱做的事情,平面怎么布局,就怎么做结构,优化是很难的。这样说起来很简单,但是需要结构工程师对其它专业的设计有所了解,否者你是调动不了其它专业的思路。】

关于这方面,书里有几篇文章都在谈,

总体思路是压缩地下室层高,但是很少谈为什么要压缩层高,其实最主要的原因跟高层一样,越高造价越高,挖土钻孔也是如此。

 

一、根据建筑平面方案布置情况,结合给排水、电气、通风、空调等各专业的设计要求,将所有设备房间布置在地下室建筑平面的左上角。

【结构优化如果只在结构自身上做文章,其活动的余地可能很有限,因为方案在大层面上决定造价, 这就好比16米柱网在大概率上成本是高于8米柱网的,所以结构优化要从大的方面去决定战略,在细节方面决定战术,结构造价肯定无敌。这篇文章所做的事情就是说服各专业以节材的思路去做设计,将设备机房放在一个角落,减少设备管线长度及占用层高的范围,既是为结构优化创造条件,也为各专业提供解决思路,这往往不是结构工程师爱做的事情,平面怎么布局,就怎么做结构,优化是很难的。这样说起来很简单,但是需要结构工程师对其它专业的设计有所了解,否者你是调动不了其它专业的思路。】

 

二、 机械车库楼层的下移引起底板恒荷载的增加,对底板抗浮验算有利。

【从数据上分析,机械车库的恒荷载并不会带来绝对性有利影响,但是这个思路确实提醒结构工程师要把各种荷载因素考虑在设计中,数值虽小,但是对于大面积计算影响可能会超出我们的预想,这点称赞!但是也有隐患,即机械车库有使用寿命问题,设备更换时会减少恒荷载分布,这点需要注意。】

 

三、车库部分柱网为 6.2X9.0米,楼层层高为 3.1米,层高组成如下:

层高3.1 米,建筑面层 0.1 米,建筑净高 2.1 米,设备管线 0.4米,结构高度 0.5米。

【记住这组数据,对于结构工程师做优化方案就会有明确的参考目标,稍有疑问的是建筑净高,我的印象里应该是 2.2 米,显然这个设计将局部空间充分利用,而设备专业一般不太喜欢 0.4米的紧张尺度,结构高度也不太爽,6.2米可以解决,9.0米则需要一些解决办法,否者很头疼。】

 

四、为选择合理的楼面结构形式,设计前对三种不同的楼面形式通过有限元分析进行配筋比较。

【我从工作起始,画过很多种楼盖,这三种方案我做过两种,第三种没有用过,很多时候我们会觉得我们我们走了很远,实际只是自我设限。这三种方案从大的概念讲都是托板结构,一是平板+柱帽,二是平板+托板,三是加厚柱上板带。从这三种方案可以看,无梁楼盖可以有很多变化形式,主要是改变支座刚度变化,从而影响跨中弯矩,有限元分析可以细致模拟受力情况,在概念设计指导下可以得到细致结果。文章最后选择的不是钢筋用量最少的方案,而是钢筋管理更便于施工的方案,所以结构优化并不是纯粹地省钢筋。但是我还是有一点疑问,原文似乎是以弹性分析结果进行配筋,在满荷载情况下,裂缝是否会对托板刚度

有影响,这个担心也可能多余,毕竟板厚200mm,与规范推荐1/45 相符,值得后面模拟学习一下。】

 

五、第三个方案落选的原因没有交代。

【我的理解是荷载问题,采用较厚柱上板带,意味着大面积增加恒载载值,相比薄板部分,增加约 33%的恒荷载,薄板部分只占柱网间 1/4,配筋量自然多,这与最后方案厚板只占柱网间1/4没法相比。】


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