住宅项目地下车库柱网的设计优化

地下车库的柱网尺寸应该与停车位尺寸、车道宽度及柱截面尺寸高度协调，通过紧凑布局从而实现停车效率的最大化。同时应该使柱网尺寸尽量标准，不出现过大或过小的柱距。

一、柱网结合车位的排布形式。

1、三车两排式柱网（大柱网）

即背靠背停车区域一个方向的柱间并排停放3辆车，另一个方向设2排柱的柱网形式，柱网尺寸一般从7.8m×7.8m到8.4m×8.4m不等，见图1，这种柱网可实现两个方向的柱距相等或尽量相近，而且可使整个地下车库的柱网基本做到整齐划一。这种柱网与车位的阵列方式可使车头从柱列探出约1.0m左右，不但可以使柱子避开车门开启区域，而且可方便车辆进出车位，还可方便在柱前侧布置消火栓。这种柱网就是俗称的大柱网根据小型车5300（长）×2400（宽）mm的停车位尺寸，停3辆车的柱间净宽应为200mm，若采用600mm×600mm的柱子，则停3辆车的柱网轴线间宽度至少为7800mm，若一边有墙则为8100mm。停两辆车的柱间净宽应为4800mm，若采用600mm×600mm截面的柱子，柱轴距为5400mm。

图2为7800mm×7800mm的柱网尺寸，是双排背靠背停车、每柱距停3辆车的最小柱网尺寸，可以说是将空间利用率发挥到了极致。

图1 大柱网基本单元模块

图2 接近极致的大柱网

2、三车三排式柱网（中柱网）

即背靠背停车区域一个方向的柱间并排停放3辆车，另一个方向设3排柱的柱网形式（图3），柱网尺寸在车位处一般为7.8~8.4m×4.9~5，1m，在车道处一般为7.88.4m×6.1~6.2m。因该柱网形式一个方向柱距较大而在另一个方向柱距减小，为介于大柱网与小柱网之间的矩形柱网，我们在这里称为"中柱网"。

这类中柱网在车道与车位处的柱距不同，不像大柱网那样规矩。这种柱网形式会导致地下车库的柱子偏多，但对停车效率的影响不大，只是车头与柱子平齐，车辆进出车位的方便性降低。

从结构设计角度，这种柱网形式的竖向构件及基础数量增多，但车库楼盖在个方向的梁跨度大大降低，不但可使梁高略有降低，楼盖梁板的材料用量也可降低。因此从结构设计角度，这种中柱网可使楼盖水平构件的材料用量降低，但会使竖向构件及基础的数量与材料用量增加，而且在水浮力对基础底板起控制作用的情况下，柱网尺寸对基础底板的材料用量也有影响究竟何者在结构设计方面更经济，必须综合楼盖结构、竖向墙柱、基础底板乃至层高调整等因素进行全面对比分析，不能仅凭楼盖结构进行分析判断。4为合肥某项目的中柱网地下车库。

3、两车三排式柱网（小柱网）

即背靠背停车区域一个方向的柱间并排停放2辆车，另一个方向设3排柱的柱网形式（图5），柱网尺寸在车位处一般为5.4~5.6m×4.8~5.0m，在车道处一般为54~5.6m×6.1~6.2m，这是真正意义的小柱网。由于该种柱网形式两个方向的柱距均可大幅度减小，故在相同荷载条件下楼面梁的钢筋与混凝土用量可以大大减少，结构梁高也可有较大幅度的降低，因而地下车库层高也可相应降低，而层高降低的影响更为复杂和深远。对于杭州、宁波等对停车位尺寸要求较高的城市，可以尝试这种柱网形式。

图6为成都某项目的小柱网地下车库，图7为山东济宁某项目的小柱网地下车库。

概括起来，此类小柱网的优势如下：

1）柱距（梁跨）减小后楼面梁的钢筋与混凝土用量会有显著降低；

2）柱距（梁跨）减小后楼面梁的梁高可有较大幅度的降低，因而地下车库层高也可相应降低，一般来说可将层高降低200~300mm；

图3 中柱网基本单元模块

图4 合肥某项目地下车库中柱网

图5 小柱网基本单元模块

3）层高降低可使竖向结构构件的高度直接减小，材料与模板工程量均可相应降低。

4）层高降低可使地下车库挡土外墙以及人防墙等受弯构件的计算跨度减小，因而计算配筋也可相应减少；

5）层高降低可使地下车库埋深降低，在地质情况复杂、水位较高且对基坑支护要求较高的项目中，可以节省土方量和基坑支护费用，成本节约显著。

6）小柱网可使柱子受力更加分散，单根柱子受力降低，因而柱子截面尺寸也可相应降低，因此在单车位尺寸不变的情况下，可使一个方向的柱距进一步降低。

当然这种小柱网也有如下劣势：

1）地下车库的柱子过多，相比三车两排式柱网增加近50%，品质感可能会受到一定影响。

2）会在一定程度上降低停车效率，较三车两排式柱网的单车面积上升1.5m2左右；

3）柱及基础的数量增多，但立柱对总成本影响甚微，在经济性方面不起决定作用而基础数量增多的经济性不定。

4）小柱网在车道与车位处的柱距不同，不像大柱网那样规矩。而且必须控制好非标准柱网区域的柱距，避免局部个别区域柱距过大导致梁高加大从而被迫增大层高或压低净高的情况发生。一旦发生这种情况，小柱网在降低层高方面的最大优势将不复存在，所做的努力就将前功尽弃。

总体来说，这种小柱网的实际应用并不多，因此需慎重选用，需在营销策划认可的情况下并经多种柱网方案的技术经济性比较后方可采用。

图6 成都某项目地下车库小柱网

图7 济宁某项目地下车库小柱网

二、控制柱网尺寸的经济意义

1、建筑专业：控制柱网尺寸可降低车均面积

柱网及布车方式不科学，造成停车效率低，产生隐形无效面积，这种无效面积往往比直接的无效面积还要大。

柱距每小100mm，面积要差1.6m2，以每个柱距间放3辆车来分析，每辆车因柱距相差100mm则至少要差0.5m2的面积，见表1。因此尽量不要随意增加经济柱网的尺寸。

不同柱网的面积关系 表1

其中柱网尺寸从7.8m×7.8m变为8.1m×8.1m，单个柱网面积增加了4.7m2，增幅为7.84%；柱网尺寸从8.1m×8.1m变为8.m×8.4m，单个柱网面积增加了4.95m2，增幅为7.54%。

同是一个柱网并排3辆车，面积却因柱网尺寸相差了近5m2，对于一个上百个标准柱网的地下车库，因为柱网尺寸造成的隐形无效面积就达500m2，因此柱网尺寸的确定绝非儿戏，必须精打细算，不要轻易放大。尤其不要让柱距轻易突破8.20m，否则不但停车效率降低，梁截面高度也不易控制，致使层高加大，则停车率与混凝土钢筋等用钢量指标更难于实现。

因此，标准柱距在两个方向均应按停车位及行车道尺寸的模数进行调整并紧凑布置标准柱距不符合停车模数将造成极大浪费。除标准柱距外，靠墙端部两跨的柱距也必须进行调整实现紧凑布置，不可采用标准柱距，否则也将造成极大的面积浪费。如端跨的5100mm柱距及端部第二跨的7150mm柱距，以及支线车道尽端的7800mm柱距、循环车道尽端的5100mm与6200mm柱距都是实现紧凑布置的非标准柱距，若与其他柱网一样釆用8100mm的标准柱距，停车位不能增加但面积却增大很多，势必造成很大的面积浪费。见图8。

图8 大柱网车库边角部位柱网尺寸

从经济性角度出发，在柱间车位数量不变的前提下，应尽量减小柱距。但对于中高档项目，从舒适度与品质感方面出发，可适当放大柱网尺寸，但一定要适度。笔者认为8100mm×8100mm的标准柱网尺寸对中高档项目也已足够，可满足车长5100mm、车宽1900mm高档轿车的停车要求，当柱截面尺寸超过600mm时，可设计成宽度不大于600mm的扁长柱，也比增大柱网尺寸的综合经济效益更佳，采用8200mm及以上的标准柱网尺寸就太大了。

但需要特别注意的是，虽然有国家统一规范要求，但各省、市、自洽区甚至其辖区内不同的城市也都有各自的土政策，而这些土政策往往是严于国家标准的。比如车位尺寸及行车道宽度，各地的具体规定就有差别，如浙江省就要求标准车位按照2500mm。

5500mm进行设计。再比如标准柱网尺寸，杭州要求停3辆车的柱轴线尺寸不小于8400mm。因此设计师必须熟悉项目所在城市的具体规定，并在其规定框架内依当地情况，争取可行的最小尺寸。

2、结构专业：控制柱网尺寸可降低材料用量及梁高，从而降低建筑层高一般来说，柱距越小，水平构件的材料用量越少，但竖向构件及基础的数量以及材料用量就会越高，二者存在此消彼长的关系。但一般来说，竖向构件材料用量的增加程度不如水平构件材料用量减少的程度明显，因此仅仅从结构的经济性出发，小柱网比大柱网具有经济优势，而且小柱网还可以降低结构梁高从而可降低层高，这方面的经济效益可能更大。

从结构设计角度，柱网尺寸的减小意味着主梁跨度的减小，在同等荷载水平的情况下，跨度降低对内力的降低明显，如跨度从8.4m降低到8.1m时，弯矩可相应降低7%，而如果进一步降低到7.8m，则弯矩可累计降低14%，意味着计算配筋水平可相应降低14%。这还仅仅是从跨度方面进行分析比较，实际上，当垂直方向的梁跨也相应减小时，作用于梁上的荷载也会相应减少，因而弯矩及计算配筋还会进步降低。

尽管小柱网在结构设计方面具有优势，但结构毕竟是为实现建筑使用功能而存在的是为建筑功能服务的。小柱网地下车库不但柱子多而密，降低停车效率、观感不佳、品质感差，而且可能会带来使用的。

勺不便，如在车道拐弯、转角等处的柱子就有可能影响车辆的转弯半径，但如果不布柱子，则又会出现局部大跨的现象，使小柱网降低梁高与层高的作用落空。

三、控制最大柱距（梁跨）

众所周知，柱距影响结构梁髙，而结构梁高影响层高，但标准柱距控制得好只是控制梁高的必要条件，而控制住最大柱距才是控制梁高的充分条件。在现实中有很多例子，标准柱网区域的梁高控制得很好，但就是那么几处柱距较大的区域，梁高一下子增加了很多，从而使整个地库层高降不下来。既然层高因这几处大跨梁的高度而降不下来，那控制标准柱网区域的梁高也就失去了意义。

还有的项目釆用了无梁楼盖，本来层高可以降低下来，从而实现无梁楼盖降低层高的经济效益，但设计院却又在靠近主楼的两跨采用梁板式结构，结果整个地下车库层高因受梁板式结构梁高的控制而不能降低，不但层高没能降下来，材料用量还上去了，得不偿失。

因此对于一个动辄上万平方米的地下车库，单单从控制层高的角度控制标准柱距不是关键，控制住整个地下车库的最大柱距才是关键。

四、控制柱截面尺寸

柱截面尺寸对柱网尺寸至关重要，是一个举足轻重的变量。之所以没有强调，是因为对于两三层地下车库的框架柱而言，一般可将柱截面尺寸控制在600mm×600mm以内此前关于标准柱网尺寸的分析，也均基于柱截面尺寸为600mm×600mm这个前提。

但对于有地上建筑物因而地下车库框架柱还继续向上延续的建筑类型，比如多层框架结构的商业、办公类项目的地下车库，由于底层车库框架柱的轴力已然很大，若想将车库柱截面尺寸控制在600mm×600mm以内就有一定难度，对此可以采取如下对策：

1）采用高强混凝土，一般来说C55强度等级的商品混凝土在供应及质量保证上均不成问题，必要时也可采用更高强度等级的混凝土，但必须确保当地有供。

2）将正方形柱改为矩形柱，柱长边平行于车长方向，比如将700mm×700mm柱改为600mm×800mm柱，则仍可维持基于600mm×600mm柱截面尺寸的柱距。虽然从结构设计角度，正方形柱最为经济，但从减小柱距尺寸的大局出发，改为矩形柱对减小柱距的经济效益还是远大于正方形柱的。笔者在新加坡工作期间，许多地下车库柱网尺寸就定为7800mm×7800mm，并将柱子设计为矩形柱；但矩形柱的短边尺寸不宜小于500mm，不应小于400mm，否则容易形成强柱弱梁，且会使柱长边尺寸加大较多从而可能影响车门开启。

3）对个别轴力较大、截面尺寸不易控制的普通钢筋混凝土柱改为加型钢的劲性柱虽然劲性柱会增加造价且施工复杂，但毕竟只是为数不多的柱子，还是比普遍加大柱网尺寸要更经济。