地下车库无梁楼板与梁板式楼板的比较研究

目录TOC\o"1-3"\h\u15425摘要： I1.选题背景和研究意义1.1选题背景“地下车库”，顾名思义就是建在建筑物的下面，低于室外地坪用来停车的地下室。众所周知，地下车库楼盖的作用突出，占造价比重较大，它是传递结构竖向荷载的重要构件，先把竖向荷载传递给柱、墙等竖向承重构件，通过竖向构件再传给基础和地基，由于温度、湿度、净高以及规范要求等因素，建设地下车库的顶板要选取合适的结构类型，科学的顶板布置方案，这一切都会直接或间接的决定地下车库是否可以顺利建造并满足正常使用。因此，选择合理的楼盖结构形式是处理好结构设计安全性、适用性、经济性之间关系的关键。随着我国经济的不断高速发展，人口多，车位少，已成为我国各大，中城市的通病，停车难也成为城市发展的“顽疾”。对于城市资源短缺，土地稀少的现状，为了有效利用规划用地，增大停车率，开发和建设地下车库成了解决当前停车问题的有效途径。房地产开发商将车库建在地下，最大化的利用地下面积，增加停车率，地下车库逐渐向着大面积，大柱距，大跨度的方向发展。随着建筑面积的增大，带来了很多的技术问题，比如：选择不同的车库顶板结构在材料造价、质量控制的难易程度等都有着很大的差异，为了满足行车要求，提高结构的整体刚度及稳定性，需要选择合适的楼盖形式。因此，基于工作和实习经验，对车库顶板结构中的无梁楼板和梁板式楼板两种顶板结构进行了比较分析研究。1.2研究意义随着地下车库的不断普及，为满足设计要求，地下车库楼盖形式也越来越多，也导致很多问题出现。目前，地下车库顶板大体可分为两种：无梁楼板和梁板式楼板，最常见的无梁楼板结构为板柱结构，它们可以把原来集中受力的梁变成无数分散空间受力的工字结构体系，使同高的楼层扩大净空，节省建材，提高施工进度，而且质地更密，抗压性更高，抗振动冲击更强，结构更合理。常见的梁板式楼板主要有：井字梁、十字梁、单向主次梁、大板结构、密肋楼盖、蜂巢芯、网梁。它们不仅可以减少造价，减轻结构自重，减少模板量等优势，也能实现空间的随意分隔，同时还具备结构净高易保证等特点。本文通过实际工程，对地下车库两种常见的楼盖形式在技术要求、经济性能以及发展趋向进行比较，并结合具体案例加以阐述，所得成果希望能对相关设计人员提供帮助。

2.无梁式与梁板式地下车库顶板的研究现状2.1无梁式地下车库顶板国外研究现状国外的无梁楼盖研究始于1906年，学者C.A.P.Tuner在美国明尼苏达州建造了第一座带柱帽的无梁楼盖，至此无梁楼盖的研究正式进入工程界视野，并不断加深拓展。1921年,Westergaard和Stater的分析研究了无梁楼板受力时截面正负弯矩及其过渡段的受力特性。为进一步完善无梁楼盖的理论体系，美国伊利诺伊大学土木系于1956年对均布荷载下有、无柱帽的无梁楼盖体系开展了一系列的模型受力试验，对比了采取深边梁和宽肩边梁时，楼盖内力分布与破坏时的不同形态，极大地丰富了无梁楼盖的设计理论。竖向静力荷载作用下空心无梁楼盖结构的设计理论，主要由前联邦德国海森堡的工程师LeopoldMuller提出，并在1964年由GFranz教授对其提出的巢式空心板楼盖进行了相应的试验研究，进而指出空心楼盖设计可根据同刚度实心楼盖进行。1967年，美国工程师HendlerEH建成了以块状发泡塑料为填充物的空心无梁楼盖，并针对这种结构形式作了大量施工方法和特殊构造措施方面的研究，把实验研究和工程应用的距离又缩短了一大段。之后1982年英国的LA.Clark和GelHot、1986年A.B.Ajdukiewcz和A.T.Klisczewicz。2000年M.S.Hashim和M.H.KAalilLA.B也进行了大量缩尺结构模型的试验研究，提出了大量关于弹塑性理论和裂縫、挠度发展的公式理论和计算方法。2.2无梁式地下车库顶板国内研究现状我国最早建造无梁楼盖直到上世纪八十年代，由国外引进的升板技术，最早出现的是现浇平板无梁楼盖结构体系。九十年代初期开始,我国出现专门的科研人员来对无梁楼盖结构体系进行较为系统的分析和研究，如楼盖的冲切强度专题组、中国建筑科学研究院、解放军后勤工程院以及其他高校的科研单位。其中研究板的抗冲切强度专题组经过深入的分析，最终确定出无梁楼盖的抗冲切强度公式。另外其他科研单位通过对混凝上无梁楼盖的大量实验分析.研究楼盖的塑性设计方法，给出了楼盖在考虑塑性内力重分布时的设计方法。

空心楼盖的应用始于上世纪90年代初，随着现浇混凝土空心楼盖工程在国内应用的逐渐增多，与其相关的研究也陆续成为热点。鉴于其具有白重轻、耗材少，保温隔热好、节能环保等优势,这种楼盖的结构形式的应用得到迅速的推广。

多年来总计建筑面积已逾上亿平米。圆筒型GBF空心楼盖是国内最先开始应用，同时也是工程实例较多楼盖，由于其研究工作开展较早所以理论和实践资料相对比较丰富，研究状况比较成熟。随着近些年来建筑行业发展的不断推动和深入，同时新型施工工艺也在不断的创新，模壳密肋梁结构和组合模盒现浇混凝土双向空腔密肋楼盖的研究成果和工程应用也日趋成熟。如2012发布实施的《现浇混凝土空心楼盖技术规程》（JGJ/T268，2012）与前版相比，与箱体、块体为内模的空心楼盖的部分内容有了更多丰富和补充，这为此类空心楼盖以后的应用提供了更加强有力的技术参数支持。现浇密肋楼盖、现浇空心楼盖的国标、省标图集相维推出，促进了现浇密肋楼盖和现浇空心板技术的不断深入发展。

湖南大学的沈蒲生教授编写的《楼盖结构设计原理)》对实际工程中常使用的现浇钢筋混凝上单向板助形楼盖、双向板肋形楼盖、井式楼盖、双向密肋楼盖以及无梁楼盖做了详细的介绍，并对在双向板肋形楼盖考虑塑性内力重分布的弯矩调幅方法、双向板肋形楼盖按板破坏机构塑性极限分析的讨论、双向板肋形楼盖按梁-板破坏机构的塑性极限分析、双向密肋楼盖的足尺试验与理论等方面做了深入研究，给工程技术人员和科员人员提供了重要参考。

余振洲和金光豪编著的《地下车库无梁楼盖结构设计技术措施》对内跨8.1m×8.1m柱网，在覆上厚1.0m、1.5m、2.0m、2.5m、3.0m况下，采用经验系数法计算，给出了非人防区和6级人防区地下车库无梁楼盖的顶板厚度、托板和斜柱帽尺寸、柱截面尺时，混凝土和钢筋的强度等级及内跨配筋等重要结论。同时对端跨跨度8.5m、8.1m、7.5m、7.0m、6.5m，边支座有半柱帽和无柱帽时，在相同覆土厚的工况下，采用等代框架近似分析方法计算出弯矩内力，给出了非人防区和6级人防区端跨的弯矩等重要结论。过去很长一段时间内，在设计柱上有梁的双向板楼盖时，设计师常把梁的截面尺寸选的比较大，通常按照梁式楼盖来设计，把梁当做承担楼板反力的支座。而在如何运用浅梁来作为板的加强设计方面仍是一个空白，随着研究理论的不断深入，这个问题直到《ACI规范》颁布之后才得到解决。2.3有梁式地下车库顶板国外研究现状在国外，对井字楼盖和密肋楼盖的研究还是比较多的，但对于有内模埋入形成的空心楼盖的研究还是相对较少的。现浇混凝土空心楼盖起源于德国，是从现浇混凝土无梁楼盖开始的，由前联邦德国工程师LeopoldMuller于二十世纪六十年代中期首先提出，当时称之为“B-Z体系”。G.Franz教授对蜂巢式空心板结构进行了试验研究，指出在静力荷载作用下，可采用相同刚度的实心无梁楼盖的计算方法来设计空心无梁楼盖结构。1967年，美国著名工程师EdgarH.Hendler也提出了一种蜂窝式空心无梁楼盖(CellularFlatPlate)，它是用块状发泡塑料为填充构件而形成的空心楼盖，但他只着重研究了这种结构的施工方法，并没有对其设计理论进行进步的试验研究。

在当时

由于使用发泡塑料作为空心无梁楼盖的填充材料，施工上极为不方便，所以这种楼盖形式没有得到很好的发展。

1979年，英国的G.Elliot和L.A.Clark等做了关于空心板的试验，他们称这种空心板为VaidedSlab,那时还是作为桥面板来研究的。1982年，G.Elliot和L.A.Clank用环氧树脂制作了含单向圆孔的空心板模型,并通过有限元分析得到板刚度系数的近似计算公式，并研究了这种作为楼面板和桥面板的空心板的刚度。

1986年,A.B.A.jdukiewicz和A.T.Kliszczewicz进行了1/3缩尺的六区格无梁密肋楼盖试验，对这种楼盖板的裂缝规律，破坏机构和塑性铰线等进行了研究。2000年，M.S.Hashim和M.H.Khahl进行了八个1/4缩尺的蜂窝式板试验研究，提出了基于“有效弹性模量”的挠度简化计算方法。2.4有梁式地下车库顶板国内研究现状上世纪90年代初，随着现浇混凝土空心楼盖工程在国内应用的逐渐增多,与其相关的研究也陆续成为热点。鉴于其具有减重、省料、节能环保等优势，这种楼盖形式的工程应用得到迅速的推广，20多年来总计建筑面积已达上亿平米。国内最先开始应用同时也是工程实例较多的是圆简型GBF空心楼盖，研究工作开展较早，资料相对比较丰富。随着近些年建筑行业发展的推动和新型施工工艺的创新，模壳密肋梁结构和组合模盒现浇混凝土双向空腔密肋楼盖的研究成果和工程应用也日趋成熟。如2012新发布实施的《现浇混凝土空心楼盖技术规程》(JGJ/T268,2012)较前版,对以箱体、块体为内模的空心楼盖的部分内容有较多丰富和补充，这为此类空心楼盖以后的应用提供了更加强有力的技术支持。现浇密肋楼盖、现浇空心楼盖的国标、省标图集相继推出，促进了现浇密肋楼盖和现浇空心板技术的发展。

在试验研究和理论探讨方面，东南大学，吉林建筑工程学院，中南大学，重庆大学，贵州大学等对圆简式空心楼盖进行了多种缩尺模型试验，并在此基础上作了大量理论研究和分析，得出较多建设性的成果。

组合模盒现浇双向空腔密肋楼盖的研究也比较多:湖南大学张阿粒利用ANSYS有限元软件分析了其在竖向荷载作用下的受力特性，给出了四边简支条件下空腹板的双三角级数形式的解析解，并以截面刚度等效的原则，将混凝土空心楼盖等效为空间网格的密助梁体系，提出了这种结构的实用计算方法图:东南大学程文壤对箱体的内模形式、现浇蜂窝式空心楼盖的计算、现浇蜂窝武空心双向板的计算与施工等进行了探讨；湖南大学吴方伯对WFB密助空心楼盖进行了大比例模型试验，提出了这种楼盖的一整套较为完善的设计计算方法，湖南大学冯承辉对箱型现绕空腹板进行了非线性全过程有限元分析，分析了空腹板在四边简支、角点支承两种条件下的受力性能，提出箱型现浇楼盖可借用密助梁或井式梁楼盖进行内力计算；上海交通大学谢靖中通过有限元模型计算，提出薄壁箱体现浇混凝土空心板可利用各向等效刚度板单元进行计算；武汉理工大学龚瑶进行了密助空腔楼盖体系的振动台模型动力响应分析，得到了在地震作用下结构的变形特征、受力性能和破坏机理。上述为无梁楼板与梁板式楼板的从刚开始使用到现在的不断普及的国内外发展现状，以及国内外两种楼盖形式的发展趋势，各学者明确说出了两种结构在理论和实践中的成果，本文在这些成果的基础上对梁板式楼板和无梁楼板进行了技术对比，结合实际工程在材料使用上进行了经济对比分析，通过对比及结合实际分析两种地下车库顶板的发展趋势，希望能对相关研究提供帮助。

3.无梁式与梁板式地下车库顶板的技术对比地下车库的楼盖形式有很多，目前最常见的为无梁楼板和梁板式楼板，无梁楼板仅指板柱结构，梁板式楼板主要有井字梁结构、十字梁结构、主次梁结构、主梁加大板结构、密肋梁结构、蜂巢芯结构和网梁结构。以下主要对梁板式楼板中的井字梁结构、蜂巢芯空腔密肋梁结构、网梁结构、加腋大板结构和无梁楼板的板柱结构进行技术上优缺点的比较，通过一些已有的理论概念，研究哪一种楼盖结构更适合我国现阶段的发展需求以及地下车库各楼盖形式的发展方向。3.1梁板式楼板3.1.1井字梁、主次梁结构（1）工艺原理井字梁与主次梁结构是由板和梁组成，通常在纵横两个方向都设置梁，有主梁和次梁之分。适用于较大开间的房间。为使楼板的受力与传力较为合理，在楼板下设次梁，以减小楼板的跨和厚度。这样，板上的荷载由楼板传给梁，再由梁传给墙或柱，这样组成的楼板为梁板式楼板。主梁和次梁的布置应考虑建筑物的使用要求、房间的大小、隔墙的在置等。对于大跨度的主梁，为减少梁高，减轻梁的自重，常采用预应力混凝土梁或钢骨混凝土梁，甚至型钢梁等。（2）技术优势常规做法，传力明确，施工难度较低，且技术及施工流程合乎常规。结构整体现浇，整体刚度大。抗压性能好。破坏形态为延性，适用于大柱网结构。抗震性能好。（3）技术劣势裂缝控制配筋较大。钢筋含量大，造成施工现场振捣不方便。主框架梁高800mm~900mm，导致车库层高较高。模板量大，且模板工程复杂。梁底部不平，需抹灰，影响美观。正常施工顺序受天气影响较大，且噪音较大。造价高。施工复杂，工期长。3.1.2蜂巢芯密肋空腹楼盖结构（1）工艺原理蜂巢芯密肋空腹楼盖由现浇钢筋混凝土纵（横）密肋梁、GBF蜂巢芯、框架扁暗梁共同组成，彼此构成密肋楼盖的网状正交T字形密肋空腹框架结构，其中，蜂巢芯是以高强无机胶结料为主要原料，辅以纤维增强，复合制成的一个整体的、带加强肋的空心构件。施工流程为：楼板模板安装后，摆放GBF蜂巢芯，安装蜂巢芯之间的肋梁及板面钢筋，经浇筑混凝土形成蜂巢芯密肋空腹楼盖。（2）技术优势楼盖自重轻，承载能力强，在不改变其结构受力的前提下大幅减轻楼盖自重，相应的柱子，基础较小。结构高度小，可降低层高，由于没有明梁，建筑净空可以增加600mm；如果保持净空不变，则可以减少500mm的层高（比普通梁板增加300mm左右）。施工速度快，空心楼盖结构只需支设平模，可节约梁侧模板和减少模板损耗，施工速度提高30%，从而减少施工设备的租赁费用和人工费用。经济性好，降低工程造价。由于层高降低减少了基坑开挖深度，同时减少了混凝土和钢筋用量，减少了梁底板的抹灰等。车库底平，与传统车库相比，较为美观。（3）技术劣势内部膜壳不参与受力，纯模板使用，较叠合箱结构浪费。无国家规范明确支持及规范该产品。蜂巢芯内部模壳为砂浆等制作，强度较低，运输及安装过程中宜损坏。蜂巢芯内部模壳为一整体，施工时先摆放箱子再绑扎肋梁钢筋，施工难度较大。蜂巢芯的模壳是孤立的，在混凝土浇筑时在侧压下，易产生侧向位移。市场产品型号及生产厂家较多，产品质量不好保证。要求由专业施工人员配合工作，与设备专业对接要求加高。3.1.3网梁结构（1）工艺原理网梁楼盖是箱形截面的密肋楼盖,由预制叠合构件“叠合箱”与后浇肋梁连接成梁板合一的整体，具有底部平整、大空腔蜂巢构造、空间受力的特性。网梁楼盖不属于现浇空心板楼盖,它的受力单元不是“板”而是大翼缘箱形梁。叠合箱是由高强复合砼制做的中空箱体,箱体参与结构整体受力,同时又起到肋梁模板的作用。肋梁采用普通混凝土现浇而成，与叠合箱结合成整体楼盖。施工流程为：楼板模板安装后，安装叠合箱底板，绑扎肋梁钢筋，安装叠合箱侧壁、安装叠合箱顶板，浇注混凝土形成网梁楼盖。（2）技术优势网梁楼盖自重轻承载能力强。网梁楼盖为蜂巢构造其空心率达70%~80%，并具有超强的承载力，特别适合于大荷载以及大跨度建筑。结构自重较轻，相应的柱子、基础较小。网梁楼盖施工快捷：网梁楼盖为三节箱，施工方便，绑钢筋不受影响，楼盖底板整个是一个平板、模板工程非常简单、整张竹胶板铺上就行（不破坏板材，无需加工调配模板）。网梁楼盖形成平整的底板，空间非常整洁美观。网梁楼盖经济性好：网梁楼盖节省钢筋和混凝土，以地下车库为例(8.4x8.4m柱网，1.5米覆土)综合造价比普通梁板结构节省80~180元/平方米。网梁楼盖结构高度小，可降低层高（车库每层可降低400mm）。减少土石方、柱、墙、防水、保温、管线等工程量。网梁楼盖的箱与箱之间通过钢筋钩锚成了整体，振捣混凝土时箱子不产生侧移，且整体性得到加强。网梁楼盖的预制部分在现场施工受天气影响较小，可进行夜间施工延长工作时间。蜂巢型受力模式为t型截面，而叠合箱受力模式为工字型截面，从受力分析，叠合箱较为有利。造价比普通梁板，蜂巢芯均节省。材料供应集中且渠道正规，保证了产品的合格性能。国家颁布正式规范《装配箱混凝土空心楼盖结构技术规程（JGJ/T207-2010），技术方面达到成熟，并且得到了广泛的应用。（3）技术劣势要求由专业施工人员配合工作与设备专业对接要求加高。3.1.4加腋大板结构工艺原理加腋大板体系,指的是在现浇混凝土框架结构中，仅设置框架主梁,不设置次梁,楼板直接支撑在主梁上,楼板采用板端部竖向加腋的平板。通常情况下，在使用普通大平板结构型式的时候，板支座处的配筋会比较大，为了降低板支座的配筋,需要整体增加板的厚度,这样在增加了板支座处计算高度的同时，板自重也增加较多,板的构造配筋也会相应增加。加腋大板的结构型式，仅在楼板端部支座处增加板的厚度,跨中板厚度和质不会变化,在增加楼板支座处截面计算高度的同时，尽可能的降低楼板自重的增加量，这样就可以达到再减少支座配筋的同时，不至于对板支座和跨中弯矩增大较多,跨中的楼板构造配筋也不用增加，最大限度的降低结构本身的经济指标。

在平衡建筑地下室I程的结构需求及经济指标之间的矛盾上,分采用加腋大板体系能够起到良好的效果。通常在加腋板的一侧，在净跨五分之-的有效范围进行加腋处理,

对混凝土使用数量进行有效控制,增大支座截面高度。当加腋工作处理之后，框架梁和板端部的加腋厚板之间会形成T型梁截面,而板翼缘和矩形梁腹板共同承担框架梁的弯矩，由翼缘承担一定部分框架梁的弯矩，加腋板承受的弯矩主要包括大板支座的负弯矩和板翼缘所承担的梁弯矩，但板翼缘所承担的梁弯矩所占梁弯矩的比例还需研究。技术优势经济性较好。加腋整间大板存在供效应，空间作用明显，较普通平板，加腋板内存在压应力，板弯矩明显减小，跨中的拉应力范围更小，有助于减少开裂。受力模式科学，能够承担较大的楼面荷载，良好的满足当前建筑结构的设计要求。具有良好的防水和抗渗效果。为满足楼层的实际需求，最大限度的延伸板跨，体现出了厚板的强度和刚度。施工便捷。室内空间观感舒畅。3.2无梁楼板板柱结构（1）工艺原理无梁楼板是一种双向受力的板柱结构，是在楼板跨中设置柱子来减小板跨，不设梁的楼板在柱与楼板连接处，柱顶构造分为有柱帽和无柱帽两种，当楼面荷载较大时，为提高板的承载能力、刚度和抗冲切能力，可以在柱顶设置柱帽和托板来减小板跨、增加柱对板的支托面积，无梁楼板的柱间距宜为6m，成方形布置。由于板的跨度较大，故板厚不宜小于150mm，一般为160～200mm。（2）技术优势无梁板结构因不设置梁，板面荷载直接由板传至柱，传力路径简捷。不设梁，车库层高低，净空利用率高。板底底面平整，造型美观，有利于通风、便于布置管线和施工的优点。结构简单，施工便捷。造价低。便于采用工业化的施工方式。（3）技术劣势无梁板结构需要较厚的板，强度较高的混凝士和钢筋。柱网不宜过大。对主楼支撑效果不好，抗压性能差。从结构性能方面看,无梁板的延性较差，易发生脆性破坏。目前无梁楼盖技术在非抗震设防区的应用中，既可以做到结构安全、适用，也取得了可观的经济效益:在抗震设防区，当结构设计时应严格按照《抗震设计规范》进行设计，做好板柱节点设计处理，这种结构对减小建筑层高起到很大作用。通过对地下车库无梁楼板与梁板式楼板的技术应用进行研究，梁板式楼板适用于对净空高度要求不高的建筑，与无梁楼板相比，梁板式楼板整体刚度和稳定性更好，尤其是近几年新兴的蜂巢芯结构和网梁结构。无梁楼板适用于层高低，但对净空要求比较高的建筑结构，它施工方便，节省材料，更美观，但是由于随着地下车库的普及，无梁楼板出现坍塌的事故愈来愈多，自2020年4月1日起，山东省将全面禁止使用无梁楼盖。目前这两种楼盖类型还是太有局限性，蜂巢芯结构和网梁结构一样，都是近几年发展起来的新技术，在保证楼板具有足够刚度和稳定性的同时，也提高了楼板的空心率，经济性和施工速度，降低了层高。所以不断发展新技术，才是当务之急。

4.地下车库无梁楼板与梁板式楼板的经济性能比较地下车库由于建筑面积较大，所耗费建筑材料较多，相应的建设造价也就很高，一般多层地下车库的造价占小区总建设造价30%~40%的比重。从经济性的角度来说，采用合理的手段，适当降低多层地下车库的造价，可以为开发商带来很大的经济效益。为了降低多层地下车库造价，设计方可以通过优化设计的方法对影响多层地下车库造价的各个因素进行分析，通过对比，找到降低多层地下车库造价的措施。多层地下车库造价中，材料造价(模板、钢筋和混凝土造价)可以占到60%~-70%，所以降低多层地下车库造价可以通过降低材料造价入手。以下就鲁商凤凰广场二期地下车库项目讨论地下车库顶板采用无梁楼板或者梁板式楼板是否合理，分析在何种情况下采用哪种楼板更经济，比较相同面积下无梁楼板与梁板式楼板的模板用量、钢筋使用量及混凝土用量，得出在怎样的情况下采用怎样的楼盖形式更合理，为同类地下车库结构设计提供参考。截取本工程中三跨相同条件下一样的的梁板式楼板（图4-1）和无梁楼板（图4-2），对其模板用量、钢筋用量、混凝土用量进行经济对比。图4-1梁板式楼板图4-2无梁楼板4.1模板工程本项目所采用的单张模板表面积为：m2,高层建筑专用清水模板95元/张。4.1.1梁板式楼板使用量及费用图4-3可知竖向四个主梁分别为KL29、KL32、KL34，截面尺寸均为500×700。横向四个主梁分别为KL127、KL125、KL121、KL118，截面尺寸均为300*700。次梁为L114和L117c截面尺寸300×650，L120截面尺寸350×700。下面进行梁板式楼板模板使用量及所用费用计算。（1）梁模板使用面积：（2）顶板模板使用面积：（3）所需模板数量为：张（4）所需费用：元图4-3梁板式楼板梁尺寸及配筋图4.1.2无梁楼板的使用量及费用结合图4-2和表4-1可知无梁楼板的柱帽类型ZM-A1以及尺寸，进行无梁楼板模板使用量以及所需费用计算。（1）柱帽模板使用量m2（2）顶板模板使用量m2（3）所需模板数量张（4）所需费用元表4-1柱帽尺寸表编号abc板厚h1托板厚度h2柱帽厚度h3备注ZM-R138003800详平面300托板ZM-R245004500详平面300托板ZM-A138003800300350300300柱帽+托板ZM-A238003800300350300300柱帽+托板ZM-A338003800300350400300柱帽+托板ZM-A445004500400350400400柱帽+托板ZM-A5380038002OO详平面250200柱帽+托板ZM-B138003800300500400300柱帽+托板ZM-B238003800200500400200柱帽+托板ZM-B326002600500500托板ZM-B438003800200500400200柱帽+托板ZM-B545004500400500400400柱帽+托板ZM-B638003800300500500300柱帽+托板通过对地下车库无梁楼板与梁板式楼板模板使用量及所需费用的比较研究显示，梁板式楼板的模板使用量明显要多于无梁楼板，梁板式楼板在支模过程中结构复杂，施工麻烦，且需要大量对新模板进行加工，导致部分模板无法二次使用，浪费材料，而无梁楼板操作起来施工起来就显得比较便捷，且大部分材料还可以进行二次使用，单从模板研究明显无梁楼板更占优势，但这也不能直观地说明无梁楼板更好，还需要从多方面对两者进行比较研究。4.2钢筋工程钢筋工程是工程中非常重要的一个环节，它的质量直接影响到整个工程的工程质量，要想增加其构件强度，那就要增加钢筋数量或者采用大直径钢筋，这样不但增加了成本，也增加了构件本身的自重，有悖结构设计的初衷。那么，选择怎样的地下车库顶板结构形式既能满足承载力需求，也能降低成本呢？以下对同等条件下梁板式楼板与无梁楼板的钢筋使用量及所需费用进行比较研究，探讨两种楼盖形式在不浪费材料的情况下在实际工程中怎样选择才能更经济。根据市场行情得表4-2钢筋价格表。表4-2钢筋价格表钢筋级别直径型号厂家价格三级钢筋12HRB400E济钢/莱钢/唐钢/敬业4710三级螺纹钢14HRB400E济钢/莱钢/唐钢/敬业4670三级钢筋16HRB400E济钢/莱钢/唐钢/敬业4760三级螺纹钢18HRB400E济钢/莱钢/唐钢/敬业4550三级钢筋20HRB400E济钢/莱钢/唐钢/敬业4470三级螺纹钢22HRB400E济钢/莱钢/唐钢/敬业4470三级钢筋25HRB400E济钢/莱钢/唐钢/敬业4530三级螺纹钢28HRB400E济钢/莱钢/唐钢/敬业4600三级钢筋32HRB400E济钢/莱钢/唐钢/敬业4520三级螺纹钢36HRB400E济钢/莱钢/唐钢/敬业4770三级钢筋40HRB400E济钢/莱钢/唐钢/敬业48004.2.1梁板式楼板钢筋用量及费用（1）板面钢筋计算如图4-4梁板式楼板配筋图可知，板上下筋均为12的钢筋，间距为200mm。图4-4梁板式楼板配筋图所需钢筋根数：根所需钢筋重量：t所需费用：元（2）梁钢筋计算根据图4-3可知所截取跨各梁的配筋，查GB50010-2010《混凝土结构设计规范》得各型号钢筋每米的质量得表4-3。表4-3各型号钢筋每米质量钢筋型号（直径mm）每米质量（kg）100.62120.88141.21161.58202.5222.97253.83284.81KL118所需25mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元22mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元12mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元总费用：元KL12125mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元22mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元12mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元总费用：元KL12525mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元12mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元总费用：元KL12725mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元12mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元总费用：元KL2825mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元16mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元12mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元总费用：元KL2925mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：16mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元12mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元总费用：元KL3225mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元16mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元12mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元总费用：元KL3425mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元14mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元12mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元总费用：元L11425mm钢筋长度：m质量：所需费用：元22mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元20mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元16mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元12mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元总费用：元L117c25mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元22mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元12mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元总费用：元L12125mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元18mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元12mm钢筋长度：m质量：kg所需费用：元总费用：元经计算得所选跨中无梁楼板钢筋工程所需总费用为：4.2.2无梁楼板钢筋用量及费用由图4-3可知无梁楼板板面钢筋为ZSB-R1，查表4-4得上部筋和下部筋均为直径为16的三级钢筋，均为HRB400E。表4-4无梁楼板板带配筋图无梁楼板板带配筋图柱上板带编号通长筋ZSB-R1BΦ16@200;TΦ16@200ZSB-R2BΦ18@200;TΦ16@200ZSB-R3BΦ20@200;TΦ16@200ZSB-R4BΦ18@200;TΦ18@200ZSB-R5BΦ16@200;TΦ18@200跨中板带编号通长筋KZB-R1BΦ16@200;TΦ16@200KZB-R2BΦ16@200;TΦ18@200（1）板面钢筋计算所选三跨区域每跨钢筋长度为9m，间距0.2m。所需钢筋根数为：根钢筋重量为：kg按照市场价16的钢筋为4760元/吨，则所需费用为元（2）柱帽钢筋计算由图4-5可知，柱帽底部配筋为12mm的钢筋，间距200，长度为3800mm。所需钢筋数为根钢筋重量为kg按照市场价12的钢筋在4710元/吨，则所需费用为元。图4-5柱帽构造详图无梁楼板钢筋工程所需总费用为元。通过对本工程截取的三跨相同面积的梁板式楼板与无梁楼板钢筋工程钢筋所需费用分别进行了计算，在相同面积的情况下，梁板式楼板钢筋需要花费78294.91元，无梁楼板需要13957.89元，两种楼盖形式的经济有着很大的差异。梁板式楼板有梁的存在，需要大量使用钢筋，在增加成本和自重的同时，也增加了自身承载力，可以满足更多的承载需求，而无梁楼板虽然成本低，结构简单，施工起来方便，但太有局限性，在设计中如果存在大荷载的结构，则不宜选用它，并且后期浇筑完混凝土后也会容易出现很多结构问题，如果控制不好，严重了也会出现坍塌等严重事故。所以两种结构各有利弊，需要进行更多的研究。4.3混凝土工程本工程无梁楼板和梁板式楼板厚度均为350mm，全部采用的C30混凝土，外加剂p8抗渗复合纤维抗裂剂。浇筑混凝土时要振捣均匀，严格控制保护层厚度，并保证混凝土质量，严禁加水。本工程所采用的混凝土价格为520元/m3。4.3.1梁板式楼板混凝土用量及费用（1）梁的混凝土用量由图4-3可知所选跨中各梁的截面尺寸，下边进行混凝土量计算。m3（2）板面混凝土用量m3（3）所需费用元4.3.2无梁楼板混凝土用量及费用（1）柱帽混凝土用量根据表4-1可知柱帽的尺寸为3.8m×3.8m，高度为0.3m。m3（2）板面混凝土用量m3（3）所需费用元通过对地下车库梁板式楼板与无梁楼板混凝土用量及所需费用进行计算比较，相同跨度及板厚的情况下，在混凝土工程方面梁板式楼板所需费用173045.6元，无梁楼板152952.8元，两种楼板的经济差距还是挺大，研究表明，楼板有梁的存在，确实增加了结构整体的承载力和稳定性，也同样增加了他的造价。虽然无梁楼板单从经济方面占了很大的优势，但由于现代建筑业的不断发展，对其要求也越来越高，传统的无梁楼板已经无法满足现代建筑的需求，这也是今年被禁用的原因之一。本章仅从地下车库梁板式楼板与无梁楼板模板、钢筋和混凝土的用量及所需费用进行了比较研究，通过所得数据两者还是存在着非常大的差距，如表4-5，不管是模板、钢筋还是混凝土，在经济上无梁楼板占着绝对的优势。另外梁板式楼板为了满足净空高度，需要增加楼楼高度，这就导致在基坑开挖过程中，开挖方量增大，也导致成本提高。随着中国经济的不断发展，车辆增多，地下车库的使用面积也在不断扩大，这就导致对地下车库顶板的要求越来越高，而不是再追求低成本，传统的无梁楼板已经无法满足现在社会的需求，越来越多的倾向于梁板式楼板，但是传统的梁板式楼板造价过高，不符合设计的初衷，所以需要对传统的楼盖形式进行革新，如最近比较流行的蜂窝芯结构和网梁结构，这两种结构安装过程中对技术要求很高，所以新型楼盖形式的研究将是地下车库楼盖形式设计上的重点。表4-5工程量费用汇总表项目无梁楼板梁板式楼板工程量单价（元）单方造价（元）工程量单价（元）单方造价（元）模板工程（张）28495269803999537905钢筋总量（t）13957.8978294.91混凝土量(m3)2948332.78520173045.6合计193890.69289245.51单方差异5.无梁楼板与梁板式楼板发展趋势随着我国经济的快速发展，地下车库也越来与普及，不管是住宅楼、写字楼还是大型商场，地下车库是必备的设施，随着建筑面积的不断扩大，对地下车库楼盖形式的要求也越来越高，一开始最为普及的为无梁楼板，因为它的很多优势，前几年一直是行业内的关注焦点，但实际项目中又多次工程事故，是一个让人又爱又恨又怕的东西，慢慢的将会被梁板式楼板的新兴结构所取代。下面我们将对无梁楼板和梁板式楼板的发展趋势进行简单的研究，分析其原因。5.1无梁楼板的发展趋势无梁楼盖近几年成为行业内的关注焦点，究其原因，无量楼盖结构体系有其明显的有优点，但实际项目中又多次出现了工程事故，任何一个事故都会带来惨重的代价，如图5-1为山东济南某工程无梁楼板坍塌现场，如表5-1为今年发生的地下车库坍塌事故的统计。很多无梁楼板工程事故经过研究分析得出结论，设计基本满足要求，主要问题出在施工方面。以下几点是施工过程中常见的问题：由于支座负筋主要集中在柱帽范围内，而且钢筋直径较大，所以锚固长度很长，但施工单位一般都是统一下钢筋，在一些柱网较大的区域往往锚固长度不够，钢筋长度包不住弯矩范围，往往会造成安全隐患，严重的会发生开裂事件。楼板钢筋与外墙进行锚固连接时，楼板钢筋应放置在墙钢筋上部，如放到下面，当顶板荷载过大时，楼板与外墙会增大发生剪切破坏的可能，而且是连锁倒塌。无梁楼板整体刚度较有梁楼板弱很多，模板必须在混凝土强度达到100%才可拆除，尤其后浇带周围的楼板，曾经有过这样的事故，混凝土强度没有设计要求，为了赶工期，施工单位提前拆模，在没有覆土的情况下，无梁楼板跨中板带已整体下弯，挠度及裂缝均已超过规范要求，最后也很难加固处理。图5-1济南某工程无梁楼板坍塌现场表5-1近几年发生地地库顶板坍塌事故统计事故事件项目地点建设单位项目名称地库顶板结构形式2019.8.31山东烟台富力地产富力湾无梁楼板2019.8.1江西南昌中骏地产雍景湾无梁楼板2018.11.12广东中山万科地产万科城无梁楼板2017.11.5河北沧州嘉禾地产一方花园无梁楼板2017.8.19北京石景山区不详黄村A-E地块无梁楼板2016.12.5广东河源雅居乐地产雅居乐花园无梁楼板2014.12.17山东济南不详名流华第无梁楼板无梁楼板事故频发，先是济南住建局发布《关于地下车库覆土顶板工程质量安全管理的通知》，紧接着又是烟台住建局发布《限制使用地下室无梁楼板结构》的通知，旗帜鲜明的限制无量楼盖使用，也许不久将来，新建项目将很难见到无梁楼板结构。针对目前无梁楼板事故频发，项目部也做了很多的准备和施工方案。在项目施工的关键时间节点多跑现场，对可能发生安全隐患的重点区域重点关注，多配合项目部发现现场可能发生的安全事故隐患，提前预警。如：地库顶板钢筋绑扎阶段。地库顶板材料堆放、加工区域。地库顶板回填土施工阶段。对可能发生的设计输入条件变化提前预判，提前锁定输入条件，一次设计时予以充分考虑。如：景观方案及时跟进，对景观堆坡和构筑物重点关注，现场分步分项施工前进行复核，如有调整在施工前解决，避免施工后的加固。对场地标高变化较大的情况，在地库顶板变标高部位局部覆土厚度大于常规的覆土厚度时关注设计计算时是否进行充分考虑。5.2梁板式楼板的发展趋势与无梁楼板相比在承载力方面梁板式楼板就更具有优势了，通过近几年全国地库坍塌事故的统计显示，大部分无梁楼板，但这也不那个放松对梁板式楼板的设计与施工，可能由于现场施工过程或者验收过程中对问题没有及时发现，也会带来无法挽回的事故。梁板式楼板的破坏形态大多发生在梁的正截面和斜截面上，钢筋混凝土梁正截面破坏主要有以下形式:适筋破坏:该梁具有正常配筋率,受拉钢筋首先屈服,随着受拉钢筋塑性变形的发展,受压混凝土边缘纤维达到极限压应变,混凝土压碎.此种破坏形式在破坏前有明显征兆,破坏前裂缝和变形急剧发展,故也称为延性破坏。超筋破坏:当构件受拉区配筋量很高时,则破坏时受拉钢筋不会屈服,破坏是因混凝土受压边缘达到极限压应变、混凝土被压碎而引起的。发生这种破坏时，受拉区混凝土裂缝不明显，破坏前无明显预兆，是一种脆性破坏。由于超筋梁的破坏属于脆性破坏，破坏前无警告，并且受拉钢筋的强度未被充分利用而不经济，故不应采用。少筋破坏：当梁的受拉区配筋量很小时，其抗弯能力及破坏特征与不配筋的素混凝土类似，受拉区混凝土一旦开裂，则裂缝区的钢筋拉应力迅速达到屈服强度并进入强化段，甚至钢筋被拉断。受拉区混凝土裂缝很宽、构建扰度很大，而受压混凝土并未达到极限压应变。这种破坏是“一裂即坏”型，破坏弯矩往往低于构件开裂时的弯矩，属于脆性破坏，故不允许设计少筋梁。钢筋混凝土结构斜截面主要破坏形态：斜拉破坏：当剪跨比较大且箍筋配置较少、间距太大时，斜裂缝一旦出现，该裂缝往往成为临界斜裂缝，迅速向集中荷载作用点延伸，将梁沿斜截面劈裂成两部分而导致梁的破坏。破坏前梁的变形很小，且往往只有一条斜裂缝，破坏具有明显的脆性。剪压破坏：当剪跨比适中或箍筋量适量、箍筋间距不太大时，发生得破坏称为剪压破坏。剪压破坏有一定预兆。斜压破坏：这种破坏发生在剪跨比很小或腹板宽度很窄的T形梁或I形梁上。发生这种破坏时破坏荷载很高，但变形很小，箍筋不会屈服，属于脆性破坏。所以不管选用哪种结构，有自己优势的同时也有着很大的劣势，传统的梁板式楼板，如井字梁结构、主次梁结构等，在承载力方面有着很大的优势，但通过计算显示他们的造价特别高，为了满足在承载力和经济上的需求，需要设计人员在传统的梁板式楼板基础上进行革新，在满足承载力的同时也可以降低其成本，如现在的蜂窝芯结构和网梁结构。通过对地下车库无梁楼板和梁板式楼板近几年发展趋势的研究，发现近几年已经发生了翻天覆地的变化，传统无梁楼板将慢慢被取代，新兴楼盖形式将慢慢被普及，这是现在甚至以后建筑业应该走的路线，还需要继续加强对新型楼盖形式的研究，做到既经济承载力也满足要求，在减少成本的同时把地下车库坍塌事故归零，才是建筑业的初衷。结论与展望在现代城镇化建设的过程中，地下车库建设有效地利用了土地资源，解决了很多家庭停放车辆的问题。在地下车库顶板的建设中，有多种类型可供选择，本篇文章主要介绍了各种常见类型的顶板架构以及它们的优缺点，并从工程造价方面和经济性方面全面进行了分析。在这些不同的结构形式中，应考虑多方面因素的影响，选择建造具有科学性、合理性以及经济性的地下车库顶板，提高它的经济效益和社会效益。从研究现状来看，主要介绍了无梁楼板与梁板式楼板在国内外的研究现状，阐述了两种楼盖形式未来的发展趋势。从工程技术来看，介绍了无梁楼板和梁板式楼板各结构类型的优缺点以及适用范围，通过理论对比的方式，得出在什么环境下更适用于那种结构及地下车库楼盖形式的发展方向。从工程经济来看，通过对两种楼盖形式在材料上进行经济对比显示，梁板式楼板的造价远高于无梁楼板，单从这一方面无梁楼板占了绝对优势，但是选择需要多方面考虑，研究发展新兴楼盖结构才是当务之急。从发展趋势来看，通过对两种地下车库楼盖进行多方面的研究，显然无梁楼板更具优势，但是随时全国各地无梁楼板事故频发，不得不限制对他的使用，说明了传统的楼盖渐渐无法满足现代的需求，