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【摘 要】 由于城市建设的发展，地下车库设计的经济性、合理性在优化城市居民住房质量以及减少建设单位施工成本中起着重大的作用，地下车库的优化设计就会变得非常必要以及重要。
【关键词】 地下车库；优化设计；无梁楼盖；平板式筏板基础
由于城市人口的密集化、住房建设的扩大化、土地需求的越来越大的形势、施工成本的增加，对车库需求提高的时候，建设单位对工程成本的控制变得非常严格。针对建设单位所说的增加地下车库利用率、减少施工成本的问题，在结构设计中选择以下方法对地下车库的结构形式进行调整，以达到结构设计优化：
1）对地下车库的柱网大小进行调整；
2）车库顶板选择梁板体系和无梁楼盖之间进行选择；
3）针对基础形式进行不同的选择。
一、柱网调整优化
对于地下车库工程，一种情况是地下二层，层高是4.7米，满足机械停车位的要求；另一种是地下一层，层高3.6m，单层停车。通过分析后得出，除建筑规划调整外，结构形式的选择上也有着非常大的调整空间。原来的建筑方案中车库柱网双向跨度都是8.4m，即使达到很多的商业作用的地下空间柱网要求，但是跨度需要我们注重的是空间的合理性，对停车库来说，它的空间使用率不是非常好。通过认真分析，柱网调整成水平方向7.8m，垂直方向是6.4m和5.2m两种跨度，同时把框架柱的截面由本来的600x600，调整为500x500，经由这种优化以后：
1）因为建筑柱网设置的改变，结构柱之间跨度的降低，框架柱需要承担的负载降低，框架梁的弯矩值有所下降，配筋量也有一定的降低。通过数据分析，框架梁跨度减小后，框架梁的钢筋配筋量降低了百分之二十，很大程度上减少了建设的成本。
2）框架柱截面的大小改变成为500x500后，水平柱之间的跨度变成7800mm，在符合建筑要求停车尺寸中需要的最合理的尺寸的同时，还在地下车库全部大小不进行改变的条件下，提高了一定比例的停车位，很大程度上提高了单位面积的的停车利用率。
二、无梁楼盖和有梁体系比较
因为地下二层是双层机械的停车场，选择小循环的停车方法，地下二层的顶板结构选择无梁楼盖的结构体系，经由柱网跨度的调整，水平方向的框架梁由原来的500x900调整为450x800；垂直方向的框架梁根据原来的500x900调整为300x700。经由反复的数据分析，水平方向的框架梁配钢筋量降低了百分之二十；垂直方向的框架梁配筋量降低了百分之三十。通过和建筑专业以及设备专业的反复方案分析比较，地下二层选择梁板体系，层高降低到4.2米。
地下一层是普通停车位，规范要求的地下车库净高的最低高度是2.2m，通过各种方案的分析比较，在相同柱网的前提下，分析的结果如表1，2所示：
通过上面的数据分析可以看出：梁板体系和无梁楼盖体系在荷载不大的时候，用钢量的多少还是有着非常大的不同，有梁体系相对而言还是比较优惠的；但是假如荷载是比较大的情况下，有梁体系和无楼盖体系用钢量的比较久不会这样明显了，无梁楼盖体系能够降低建筑层高，整体分析它的好处还是非常大的。通过和设备专业的讨论，为了方便设备管道的通行，车库顶板选择使用无梁楼盖的方法，顶板厚度是350CM，柱帽选择平托板柱帽，厚度是4CM，层高降低成3.3米。
三、基础形式的比较
当工程的地勘报告提的抗浮水位非常高时，设计的时候需要尽可能的分析抗浮载荷和简单的抗浮的平衡性。在简单设计中一般选择梁板式筏基，一般梁板式筏板基础的受力合理，简单明确。所以一般选择使用梁板式筏基（图）l或者选择平板式筏基（图2），通过对这两个结构方式的实际比较，分析结结论如表3所示：
对于筏板的设计中，选择平板式筏基方法的用钢量降低为38.29%，明显的降低了钢的使用量，降低了工程造价；同时基础设计中选择反柱帽的方法，通过回填土回填的途径，提高车库荷载配重符合抗浮设计的需要。上面的不同结构形式的改善在降低车库的层高、降低土方开挖量的同时，能够进一步降低水头的标高。
四、主要参数的合理选用
在确定合理的结构形式的时候，需要明确控制不同的参数数据、覆土厚度和荷载；仔细分析计算程序中需要的不同参数，合理的优化设计，在地下车库优化中，对结构经济性影响比较大的重要数据有：
1）消防车荷载：需要根据建筑总图输入消防通道以及登高场的位置的消防车荷载，原则不允许随便增加荷载的范围；分析消防车荷的时候，根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）附录以及覆土厚度情况进行折减，然而规范中没有明确指出覆土应力的扩散角取值范围，根据《城镇供热管网结构设计规范》（CJJ105-2005），分析覆土应力扩散角应该取35度。
2）抗浮水位的选取：明确抗浮水位的时候，需要仔细的分析周边的情况、道路标高的状况。特别是场地周围环境之间的距离差别比较大的时候，水位的选择需要达标的同时，还需要比较合理，这种现象应该分段分析水位。如，一个项目的场地和四周的市政道路是南低北高，两者之间的差距是2.5米，通过和地勘企业、建设企业以及有关专家分析决定，用水平长度20至30米的分段，不同区段的抗浮水位根据阶梯式的不同进行取值，在保证安全的条件下也达到了良好的经济性。
3）抗浮计算系数的选择：现在抗浮计算系数还有着非常多的分析处理途径，第其中一个是按照《荷载规范》3.2.4.3来进行分析，永久荷载抗浮分项系数根据工程不同选择小于1.0的数字——则浮力取标准值，抗浮分项系数根据平时的选择标准取为0.9；另外一种也是按照《荷载规范》3.2.4.3来进行分析，选择的规范——是选择《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）[3]5.2.3条的分析方法，也就是建筑物抗浮稳定系数是1.05，抗浮分项系数是1.0；最后一种分析方法是按照《民用建筑工程设计常见问题分析及图示》（05SG109-1）[4]3.6.11，建筑物抗浮力及浮力分项系数都是1.0，同时它们两个的比值要大于1.0；通过分析比较，第一种计算方法是，其它可相对而言比较好的，通过规范中抗浮条款的安全度合理，所以经常选择使用第一种方法实施抗浮的计算。
五、地下车库含钢量、含混凝土量的常规控制指标及规律
通过分析比较，各种类型地下室车库经济性指标有着不同程度的规律。在荷载取值一样的条件下，大柱网比小柱网每平方米钢筋含量高30千克，混凝土立方米含量高0.25千克；抗震等级每提高一个级别，钢筋每平方米含量提高10kg千克，混凝土含量没有什么显著的变化；人防地下室比普通地下室每平方米钢筋含量高30千克，混凝土每平方米含量高0.25千克。
六、结语
在结构的优化设计中通过持续的分析以及研究，能够知道以上几方面的改善设计对地下车库设计产生的经济效益以及车位的合理布置的效果是非常明显的。功能选择的优化性和结构受力分析的合理性都是设计工作中的关键问题。这也意味着在设计中要有仔细、认真的钻研态度以及钻研精神，把为用户服务的精神以及对结构优化设计的精神置于优先的位置，用合理的设计为用户节约成本是结构优化设计的目标所在。
参考文献：
[1]孙芳垂，汪祖培，冯康曾.建筑结构设计优化案例分析.北京：中国建筑工业出版社，2011.
[2]李國胜.多高层建筑基础及地下室结构设计一附实例.北京：中国建筑工业出版社，2011.
[3] eB5010—2010混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010
【关键词】 地下车库；优化设计；无梁楼盖；平板式筏板基础
由于城市人口的密集化、住房建设的扩大化、土地需求的越来越大的形势、施工成本的增加，对车库需求提高的时候，建设单位对工程成本的控制变得非常严格。针对建设单位所说的增加地下车库利用率、减少施工成本的问题，在结构设计中选择以下方法对地下车库的结构形式进行调整，以达到结构设计优化：
1）对地下车库的柱网大小进行调整；
2）车库顶板选择梁板体系和无梁楼盖之间进行选择；
3）针对基础形式进行不同的选择。
一、柱网调整优化
对于地下车库工程，一种情况是地下二层，层高是4.7米，满足机械停车位的要求；另一种是地下一层，层高3.6m，单层停车。通过分析后得出，除建筑规划调整外，结构形式的选择上也有着非常大的调整空间。原来的建筑方案中车库柱网双向跨度都是8.4m，即使达到很多的商业作用的地下空间柱网要求，但是跨度需要我们注重的是空间的合理性，对停车库来说，它的空间使用率不是非常好。通过认真分析，柱网调整成水平方向7.8m，垂直方向是6.4m和5.2m两种跨度，同时把框架柱的截面由本来的600x600，调整为500x500，经由这种优化以后：
1）因为建筑柱网设置的改变，结构柱之间跨度的降低，框架柱需要承担的负载降低，框架梁的弯矩值有所下降，配筋量也有一定的降低。通过数据分析，框架梁跨度减小后，框架梁的钢筋配筋量降低了百分之二十，很大程度上减少了建设的成本。
2）框架柱截面的大小改变成为500x500后，水平柱之间的跨度变成7800mm，在符合建筑要求停车尺寸中需要的最合理的尺寸的同时，还在地下车库全部大小不进行改变的条件下，提高了一定比例的停车位，很大程度上提高了单位面积的的停车利用率。
二、无梁楼盖和有梁体系比较
因为地下二层是双层机械的停车场，选择小循环的停车方法，地下二层的顶板结构选择无梁楼盖的结构体系，经由柱网跨度的调整，水平方向的框架梁由原来的500x900调整为450x800；垂直方向的框架梁根据原来的500x900调整为300x700。经由反复的数据分析，水平方向的框架梁配钢筋量降低了百分之二十；垂直方向的框架梁配筋量降低了百分之三十。通过和建筑专业以及设备专业的反复方案分析比较，地下二层选择梁板体系，层高降低到4.2米。
地下一层是普通停车位，规范要求的地下车库净高的最低高度是2.2m，通过各种方案的分析比较，在相同柱网的前提下，分析的结果如表1，2所示：
通过上面的数据分析可以看出：梁板体系和无梁楼盖体系在荷载不大的时候，用钢量的多少还是有着非常大的不同，有梁体系相对而言还是比较优惠的；但是假如荷载是比较大的情况下，有梁体系和无楼盖体系用钢量的比较久不会这样明显了，无梁楼盖体系能够降低建筑层高，整体分析它的好处还是非常大的。通过和设备专业的讨论，为了方便设备管道的通行，车库顶板选择使用无梁楼盖的方法，顶板厚度是350CM，柱帽选择平托板柱帽，厚度是4CM，层高降低成3.3米。
三、基础形式的比较
当工程的地勘报告提的抗浮水位非常高时，设计的时候需要尽可能的分析抗浮载荷和简单的抗浮的平衡性。在简单设计中一般选择梁板式筏基，一般梁板式筏板基础的受力合理，简单明确。所以一般选择使用梁板式筏基（图）l或者选择平板式筏基（图2），通过对这两个结构方式的实际比较，分析结结论如表3所示：
对于筏板的设计中，选择平板式筏基方法的用钢量降低为38.29%，明显的降低了钢的使用量，降低了工程造价；同时基础设计中选择反柱帽的方法，通过回填土回填的途径，提高车库荷载配重符合抗浮设计的需要。上面的不同结构形式的改善在降低车库的层高、降低土方开挖量的同时，能够进一步降低水头的标高。
四、主要参数的合理选用
在确定合理的结构形式的时候，需要明确控制不同的参数数据、覆土厚度和荷载；仔细分析计算程序中需要的不同参数，合理的优化设计，在地下车库优化中，对结构经济性影响比较大的重要数据有：
1）消防车荷载：需要根据建筑总图输入消防通道以及登高场的位置的消防车荷载，原则不允许随便增加荷载的范围；分析消防车荷的时候，根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）附录以及覆土厚度情况进行折减，然而规范中没有明确指出覆土应力的扩散角取值范围，根据《城镇供热管网结构设计规范》（CJJ105-2005），分析覆土应力扩散角应该取35度。
2）抗浮水位的选取：明确抗浮水位的时候，需要仔细的分析周边的情况、道路标高的状况。特别是场地周围环境之间的距离差别比较大的时候，水位的选择需要达标的同时，还需要比较合理，这种现象应该分段分析水位。如，一个项目的场地和四周的市政道路是南低北高，两者之间的差距是2.5米，通过和地勘企业、建设企业以及有关专家分析决定，用水平长度20至30米的分段，不同区段的抗浮水位根据阶梯式的不同进行取值，在保证安全的条件下也达到了良好的经济性。
3）抗浮计算系数的选择：现在抗浮计算系数还有着非常多的分析处理途径，第其中一个是按照《荷载规范》3.2.4.3来进行分析，永久荷载抗浮分项系数根据工程不同选择小于1.0的数字——则浮力取标准值，抗浮分项系数根据平时的选择标准取为0.9；另外一种也是按照《荷载规范》3.2.4.3来进行分析，选择的规范——是选择《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）[3]5.2.3条的分析方法，也就是建筑物抗浮稳定系数是1.05，抗浮分项系数是1.0；最后一种分析方法是按照《民用建筑工程设计常见问题分析及图示》（05SG109-1）[4]3.6.11，建筑物抗浮力及浮力分项系数都是1.0，同时它们两个的比值要大于1.0；通过分析比较，第一种计算方法是，其它可相对而言比较好的，通过规范中抗浮条款的安全度合理，所以经常选择使用第一种方法实施抗浮的计算。
五、地下车库含钢量、含混凝土量的常规控制指标及规律
通过分析比较，各种类型地下室车库经济性指标有着不同程度的规律。在荷载取值一样的条件下，大柱网比小柱网每平方米钢筋含量高30千克，混凝土立方米含量高0.25千克；抗震等级每提高一个级别，钢筋每平方米含量提高10kg千克，混凝土含量没有什么显著的变化；人防地下室比普通地下室每平方米钢筋含量高30千克，混凝土每平方米含量高0.25千克。
六、结语
在结构的优化设计中通过持续的分析以及研究，能够知道以上几方面的改善设计对地下车库设计产生的经济效益以及车位的合理布置的效果是非常明显的。功能选择的优化性和结构受力分析的合理性都是设计工作中的关键问题。这也意味着在设计中要有仔细、认真的钻研态度以及钻研精神，把为用户服务的精神以及对结构优化设计的精神置于优先的位置，用合理的设计为用户节约成本是结构优化设计的目标所在。
参考文献：
[1]孙芳垂，汪祖培，冯康曾.建筑结构设计优化案例分析.北京：中国建筑工业出版社，2011.
[2]李國胜.多高层建筑基础及地下室结构设计一附实例.北京：中国建筑工业出版社，2011.
[3] eB5010—2010混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010