公交停车库工程设计

1、工程设计立体公交停车库结构设计宁波市城建设计研究院有限公司景浩浙江省交通规划设计研究院张京京【摘 要】 在大公交政策及城市土地日益紧张的趋势下，城市 公交车停车正由以往的地面大 面积停车场停放向立体车库停放转变。本文通过实际工程设计 试就立体公交停车库结构设计中 应注意的若干问题做了一些分析和研究。【关键词】 宽扁梁、节点核心区、温度荷载、公交车库荷载计算1、工程概况宁波市段塘公交停车场停车综合楼为三层框架结构体系，占地面积为126.5 X86.0M*M为大 空间 公交车停车场。建筑场地类别IV类场地，抗震设防烈度六度。建筑最大柱网尺寸为18M* 12M, 基本柱网尺寸为12M*12M。受场地

2、限高条件以及建筑物使用要求净高所限，其框架主梁截面高 度只能取800mm左右。2、工程结构选型本工程属于梁高受限的大跨度结构，适用的结构体系有预应力混凝土结构，宽扁梁结构和钢结 构。从经济性考虑钢结构方案由于造价及维护费用过高而被排除；从施工技术及工期考虑预应 力混凝土结构固然可以降低梁高，减小结构自重和挠度，但由于其施工技术要求高，需要专业化 的施工队伍，并且每层后张拉施工周期长，造成了一定的局限性。故本工程设计采用 宽扁梁框架 体系。3、工程结构设计3.1停车场荷载选取公交车荷载不同于一般小型客车，不能直接选用建筑结构荷载规范表4.1.1提供的车库荷 载，而应该由车轮轮压转换为等效均布荷载

3、，推导过程如下：a、基本数据：车库板厚130mm，板面粉刷层80mm，客车自重考虑110KN，板跨4M*4Mb、导算：P=110/4=27.5KN；车轮局部接触面积 A=0.2*0.2，bcx=bcy=200+2*80+130=490Q=P/(bcx*bcy)=115KN/M2查荷载设计手册附录四表4-1,有瑁0.0188，则qe=0.0188*115=2.162KN/M2,考虑地面检修荷载2.0,则公交停车库楼面荷载q=2+2.162 = 4.162KN/M2,因车辆入库时行驶速度较低，设计时一般不考虑动力系数，故取公交停 车库等效均布荷载标准值q=4.2KN/M23.2温度荷载选择及荷载组

4、合立体停车库顶层一般均设计为露天停车，屋面板受日光直射，昼夜温差较大，故屋顶梁板的温 度荷载效应不容忽视。下面以本工程为例讨论对顶层温度荷载的加载、组合以及SATWE程序的 计算实现。宁波地区属于夏热冬冷地区，温差较大，设计选取温差为(20，-20)，即当前温度 与零温度应力状态时温差为20摄氏度；该温度荷载布置在结构四角、伸缩缝两侧、连体部分等 对温度应力集中部位。因SATWE等程序计算温度应力均为瞬态弹性计算，所以温 度应力参与组 合、配筋，应进行折减，折减系数通常可以取到0.3，以考虑长期效应、微裂纹释放。如不折 减，配筋可能增大太多，与实际不符合。另外值得注意的是，SATWE程序计算时

5、应把考虑温度 应力的板定义为弹性板6或弹性膜，不能应用刚性楼板假定，否则温度效 应不能真实反映。3.3宽扁梁结构设计本工程宽扁梁按跨度不同分三种断面设计：12M跨度断面为1000*800； 16M跨度断面为1000*9 00； 18M跨度断面为1000*900，内设焊接H型钢；框架柱断面规格为700*700。边框梁因相应 荷载 较小选用与柱等宽的梁断面，按普通框架梁设计。宽扁梁框架结构不同于一般钢筋混凝土框架之处在于节点设计。其正截面抗弯承载力、斜截面 受剪承载力及刚度裂缝的计算同普通梁相同，且计算时取宽扁梁全截面，按现行混凝土结构 设计 规范执行。宽扁梁截面尺寸应满足建筑抗震设计规范(GB5

6、0011-2001)对其断面尺寸的规 定，即：梁宽 bb W 2b cbc+hb ；式中b c为柱截面宽度，h b为梁截面高度梁高 hb N16 dL/25；式中d为柱纵筋直径，L为梁跨度宽扁梁节点水平剪力设计值也按现行规范执行，其水平受剪承载力设计值较普通框架梁有所提 高，为 V j=0.1 绐璲(1+N/f cb ch c)f cb jh j+f yvA sv(h b0-a s)/S+0.07f cb 0h j /悛勇E 。故在实际工程设计中，仅需要增加对节点外核心区的受扭承载力计算，方法按现行规范执行，其公式为：M T=1.05翻 b(b b-b c)/2b b对于宽扁梁节点的设计，综合

7、国内外各种文献资料，总结得出节点外核心区抗扭是宽扁梁设计 的核心所在，控制宽扁梁节点区的内力平衡是整个设计的关键。宽梁的部分钢筋若在柱外侧通 过时，在斜压杆的上下端就没有能起平衡作用的竖向压力，在柱外的那部分梁可能被剪坏。对 此有两种解决方法：1、将梁的上部钢筋全部配置在柱宽范围内；2、配置竖向筋以承担压杆推 力产生的竖向分力。第一种方法仅适用于梁宽与柱宽相差不大的情况，节点受力情况也与普通框架梁无异，否则， 将造成柱内钢筋过密无法施工，若以牺牲梁的有效高度而设置多排筋，则梁计算配筋量会增大， 显然也不合理。对第二种方法，有关实验指出，宽扁梁在静载和低周反复荷载作用下，破坏区 域基本在节点外核

8、心区，在外核心区设置箍筋可以起到保护内核，转移塑性铰的作用；而且有 必要设穿过柱内的垂直钢筋，以增强外核心区的强度。本工程宽扁梁节点按第二种方法设计，保证梁内75%以上的纵筋通过柱截面，并通过加强构造 措施提高节点强度和延性，具体做法详见图一三。图一双向宽扁梁等高中节点图二两侧宽扁梁不等高中节点图三宽扁梁主筋布置及箍筋加密区要求3.4宽扁梁挠度控制: 宽扁梁结构的配筋一般都由挠度和裂缝控制，本工程SATWE计算所得最大挠度为1/266,超过混 凝土结构设计规范规定的1/300，对此设计要求施工时模板预先按梁跨度0.35%起拱，且不少 于20mm，梁最终挠度=计算挠度-预起拱值，满足规范要求。3

9、.5局部型钢混凝土梁设计 停车综合楼主梁最大跨度18M，梁高控制900mm,达到L/20, SATWE分析算得该主梁端部弯矩4 995KN - M、跨中弯矩3519KN - Mo因梁端弯矩过大，按普通钢筋混凝土结构配已严重超筋，故 经研究决定将楼层中部18M跨梁改为型钢混凝土梁，此梁两端的柱也相应改为型钢混凝土柱， 以便于梁柱节点连接。普通钢筋混凝土结构中局部采用型钢混凝土组合结构，给设计和施工带 来了一定的麻烦，型钢混凝土梁与型钢混凝土柱及普通钢筋混凝土框架梁的节点连接非常复杂， 纵筋、箍筋和腰筋交错，本工程节点做法详见图四。图四型钢混凝土梁柱节点4、设计体会此类大跨度公交停车库结构设计中应

10、注意的问题有：荷载的正确选择：大型车辆应按空车最大轮压折算成等效均布荷载，且屋面受阳光直 射部 分应考虑温度应力的影响参与荷载组合。宽扁梁结构的设计：宽扁梁支座节点受力复杂，工作特性明显不同于普通框架梁柱节点， 它具有很好的延性和变形能力，设计得当，是一种良好的抗震结构；宽扁梁正截面抗弯、斜截面 抗剪、刚度及裂缝等工作机理和计算方法均与普通梁相同，且强剪弱弯容易实现，延性好；宽扁 梁节点构造复杂，对施工技术和方法要求较高,施工过程中需要设计与施工密切配合。程序计算假定：在考虑温度荷载组合时不能采用刚性楼板假定，必须把考虑温度荷载楼板定 义为弹性板或弹性膜。参考规范及文献混凝土结构设计规范(GB