华发新城四季嘉园某车库设计

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摘 要：本文简述了某车库的主要设计过程，针对设计中产生的一些主要问题提出了解决方案，对类似项目的设计有一定的指导意义。

关键词：基础；墙柱；梁板；错层计算

1 工程概况

华发新城四季嘉园位于沈阳市浑南新区，基地西邻沈阳体育学院附属体育学校，北临规划路，东临规划路，南为华发新城丽景嘉园地块。该车库为地下一层，层高3.15m，局部层高4.20m，总建筑面积约为1245m2。

抗震设防烈度为7度，建筑场地类别为Ⅱ类，设计地震分组为第一组，基本加速度为0.10g，设计特征周期值为0.35S。结构设计使用年限为50年，建筑结构安全等级为二级，建筑抗震设防类别为标准设防类（丙类），采用框架结构，结构计算抗震等级为四级。地基基础设计等级为丙级。

2 基础方案

（1）本工程车库外墙为剪力墙，内为框架柱，顶板为主次梁结构，主梁与外墙交界处均设柱子。由于顶板覆土薄仅为300mm，且不考虑消防车荷载，计算出柱轴力在1000kN左右。根据地勘报告，持力层为2层粉质粘土，fak=130KPa，可以做浅基础。内圈框架柱做独立基础，剪力墙做条形基础，条基宽度要将与之相连的柱子包住。此处需注意的是条基宽度的主要取决于墙底处弯矩的大小，而不是轴力。初设时甲方要求不做防水底板，并且局部顶板开洞。这样做考虑冻深等要求，基础埋置深度深，外墙挡土高度高，造成剪力墙的厚度和配筋量较大；并且无底板给施工防水做法造成了困难。开大洞造成其它支座处板钢筋量增多。最后定案时放弃了初设做法，改为增加防水底板，取消顶板开洞。

（2）基础修正的埋置深度，防水底板的厚度和独基高度的取值参见建筑地基基础技术规范，DB21/907-2005、J10615-2005，以下简称辽标。《辽标》5.2.4条对于独立基础或条形基础之间设置了钢筋混凝土构造底板时，构造底板厚度不宜小于1/30柱距，且不小于200mm，板中上、下面的配筋率各不小于0.150%时，基础埋置深度可由室内、外标高的平均值算起。本工程柱距8100÷30=270mm。参见《辽标》8.5.18条，带柱帽的筏型基础，当筏板与柱帽有可靠连接，且板厚不小于300mm，亦不大于柱帽高度的1/3时，柱帽之间的筏板可按全部荷载的20%进行设计。为了尽量增大柱帽范围内的刚度，独基的高度取底板厚度的3倍，如果底板取300mm厚，独基高度就为900mm.本工程柱底内力较小，这样做有些浪费，考虑经济原因，取底板厚度为250mm，独基高度为750mm。以上综合考虑，基础修正的埋置深度取室内标高计算。

（3）柱底内力选用的是SATWE柱底内力结果文件中D+L荷载组合。很多年轻设计师在基础设计荷载选组合时经常混淆概念，有的选竖向导荷，有的选Nmax组合，有的选D+L组合等等。在这里简单的说明一下这三个荷载组合的含义。竖向导荷，它是“平面荷载”模式，它的生成过程与结果与传统的手工导算荷载相近，和各墙柱的支撑的荷载面积有关，和它们本身的刚度无关，它和PM导荷的方法和结果一致，可用于整体型基础和条形基础的设计，一般可得到比较理想的结果。Nmax组合，它取四个方向的风荷载中的最大值，比如X向风是取X+和X-的大值，Y风是Y+和Y-的大值，Nmax结果为每个方向均取最大值，这种组合结果偏大，也同实际不符，我们一般不采用。D+L（1.2恒+1.4活）组合，考虑刚度分配，计算值较其它二种更接近实际情况，我做基础设计一般选用这种组合。如果是框剪结构，D+L组合应注意剪力墙周围的柱轴力和竖向导荷的柱轴力进行比较，差值不要太大，在10%以内可以。

（4）PKPMJCCAD计算基础时需要注意的几点事项：①按照《荷规》第5.1.2条第二款规定，柱、墙竖向构件的活荷载及传给基础的活荷载可以按层数进行折减，程序进行基础活荷载折减只是传到底层最大组合内力文件中，在JCCAD中读取的是SATWE计算后各工况的标准值，如需考虑基础活荷折减则应到JCCAD的：“荷载参数”中输入相应折减系数。②有的设计人员，用JCCAD自动生成独立基础时，基础的底面积与手算结果相差甚远，这是由于程序中有很多标高的设置，输入稍有偏差就会造成结果的错误。在这里不一一指出这些标高的取值方法了，大家可以自己建一个简单的模型进行比较。我个人认为最简便也最直观，不会错的方法是在JCCAD基本参数输入时，可以手动输入修正后的地基承载力fa，然后将地基承载力深度修正系数输为0，将单位面积覆土重勾选为人为设定，输入实际的土重，这样参数中有关标高的数据对计算结果均无影响，计算出基础底面积同手算结果基本一致。

3 墙、柱方案

根据该车库的层高，考虑挡土墙高度，经试算剪力墙250mm厚最为经济合理。车库柱网为8.1m×8.1m，选定柱子尺寸为500mm×500mm，经试算柱子的轴压比及配筋结果普遍较小，将框架柱尺寸改为400mm×400mm，经计算合适。

4 梁、板方案

（1）框架梁方案：要求在保证车库净高要求的前提下，梁截面尺寸尽量经济合理，计算确定8.10m跨标准梁截面为300×700，根据其它专业走线要求，边跨梁截面为300×450，考虑错层的高差不是很大，错层处做一道梁，梁截面为300mm×1700mm。次梁均为十字交叉梁，梁截面为250mm×600mm。

（2）板方案：考虑本工程墙厚、周边覆土高度等实际情况，板边可按嵌固端考虑，减小板内跨配筋，板厚取140mm。局维变电所净高要求3.2m，所以取消此处板块次梁，板加厚，板筋双层双向通长，支座加附加配筋。

5 错层部分建模及计算

（1）建模：本工程标准层高为3.15m，局部三跨局维变电所的层高为4.20m，局维部分将顶板标高抬高1.05m，标准顶板的顶标高为±0.000m。PMCAD建模时层高输入3.15m，将局维部分上节点高调整为1.05m，于是所有与该部分节点有连接关系的构件顶标高均随之变化。错层部位高低跨交界处的错层梁采用调整“上节点高”结合调整“梁顶标高”的方法建模。将错层梁上节点高调整的一端梁顶标高输入-1050mm，以此类推，周围与之相关的梁，剪力墙都按此方法输入，将模型建好后一定要在透视视图中检查一遍，特别是错层部位的墙柱、梁顶标高的关系，更加直观可以发现平面建模中的一些错误。

（2）计算：计算中需要注意的是错层部分将上节点抬高的框架柱。这部分柱与之相连的在Y方向标高是随柱上节点标高，在X方向框架梁是一端降标高，X方向在柱子处形成左右错标高梁。查看WPJ.T结果文件柱信息可以发现，这部分柱子结果是分两段给出的，并且每一段标高的柱子在X方向和Y方向柱的计算长度系数都不同，这里就不详细给出计算方法了。有关于柱的计算长度系数计算的详细讲解大家可参见PKPM多高层结构计算软件应用指南。

6 结束语

随着我国城市建设的飞速发展，对结构设计人员的业务、知识能力提出了更高的要求。结构受力复杂，计算繁琐，从事结构设计可谓是任重道远。特别是我们年轻的设计师，只有在工作中不断的学习、探索，汲取国内外先进的设计理念，努力提高设计水平，才能在平凡的岗位上为我国的建筑发展贡献自己的绵薄之力。