某地下车库大跨方案探析

某地下车库大跨方案探析

赵鹏宇

中色科技股份有限公司河南洛阳471039

摘要：作者通过某地下车库大跨度设计要求，提出了拱形结构的方案设计,针对拱形结构在地下结构中的应用，提出了结构专业设计要点。

关键词：大跨结构；拱形结构；拱梁；拱板

Ananalysisofalargecross-sectionofagarage

ZHAOPeng-yu

（LuoyangEngineering&ResearchInstituteforNon-ferrousMetalsProcessing,Luoyang,Henan471039,China）

ABSTRACTBasedonthedesignrequirementsofthelargespanofthegarage,theauthorputsforwardthedesignofthearchstructure,andputsforwardthemainpointsofstructuraldesignfortheapplicationofthearchstructureintheundergroundstructure.

KEYWORDSLarge-spanstructure；Archstructure;arches；Archplate

1工程概况

本项目为某住宅小区的地下车库，属于大型公用建筑。地下车库上部为小区的公共广场，绿化区域占地较多，要求覆土深度较大，并且道路设置考虑了消防车的通行要求，这使得地下车库的设计荷载很大。为了能够较为经济的满足设计荷载要求，又能够实现使用大空间的功能，地下车库采用混凝土拱形结构方案。

2结构建模

2.1结构布置

拱形结构的典型剖面见图1，中间设置墙体或柱，两端设置挡土墙和斜撑，共同支承上部拱板，形成拱形结构。根据拱形结构的受力特点，上部竖向荷载产生的推力既可以由基础承担，也可由下部拉杆承担。所以地下车库底板既可与上部拱形结构脱开，也可与上部拱形结构连成整体，充当拉杆作用。

图1

2.2结构分析原则

2.2.1设计原则

为了对地下车库拱形结构的受力性能进行全面和深入的研究，本着由简单到复杂、由局部到整体的分析原则，依次采用梁单元简化模型、多跨壳单元模型以及结构整体模型分别进行了计算分析，对拱形结构方案的可行性进行了论证，并对今后的施工提出了合理化建议。

根据拱形结构的受力特点，上部竖向荷载产生的拱脚推力既可以由拱脚基础承担，也可由下部拉杆承担。所以地下车库底板既可与上部拱形结构脱开，也可与上部拱形结构连成整体，充当拉杆作用。两种结构形式各有利弊，为了确定本工程的适用形式，分别对不考虑底板作用和考虑底板作用建立计算模型，进行分析和比较。

2.2.2荷载组合

LC1：1.2恒载+1.4均布活载+1.0底板水浮力

LC2：1.35恒载+1.4×0.7均布活载+1.0底板水浮力

LC3：1.2恒载+1.4不均布活载1（1/3/5/7/9跨布置）+1.0底板水浮力

LC4：1.35恒载+1.4×0.7不均布活载1（1/3/5/7/9跨布置）+1.0底板水浮力

LC5：1.2恒载+1.4不均布活载2（2/4/6/8跨布置）+1.0底板水浮力

LC6：1.35恒载+1.4×0.7不均布活载2（2/4/6/8跨布置）+1.0底板水浮力

LC7：1.2恒载+1.4不均布活载3（第1跨布置）+1.0底板水浮力

LC8：1.35恒载+1.4×0.7不均布活载3（第1跨布置）+1.0底板水浮力

LC9：1.2恒载+1.4不均布活载4（第1跨的半跨布置）+1.0底板水浮力

LC10：1.35恒载+1.4×0.7不均布活载4（第1跨的半跨布置）+1.0底板水浮力

LC11：0.9恒载+1.2底板水浮力

3构件验算及变形分析

3.1拱板

拱板的承载力计算结果见表1。在承载力计算中不考虑应力集中区域，以下所有分析均按照该原则进行。

表1拱板验算结果

3.2拱梁

拱梁截面尺寸为500mm×（800~500）mm（宽×高），承载力计算结果见表2。表中计算配筋量为0或负值时，表示相应钢筋按照构造要求配置即可，以下表格均以此为准。

表2拱梁验算结果

4结论与建议

通过上述多种计算模型和不同结构方案的综合比较，可以得到以下结论与建议。

挡土墙外侧斜撑和中柱每隔5m设置，中柱之间在柱上端设置纵向连梁；上部混凝土拱采用“拱梁+拱板”的结构形式，其中拱梁间距5m，采用变截面的上反形式，截面高度自拱脚至拱顶逐渐减小，两端支撑在相应的斜撑和中柱上；

下部底板结构同样采用“底梁+底板”的结构形式，其中底梁间距5m，与相应的斜撑和中柱连成整体，充当上部拱结构的拉杆。