新型结构体系与设备管线空间协同的地下室及其施工方法

技术领域

本发明属于建筑技术领域，具体涉及一种新型结构体系与设备管线空间协同的地下室及其施工方法。

背景技术

传统的地下车库层高普遍较高，其层高计算公式为：结构高度+设备管线+车库净高。地下车库的层高是影响其造价的核心因素，层高越高，车库体积越大，开挖土方量越大，受地下水的影响也越大，地库造价成本越高。控制地下车库的层高，就是在控制地下车库的造价，这已是行业内的共识。

因此，在满足地下室净高以及楼盖受力的情况下，如何优化地下室柱帽楼盖结构并统筹布置设备管线，以有效减小地下室层高、降低建筑成本，是需要解决的技术问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出一种新型结构体系与设备管线空间协同的地下室及其施工方法，该种建筑结构的地下室在地下室净高要求一定的情况下，通过优化地下室柱帽楼盖结构并统筹布置设备管线，显著降低了地下室的层高、节省了工程造价，增大了车道净高，提高了地下室品质。

本发明通过以下技术方案实现：

一种新型结构体系与设备管线空间协同的地下室，包括设备管线和柱帽楼盖结构，柱帽楼盖结构包括若干框架柱、若干柱帽、若干框架梁和楼板，在此需要说明的是，楼板下相邻四个框架梁合围的方形区域称之为一跨，设备管线布设在楼板的底部，楼板下方设有停车位和车道；

所述设备管线包括风管、消防喷淋主管、消防喷淋支管和电缆桥架；具体地，框架梁的梁底与楼板的板底之间的高差空间为设备管线的安装空间，通常情况下，设备管线靠近楼板的板底或框架梁的梁底布设；具体地，风管与风机房相连；

所述框架梁包括第一框架梁和第二框架梁，第二框架梁的梁底标高大于第一框架梁的梁底标高，且标高之差不小于150mm；在此需要说明的是，梁底标高指框架梁的底面与地面之间的距离高度；所述第二框架梁包括宽扁梁和短跨梁；具体地，宽扁梁指第二框架梁与第一框架梁相比，第二框架梁更宽更薄，为增大第二框架梁的梁底标高，需要减小梁的厚度，同时为确保梁跨的承压能力，而增加梁宽度；短跨梁指第二框架梁与第一框架梁相比，第二框架梁的跨度更小，为增大第二框架梁的梁底标高，需要减小梁的厚度，同时为确保梁跨的承压能力，而减小梁的跨度；具体地，在框架柱之间柱跨不变的情况下，减小第二框架梁的跨度，可以通过增大框架柱顶部柱帽长度将柱帽做成矩形，以缩小第二框架梁两端的柱帽之间跨度，此外，在第二框架梁两端的柱帽大小形状不变的情况下，减小第二框架梁的跨度，可以通过减小框架柱之间的柱跨，以减小第二框架梁的跨度；

所述风管沿第一框架梁和/或第二框架梁的梁底布设，且第一框架梁的梁底布设有风管时，第一框架梁梁底的风管宽度小于1.2m且风管底部不布设消防喷淋支管，风管与第一框架梁和/或第二框架梁交叉，具体地，交叉可以为垂直交叉或斜交叉；具体地，风管沿第二框架梁的梁底布设时，风管的底部可布设消防喷淋支管，基于第二框架梁的梁厚比第一框架梁梁厚小，因此第二框架梁下风管底部布设消防喷淋支管不影响净空；

所述第一框架梁的梁底布设的设备管线最低处标高不低于第二框架梁的梁底布设的设备管线最低处标高；

所述消防喷淋支管与消防喷淋主管连通；

所述车道上方的楼板底部布设沿车道方向的风管、消防喷淋主管或电缆桥架时，风管、消防喷淋主管或电缆桥架的投影不在车道内，即其投影不与车道重合；风管下的高度为地下室有效净高，该种结构能增大车道净高，提高地下室品质；

所述风管的投影与车道交叉时，车道所在跨的风管制作为宽扁结构或拆分为宽度均小于1.2m的两根风管，车道上方与风管交叉的框架梁为第二框架梁，该种结构能增大车道净高。

进一步限定，所述框架柱的平面形状为多边形或圆形，具体的，框架柱的形状包括但不限于方形柱、矩形柱、圆形柱。

进一步限定，所述柱帽的平面形状为多边形，具体地，柱帽的平面形状为正方形、矩形或菱形。

进一步限定，所述柱帽厚度不小于柱帽间框架梁的厚度。

进一步限定，厚度大于100mm的所述电缆桥架绕开风管且不与风管交叉，或交叉处位于风管的末端段，厚度不大于100mm的电缆桥架与风管交叉处向上弯折后从风管与楼板之间高差间隙穿过；风管的末端段厚度较小，可增大交叉处净高；具体地，消防喷淋主管和电缆桥架均不沿风管底部平行于风管布设，消防喷淋主管和电缆桥架可分别与风管布设于楼板下同一跨内，也可以不在同一跨内，当消防喷淋主管和电缆桥架分别与风管布设于楼板下同一跨内时，消防喷淋主管和电缆桥架布设于风管侧边。

进一步限定，所述电缆桥架与消防喷淋主管交叉时，交叉处投影不在车道内或不在风管投影范围内，交叉处电缆桥架向上弯折后从消防喷淋主管与楼板之间高差间隙穿过。

进一步限定，所述电缆桥架与消防喷淋主管、电缆桥架与消防喷淋支管交叉布设时，厚度不大于100mm的电缆桥架与消防喷淋主管交叉处向上弯折后从消防喷淋主管与楼板之间高差间隙穿过。

进一步限定，所述消防喷淋支管与风管交叉时，交叉处消防喷淋支管向上弯折后从楼板与风管之间高差间隙穿过。

进一步限定，所述消防喷淋支管与风管交叉处，风管与楼板之间的消防喷淋支管上设有上喷喷头和/或下喷喷头。

进一步限定，所述柱帽底面为水平面，柱帽之间第一框架梁、第二框架梁位于柱帽的中部，框架梁的钢筋贯通或锚固到框架柱上，框架梁的厚度比楼板的厚度最少大150mm。

本发明解决上述技术问题的技术方案还提供一种新型结构体系与设备管线空间协同的地下室的施工方法，包括以下步骤：建造柱帽楼盖结构的地下室，在楼板下统筹布置设备管线；其中，根据设备管线的走向分布，与宽度小于1.2m的风管交叉的框架梁制作为第一框架梁且风管底部不布设消防喷淋支管，与宽度1.2m以上的风管交叉的框架梁制作为第二框架梁且风管底部可布设消防喷淋支管，风管贴合框架梁的梁底布设；车道上方的楼板底部布设沿车道方向的风管、消防喷淋主管或电缆桥架时，将风管、消防喷淋主管或电缆桥架布设在停车位上方，使风管、消防喷淋主管或电缆桥架的投影不在车道内；风管的投影与车道交叉处，将车道所在跨的风管制作为宽扁结构或拆分为宽度均小于1.2m的两根风管，车道上方与风管交叉的框架梁制作为第二框架梁，车道上方的风管底部不布设消防喷淋支管；在此需要说明的是，该结构体系与设备管线空间协同结构也适用于常规梁板结构体系，提高常规梁板结构体系地下室的品质，节省其工程造价。

由上述技术方案可知，本发明提供的一种新型结构体系与设备管线空间协同的地下室及其施工方法，有益效果在于：该体系结构地下室的柱帽楼盖结构通过柱帽、框架梁和梁板共同受力，既满足了施工规范对地下室楼板作嵌固端的要求，通过在框架柱上设置柱帽，楼板荷载传力路径在常规梁板结构体系的板传梁传柱基础上增加了板传柱帽传柱，在减少框架梁的荷载同时减小了框架梁的跨度，从而可减小框架梁的梁厚、梁配筋，结合设备管线的统筹，从而确保净高、大幅降低层高，提高了地下室品质，节约地下室造价。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为实施例1至4的平面结构示意图。

图2为图1中A-A方向局部剖视图。

图3为图2中B处局部结构示意图。

图4为图2中C处局部结构示意图。

图5为实施例5的平面结构示意图。

图6为图5中D处局部结构示意图。

图7为图6中E-E方向局部剖视图。

图8为实施例6的平面结构示意图。

图9为图8中F处局部结构示意图。

图10为图9中G-G方向局部剖视图。

附图中：1-框架柱，2-柱帽，3-第一框架梁，4-楼板，5-车道，6-风管，7-消防喷淋主管，8-消防喷淋支管，9-电缆桥架，10-风机房，11-终端水泵房，12-终端配电房，13-宽扁梁，14-短跨梁。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1，如图1至图4所示，一种新型结构体系与设备管线空间协同的地下室，包括设备管线和柱帽2楼盖结构，柱帽2楼盖结构包括若干框架柱1、若干柱帽2、若干框架梁和楼板4，在此需要说明的是，楼板4下相邻四个框架梁合围的方形区域称之为一跨，设备管线布设在楼板4的底部，楼板4下方设有停车位和车道5；

所述设备管线包括风管6、消防喷淋主管7、消防喷淋支管8和电缆桥架9；具体地，框架梁的梁底与楼板4的板底之间的高差空间为设备管线的安装空间，通常情况下，设备管线靠近楼板4的板底或框架梁的梁底布设；具体地，风管6与风机房10相连，所述消防喷淋主管7外接终端水泵房11，所述电缆桥架9外接终端配电房12；

所述框架梁包括第一框架梁3和第二框架梁，第二框架梁的梁底标高大于第一框架梁3的梁底标高，且标高之差不小于150mm；在此需要说明的是，梁底标高指框架梁的底面与地面之间的距离高度；所述第二框架梁为宽扁梁13；具体地，宽扁梁13指第二框架梁与第一框架梁3相比，第二框架梁更宽更薄，为增大第二框架梁的梁底标高，需要减小梁的厚度，同时为确保梁跨的承压能力，而增加梁宽度；

所述风管6沿第一框架梁3和/或第二框架梁的梁底布设，且第一框架梁3的梁底布设有风管6时，第一框架梁3梁底的风管6宽度小于1.2m且风管6底部不布设消防喷淋支管8，风管6与第一框架梁3和/或第二框架梁交叉，具体地，交叉可以为垂直交叉或斜交叉；

所述第一框架梁3的梁底布设的设备管线最低处标高不低于第二框架梁的梁底布设的设备管线最低处标高；

所述消防喷淋支管8与消防喷淋主管7连通；

所述车道5上方的楼板4底部布设沿车道5方向的风管6、消防喷淋主管7或电缆桥架9时，风管6、消防喷淋主管7或电缆桥架9的投影不在车道5内；风管6下的高度为地下室有效净高，该种结构能增大车道5净高，提高地下室品质；

所述风管6的投影与车道5交叉时，车道5所在跨的风管6拆分为宽度均小于1.2m的两根风管6，车道5上方与风管6交叉的框架梁为第二框架梁，该种结构能增大车道5净高。

本实施例中，所述框架柱1的平面形状为多边形或圆形，具体的，框架柱1的形状包括但不限于方形柱、矩形柱、圆形柱。

本实施例中，所述柱帽2的平面形状为多边形，具体地，柱帽2的平面形状为正方形、矩形或菱形。

本实施例中，所述柱帽2厚度不小于柱帽2间框架梁的厚度。

本实施例中，所述框架梁的两端可水平加腋或竖向加腋，以增大框架梁的承载能力。

本实施例中，所述柱帽2底面为水平面，柱帽2之间第一框架梁3、第二框架梁位于柱帽2的中部，框架梁的钢筋贯通或锚固到框架柱1上，框架梁的厚度比楼板4的厚度最少大150mm。

该体系结构地下室的柱帽2楼盖结构通过柱帽2、框架梁和梁板共同受力，既满足了施工规范对地下室楼板4作嵌固端的要求，通过在框架柱1上设置柱帽2，楼板4荷载传力路径在常规梁板结构体系的板传梁传柱基础上增加了板传柱帽2传柱，在减少框架梁的荷载同时减小了框架梁的跨度，从而可减小框架梁的梁厚、梁配筋，结合设备管线的统筹，从而确保净高、大幅降低层高，提高了地下室品质，节约地下室造价。

实施例2，如图1至图4所示，一种新型结构体系与设备管线空间协同的地下室，与实施例1的不同之处在于：

厚度大于100mm的所述电缆桥架9绕开风管6且不与风管6交叉，或交叉处位于风管6的末端段，厚度不大于100mm的电缆桥架9与风管6交叉处向上弯折后从风管6与楼板4之间高差间隙穿过；风管6的末端段厚度较小，可增大交叉处净高；具体地，消防喷淋主管7和电缆桥架9均不沿风管6底部平行于风管6布设，消防喷淋主管7和电缆桥架9可分别与风管6布设于楼板4下同一跨内，也可以不在同一跨内，当消防喷淋主管7和电缆桥架9分别与风管6布设于楼板4下同一跨内时，消防喷淋主管7和电缆桥架9布设于风管6侧边。

实施例3，如图1至图4所示，一种新型结构体系与设备管线空间协同的地下室，与实施例1的不同之处在于：所述电缆桥架9与消防喷淋主管7交叉时，交叉处投影不在车道5内或不在风管6投影范围内，厚度不大于100mm的电缆桥架9与消防喷淋主管7交叉处向上弯折后从消防喷淋主管7与楼板4之间高差间隙穿过。

本实施例中，所述电缆桥架9与消防喷淋主管7、电缆桥架9与消防喷淋支管8交叉布设时，交叉处设在停车位上方或设在车道5端部。

实施例4，如图1至图4所示，一种新型结构体系与设备管线空间协同的地下室，与实施例1的不同之处在于：所述消防喷淋支管8与风管6交叉时，交叉处消防喷淋支管8向上弯折后从楼板4与风管6之间高差间隙穿过；具体地，风管6与宽扁梁13交叉时，由于风管6贴在宽扁梁13底部布设，因此，消防喷淋支管8在与此风管6交叉时不上返。

本实施例中，所述消防喷淋支管8与风管6交叉处，风管6与楼板4之间的消防喷淋支管8上设有上喷喷头和/或下喷喷头。

实施例5，如图5至图7所示，一种新型结构体系与设备管线空间协同的地下室，与实施例1的不同之处在于：所述第二框架梁为短跨梁14；具体地，短跨梁14指第二框架梁与第一框架梁3相比，第二框架梁的跨度更小，为增大第二框架梁的梁底标高，需要减小梁的厚度，同时为确保梁跨的承压能力，而减小梁的跨度；具体地，在框架柱1之间柱跨不变的情况下，减小第二框架梁的跨度，可以通过增大框架柱1顶部柱帽2长度将柱帽2做成矩形，以缩小第二框架梁两端的柱帽2之间跨度；

如图6和图7所示，所述风管6的投影与车道5交叉时，车道5所在跨宽度大于1.2m的风管6制作为宽扁结构，车道5上方与风管6交叉的框架梁为第二框架梁，该种结构能增大车道5净高。

如图5所示，本实施例中，有正方形和矩形的柱帽2。

实施例6，如图8至图10所示，一种新型结构体系与设备管线空间协同的地下室，与实施例5的不同之处在于：所述第二框架梁为短跨梁14；在第二框架梁两端的柱帽2大小形状不变的情况下，减小第二框架梁的跨度，可以通过减小框架柱1之间的柱跨，以减小第二框架梁的跨度；

如图9和图10所示，所述风管6的投影与车道5交叉时，车道5所在跨宽度大于1.2m的的风管6制作为宽扁结构，车道5上方与风管6交叉的框架梁为第二框架梁，该种结构能增大车道5净高。

实施例7，一种新型结构体系与设备管线空间协同的地下室的施工方法，包括以下步骤：建造柱帽楼盖结构的地下室，在楼板4下统筹布置设备管线；其中，根据设备管线的走向分布，与宽度小于1.2m的风管6交叉的框架梁制作为第一框架梁3且风管6底部不布设消防喷淋支管8，与宽度1.2m以上的风管6交叉的框架梁制作为第二框架梁且风管6底部可布设消防喷淋支管8，风管6贴合框架梁的梁底布设；车道5上方的楼板4底部布设沿车道5方向的风管6、消防喷淋主管7或电缆桥架9时，将风管6、消防喷淋主管7或电缆桥架9布设在停车位上方，使风管6、消防喷淋主管7或电缆桥架9的投影不在车道5内；风管6的投影与车道5交叉处，将车道5所在跨的风管6制作为宽扁结构拆分为宽度均小于1.2m的两根风管6，车道5上方与风管6交叉的框架梁制作为第二框架梁，车道5上方的风管6底部不布设消防喷淋支管8。