一、工程概况

本车库为地下一层，柱网尺寸8.4m×6.6m(5.4m)。覆土厚度1.2米，室外地面-0.150m，抗浮设计水位标高-0.650m，顶板顶标高-1.350m，底板顶标高-4.45m（普通钢筋方案底板顶标高-4.95m）。

本工程现为方案阶段，取标准跨进行设计。原设计为普通钢筋方案，江苏开来预应力工程有限公司运用“有粘结预应力板”专利技术设计顶板及底板方案。

图1.1  标准跨柱网图

二、设计方案

2.1 设计方案制定原则

本工程预应力设计方案遵循以下原则：

在现有技术基础上，用最经济的手段来获得预定条件下满足设计所预期的各种功能的要求，包括安全性、适用性、耐久性。

2.2 设计依据

1、 原建筑设计院提供的建筑设计图纸及PKPM模型；

2、《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010；

3、《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012；

4、《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010。

2.3 设计软件的选择

原设计单位采用的结构设计软件是PKPM。我司采用的是美国CSI公司开发研制的ETABS系列的SAFE软件，它将有限元分析理论完整的应用到结构分析设计过程中，分析结果经多次设计及施工实践证明其更接近实际受力情况，是一种分析和设计底板和楼板的强有力的工具。

2.4 设计荷载取值

本预应力方案荷载设计值与原设计一致：顶板荷载，恒载22KN/m²，消防车29KN/m²。底板荷载，恒载48.75KN/m²（取抗浮高度4.25m时扣除底板自重的水浮力设计值）。

2.5设计方案的制定

根据本工程的自身特征，我司针对地下室顶板5×6标准跨制定了预应力方案。采用safe有限元软件，将扁梁、板、墙以壳体建模，较真实地模拟出实际受力状态。

顶板预应力方案采用扁梁板结构形式，板厚250mm，扁梁截面尺寸800mm×500mm。

底板预应力方案采用筏板+柱墩结构形式，板厚350mm，柱墩底尺寸2200mm×900mm，柱墩高700mm，柱墩放坡角度为45°。

预应力方案采用的是C40混凝土，并采用1x7股有粘结钢绞线。具体可参见表3.1、表3.2。

三、经济分析

3.1 概述

采用预应力方案后，该车库顶板及底板钢筋用量大量减少，车库顶板及底板截面尺寸减少，混凝土用量减少，防水等费用也随之降低。

3.2 材料取费原则

依据现行材料市场动向，本方案钢筋价格采用西本新干线南通市钢材指导价(2016年8月份)，钢筋（≤12）含税单价2850元/吨，钢筋（14-25）含税单价2760元/吨，钢筋（＞25）含税单价2780元/吨，混凝土价格采用如皋市信息价(2016年5、6月份)，C35砼含税单价395元/m3，C40砼含税单价410元/m3。

经测算，依据江苏省建设工程费用定额（2014），各材料综合费用取值如下：钢筋（≤12）含税综合单价4733元/吨，钢筋（14—25）含税综合单价4115元/吨，钢筋（＞25）含税综合单价3973元/吨。C35砼底板523元/m3，C35砼有梁板572元/m3，C35砼墙562元/m3；C40砼底板543元/m3，C40砼有梁板592元/m3，C40砼墙582元/m3。预应力钢筋综合费用15000元/吨。土方30元/m3。此综合费用包括人、材、机、各项规费、管理费以及税金等等,未包括下浮价格以及预应力设计咨询费。

3.3 主材含量分析

3.4 造价对比

具体造价对比如表3.3、3.4：

四、预应力结构的优势

1）降低结构层高

采用预应力结构可显著降低结构截面高度，从而在保证净高不变的情况下，降低层高。

2）具良好的经济性，节约材料，降低建造成本

对适合采用预应力技术的混凝土结构来说，预应力混凝土结构相对普通混凝土结构节省20%~40%的混凝土和30%~60%的纵筋钢材。对于大跨度、承受重荷载的结构，预应力可以有效提高结构的跨高比限值，其经济性能更加显著。

在相同净高的情况下，采用预应力方案后，可降低层高，减少周边墙柱的钢筋及混凝土用量，亦可抬升底板高度，减少水浮力、土方开挖量、减少基坑支护和墙柱的钢筋及混凝土用量等，综合经济效益非常显著。

3）具有良好的裂缝闭合性能与变形恢复性能、防水性能好

底板设计采用有粘结预应力板结构后，底板具有优越的防水性能，施加了预应力的底板，由于较大的预压应力持续的存在,底板的抗裂度大大提高，且底板的钢筋和混凝土用量降低。

无数工程证明，采用预应力技术后的构件几乎不出现裂缝，同时，其防水效果显著。

五、我司某工程实例图片

六、方案建议

由以上分析可得如下结论：

1、采用预应力方案后，顶板的直接造价为442.3元/m²，节省42.25元/m²；底板的直接造价为342.52元/m²，节省55.63元/m²；顶板、底板、砼墙总共节省104.62元/m²。

2、预应力混凝土结构相对于普通钢筋混凝土结构，具良好的经济性，节约材料，良好的裂缝闭合性能与变形恢复性能等优势。

3、以上结论为参考意见，请业主根据实际需要进行选择。