地下車庫的柱網(wǎng)設(shè)計

1、譚玉階（深圳市匯宇建筑工程設(shè)計事務(wù)所）提 要：根據(jù)汽車庫內(nèi)汽車運(yùn)行、?？俊⑦M(jìn)出的規(guī)律和公式，重點(diǎn)以“上海SH760A”小轎車的規(guī)格尺度為例，通過圖例分解，了解汽車運(yùn)行的軌跡，通過計算分析，掌握準(zhǔn)確的具體數(shù)據(jù)，求得合理的柱距，以及在特殊情況下提供一般處理的方法，以便為汽車庫建筑設(shè)計提供方便和參考。關(guān)鍵詞：汽車庫柱網(wǎng)設(shè)計 環(huán)行軌跡 通道寬度 停車帶 柱網(wǎng) 高層建筑由于基礎(chǔ)的埋深和嵌固要求，必須低于室外地坪一定深度，就是多層建筑也需要一定面積的地下室和人防設(shè)施，另外地上空間有限，為增加使用面積，也必須向地下發(fā)展，因此種種原因，地下建筑必不可少，也越來越多，并向大面積和深度發(fā)展，而且使用性質(zhì)也逐漸增多

2、，就當(dāng)前情況來講，地下車庫居多，幾乎處處都能遇到。地下車庫有一層、兩層或更多層，地面層以上還可能連有塔樓和裙房，另外地下車庫有一般停車庫和機(jī)械停車庫，而地下室的柱網(wǎng)設(shè)計又受到上面層的剪力墻或轉(zhuǎn)換柱位等限制，不能隨意發(fā)揮，這些被約束的場所，主要由結(jié)構(gòu)需要而定，這里暫且不談，本文僅就一般性停車庫和不受上部結(jié)構(gòu)約束的特定情況下，論述柱網(wǎng)布置的一般要求和尋求合理的柱網(wǎng)設(shè)計。一、一次性出車汽車的停車方式有平行式、斜列式和垂直式三種方式。其中斜列式有傾角300、450、600之分，另外停車又有前進(jìn)停車和后退停車之分，一般最常見的是垂直的后退停車方式，由于它占地少，出車方便而常被采用，設(shè)計中也基本上以其為重

3、點(diǎn)來考慮，如果這個問題徹底搞清楚了，其它問題也就迎刃而解了。所謂一次性出車，就是出車時不要來回倒車，一次開出去，“汽車庫建筑設(shè)計規(guī)范”（以下簡稱規(guī)范）明確指出“應(yīng)滿足一次進(jìn)出停車位要求”。一般情況下，停車時要求不太急，來回倒幾下問題不大，另外司機(jī)的技術(shù)有所不同，差的不免要來回倒幾次才停好，要真正一次就好位的，技術(shù)就要求較高，一般較難作到，而出車時，情況不太一樣，只要顧到前面和側(cè)面，往往容易很多，但要真正滿足一次性出車要求，除提高開車技術(shù)外，柱網(wǎng)的布置是關(guān)鍵，另外地下室周邊側(cè)墻和中間隔墻的設(shè)置位置也很重要。二、汽車環(huán)行的軌跡規(guī)律汽車環(huán)行或拐彎時，有其特定的規(guī)律。每種車型由于前輪的最大偏轉(zhuǎn)角有個限

4、度，從而注定了其最小轉(zhuǎn)彎半徑r1，另外后輪不能偏轉(zhuǎn)，從而也就決定了其拐彎旋轉(zhuǎn)的圓心就在后軸的延長線上，知道了半徑和圓心的方位，就能定出圓心，從而就可輕易求出車身每個部位在環(huán)行時所走的軌跡，不論前進(jìn)或后退都一樣，如同拉磨的牛（馬）套，只要固定在橫桿上的部件不變，其所有軌跡就是圍繞磨心作圓周運(yùn)動，理解并掌握了這種特定的運(yùn)行規(guī)律，相關(guān)問題也就好解決了，見圖1。圖1. 汽車環(huán)行平面a汽車長度 b汽車寬度 d前懸尺寸 e后懸尺寸 軸距 m后輪距n前輪距W=R0-r2R0=R+XR=Re=r2= r-yr=式中：W環(huán)道最小寬度r1汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑R0環(huán)道外半徑R汽車環(huán)行外半徑Re汽車回轉(zhuǎn)中心至汽車后外角的

5、水平距離r2環(huán)道內(nèi)半徑r汽車環(huán)行內(nèi)半徑x汽車環(huán)行時最外點(diǎn)至環(huán)道外邊距離，宜y汽車環(huán)行時最內(nèi)點(diǎn)至環(huán)道內(nèi)邊距離，宜以“上海SH760A”為例（所有標(biāo)注尺寸單位均以m計，下同）r= =r2= r y R =Re=R0W =R0-r2根據(jù)以上計算方法和結(jié)果加上其他一種較長車型的“紅旗”和一種較短車型的“豐田”，歸納見表1：三種小轎車環(huán)道內(nèi)外半徑及最小寬度 表1注：“建筑設(shè)計資料集”中上海SH760A軸距加前后懸之和為4.76，比總長4.86少0.10。根據(jù)有關(guān)資料推算，現(xiàn)把后懸e調(diào)正為1.24。 從圖1中可以看出,環(huán)道最小寬度W是車在環(huán)行時所需要的最小寬度，一般是比較容易滿足的，而環(huán)道外半徑R0是車從

6、停車位一次性出車時所需的場地尺寸，從點(diǎn)A即柱（墻）角或車頭角算起，車前面所需的旋轉(zhuǎn)拐彎尺度，若小于或不滿足這個最小尺度，汽車就不可能很順利的一次性通過，這也就是本文研討的重點(diǎn)。從表1可以看出，R0“紅旗”為屬最大，最難滿足，一般不予開慮，除非特殊要求，“豐田”為屬最小，最好滿足?！吧虾！本又?，由于這種車型居多，最具代表性，在“建筑設(shè)計資料集”的小轎車尺寸表的附注中寫明“目前我國常用小轎車的車型多、牌號雜，設(shè)計時選的標(biāo)準(zhǔn)車型尺寸宜為：長、寬、高”，而“上海SH760A”的車長、寬（簡稱上海車，下同）與其極為接近，因此把它作為例子來計算是合適的，作為設(shè)計依據(jù)也是合理的。三、垂直式停車的通車道寬度1

7、、 前進(jìn)停車、后退開出圖2 后退開出平面Lre=Re =Wd LreReZ+Z式中Wd通車道寬度S出入口處與鄰車的安全距離（?。㈱行駛車與車或墻的安全距離（取）C車與車的間距，小型汽車為以“上海車”為例Wd +Z同樣可求得“紅旗”、“豐田”的Wd，見表2 三種小轎車后退開出的通車道寬度Wd表2車型berRWd計算值規(guī)范值上海SH760A紅旗CA770A豐田1600從表2中可見規(guī)范要求Wd為，只能滿足“上?！?、“豐田”等一般車型要求，但對于“紅旗”等長車則另當(dāng)別論。2、后退停車、前進(jìn)開出（1）車旁車前進(jìn)開出圖3 車旁車前進(jìn)開出平面R =WdRZ=+Z以“上海車”為例，S=,Z=Wd同樣可求得“紅

8、旗”“豐田”的Wd，見表3車旁車前進(jìn)開出的Wd表3車 型Wd計算值規(guī)范值上海SH760A紅旗CA770A豐田1600從表3可以看出，規(guī)范要求Wd為5.50，只能滿足“上?！薄柏S田”等一般車型要求，但對于“紅旗”等長車，仍不能滿足。（2） 柱旁車前進(jìn)開出圖4 柱旁車前進(jìn)開出平面lm =Wd =Z+Rlm式中 lm柱外邊到環(huán)行圓心O的垂直距離lc 柱側(cè)邊到車邊的距離當(dāng)lc=0.3時，以“上海車”為例lm=0Wd同理可求得“紅旗”“豐田”柱邊車前進(jìn)開出的Wd，見表4-1柱邊車前進(jìn)開出的Wd表4-1車 型berRReWd上 海紅 旗豐 田另外由于lc不同，Wd亦不同，現(xiàn)僅以“上海車”為例，按上式可求得

9、其相應(yīng)值，見表4-2“上海車”不同lc所對應(yīng)的Wd值表4-2lclmWd00.5 從表4-1、4-2中可以看出，車型越長，所需通道越寬，車距柱邊越遠(yuǎn)，所需通道越窄，因此柱網(wǎng)的設(shè)計，要綜合考慮，在柱距不變的情況下，減少柱寬是有利的，當(dāng)停車線與柱外側(cè)相平或退后時，車與柱邊相距0.5，其通道寬與中間不靠柱的車的通道寬m相一致，若停車線在柱外側(cè)之前時，對柱旁車出車有利，因其通道寬是按柱外邊算起，且車旁距柱遠(yuǎn)近關(guān)系較大，如lc為0.5和0.3雖只差0.2，可Wd卻相差1.06，所以從平行通道方向的柱距而言，減少柱寬，作成扁柱即長方形柱是很有好處的。(3)墻旁車前進(jìn)開出車庫中防火墻或人防墻的洞口大小和位置

10、，與相鄰車的進(jìn)出有密切關(guān)系，見圖5，洞口寬了不經(jīng)濟(jì)，窄了不適用，如設(shè)計不合理，則會影響停車數(shù)，或者形成安全隱患，為此只有通過計算，才能做到心中有數(shù)。圖5 墻旁車前進(jìn)開出平面lm =Wm=m式中 Wm防火墻或人防墻的洞口寬m環(huán)行起點(diǎn)至洞邊的平行距離c車與墻間的凈距 t 墻厚以“上海車”為例 設(shè)墻厚t為，車與墻間凈距c為m=0Wm=同樣可算得c為不同值時的m和Wm值。見表5墻邊車前進(jìn)開出的洞口寬Wm值 表5cmWm0從表5可見，車旁距墻越近，門洞越寬，車行通道一般在5.50左右，這個寬度也能滿足靠墻的車進(jìn)出要求，但考慮到司機(jī)的視野要求，應(yīng)大一點(diǎn)為好，另外人防墻及其門垛均較厚，再加上人防門的厚度，則

11、人防門寬需作到較合適，再寬又不經(jīng)濟(jì)，如果僅是防火的要求，則防火卷閘可再作寬一點(diǎn)，對行車帶來方便，稍貴一點(diǎn)也值得。四、斜列式停車通車道寬度的計算1、 前進(jìn)停車、后退開出圖6 后退開出平面Wd ReZ(r + b)cos+( Lre) sinReZ(r + b) sin+( Lre)sinReZsinLr（c+b）ctge=e +（c+b）ctgRe=以“上海車”當(dāng)30°時ReLre（c+b）ctg 1.24 （0.6+1.77）ctg30°WdReZsin=sin30×同理可以求得其他幾種停車傾角的通車道寬度值Wd， 見表6后退開出的通車道寬度值Wd 表6sinct

12、gReLrWd計算值規(guī)范值30°45°160°90°10垂直式從廣義來講也應(yīng)屬于斜列式范疇，不過只是它的一種特定形式而已，現(xiàn)用同一公式來計算，所得Wd值與垂直式的公式所算結(jié)果一致。但當(dāng)30°時，所得Wd值僅為0.89，只有當(dāng)后退開出時，旁邊無任何障礙物公式才適用。所以在規(guī)范中明確指出，“本公式適用于停車傾角60°90°，45°及45°以下可用作圖法”?，F(xiàn)作圖如下：圖7 斜列式停車，后退開出平面作圖法：先畫出距后退車r遠(yuǎn)的平行線（即圓心定位線），以A（即旁邊的車角）為圓心，以r-s為半徑，交圓心定位線于O點(diǎn)

13、，即可求得該后退車的環(huán)行圓心和環(huán)行軌跡，以及通車道的寬度Wd。從圖中可以看出，當(dāng)停車傾角30°、45°時，環(huán)行外半徑R，遠(yuǎn)小于圓心O到相鄰車尾B的距離，說明不碰旁邊的車，其通車道的寬度Wd可直接從圖中量出，也可按下面所述的公式算出。但當(dāng)停車傾角為60°或更大時，則環(huán)行外半徑R大于圓心O到相鄰車尾B的距離，這說明要碰旁邊的車，因此傾角為60°或大于60°時，只能按照前面所述的后退開出的公式計算通車道的寬度Wd。如果按照上述作圖的原理，也可導(dǎo)出求的運(yùn)算公式，由于計算比較繁瑣，這 里從略。現(xiàn)僅以“上海車”為例，算出的結(jié)果是：30°時為8.9

14、0，45°時為6.57，60°時為5.80，90°時為5.74，與R值6.16比較一下就可以看出，當(dāng)值大于R值，就不碰車，否則就不行。通車道的寬度也可計算如下：WdRe(rc)cossinZ當(dāng)30°時Wd5.14(3.220.6)××當(dāng)45°時Wd5.14(3.220.6)××0上述結(jié)果遠(yuǎn)小于規(guī)范的Wd值，所以當(dāng)實際場地有限時，作適當(dāng)調(diào)整，把通車道的寬度作到3.00或3.50，也應(yīng)該是可行的。2后退停車，前進(jìn)開出圖8 前進(jìn)開出平面WdZ+Rsin(rc)cos以“上海車”為例，當(dāng)30°時Wd0.

15、56.16×0.5()×同式可求出其他傾角的Wd值 見表7前進(jìn)開出的通車道寬度值Wd表7SinCosWd計算值規(guī)范值30°45°60°90°10從表7可以看出Wd的計算值與規(guī)范值相近，符合要求。但比“上海車”更長的車，就不能滿足要求，則需另算，其公式和方法均同。另外這個公式與規(guī)范給出的公式計算結(jié)果一致，不過規(guī)范的公式嫌其繁瑣，這里從略。 斜列式中（包括垂直式），有前進(jìn)停車，也有后退停車，停車時從方便講來，當(dāng)為30°、45°時，當(dāng)然前進(jìn)停車方便，后退開出也方便，其他傾角以后退停車前進(jìn)開出為好，但從能一次性開出和占地少

16、來講，則均以后退停車前進(jìn)開出為好。五、平行式停車通車道寬度的計算在地下車庫的邊跨或中間靠墻處，由于場地不夠垂直?？恳慌跑囄?，免不了要采用一些斜列式或平行式的停車方式。平行式停車位的出車路線軌跡，實際與環(huán)行道的行車軌跡相似，由于受車的前后間距限制，只是不能作到一次性出車，“規(guī)范”規(guī)定平行式停車時的汽車間縱向凈距，小型汽車為，想一次性出車是不可能的，必須后倒一定距離，才能向前拐彎出車，但究竟前面要多少間距、拐彎后向前行駛要多寬行車道，才能保證安全出車，則需通過計算，才能作到心中有數(shù)。關(guān)于平行式停車的出車時所行軌跡，“規(guī)范”并未給出直接計算公式，但可根據(jù)行車規(guī)律去推導(dǎo)，求出新的公式，具體車行軌跡見圖

17、9，并計算如下。圖9 平行式停車時出車軌跡平面1、 出車時，與前車之間的最小距離ldld（ae） =a + e2、 行車道寬WdWdR+Z(rs) =R+Zr + s以“上海車”為例，取s,z=lda + e = Wd=R+Zr + s =mld、Wd計算值與規(guī)范要求對照表表8車型ldWd計算值規(guī)范值計算值規(guī)范值上海SH760A車的前后間距紅旗CA770A豐田1600從圖9所示和推導(dǎo)公式看來是簡單的，關(guān)鍵是O2的定位。為什么要定在相鄰前車尾邊的延長線上，原因是前面車的外角點(diǎn)是約束車開出的控制點(diǎn)，如果不受其控制，就可以隨意開進(jìn)開出，另外汽車環(huán)行時的行車軌跡和計算公式是按照后軸的延長線上定圓心的，

18、因此運(yùn)用該規(guī)律所推導(dǎo)的軌跡和計算公式應(yīng)該是一致的。也可用作圖法，求得Wd。以前車的外角點(diǎn)A為圓心，以安全距離S為半徑，畫出安全圈；以A為圓心，以R+S為半徑，畫弧交圓心定位線于O1，則得到車往后倒的后軸定位線；在前面車尾的延長線上求得O2；以O(shè)1為 圓心，以r + b為半徑畫弧，再以O(shè)2為圓心，以r為半徑畫弧，此二弧的公切線，就是該車在作S形拐彎轉(zhuǎn)折時的一段直行軌跡線。從而可量得Wd的值。另外從表8中可以看出，平行式停車時，規(guī)范要求前后車的間距最小為,兩者之和最小為m，因此后倒一點(diǎn)，滿足前進(jìn)開出的距離ld即可，其中“紅旗車”稍欠缺一點(diǎn)，若前后間距稍拉大一點(diǎn)，就可滿足出車要求，這是容易做到的，還

19、有通車道的寬度規(guī)范要求最小，一般車都已足夠，僅“紅旗車”需，缺，若通車道在寬的基礎(chǔ)上增加也是可行的，根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析，按照規(guī)范的規(guī)定，一般小汽車都能滿足停車和出車的要求，在遇到“紅旗車”時，稍加注意或找個適當(dāng)位置，也是能滿足要求的。六、停車帶的寬度所謂停車帶的寬度按垂直于通車道而言是指兩車的長度、中間的通道寬度以及車后離車或墻的距離這三者之和，小轎車一般為1617m。以車長為例，按規(guī)范后退停車要求，小型車的通車道最小寬度，車尾之間的距離為，則停車帶的寬度Wu×25.500.5m；若一個車尾后面是厚的隔墻，則其寬度Wu×25.500.0.2516.35m，若兩個車尾后面都是隔

20、墻，則其寬度Wu×25.50(0.5 + 0.1)×216.70m，見圖10 。圖10 小轎車的停車帶寬度示意七、柱網(wǎng)設(shè)計柱子的大小，如果柱網(wǎng)8m××左右，當(dāng)然特殊情況則例外。一般講來，平行通車道的柱距要考慮一個開間內(nèi)的停車數(shù)量和車輛左右的間距，而垂直通車道的柱距，則要考慮汽車的長度、通車道的寬度和車后的間距，以及車子進(jìn)出順暢、便捷、安全等問題，若設(shè)計不合理，則進(jìn)出不方便，雖圖面畫得很規(guī)整，看起來也很順暢，但實際使用起來，就不一定很滿意，甚至有些根本就不好使用。由于平行通車道的柱距問題較少，因此重點(diǎn)應(yīng)研究垂直通車道的柱距問題。1、 垂直通車道的柱距 1）

21、車庫中間部位的柱距這部分的柱距占大部分，是重要的，也是柱網(wǎng)考慮的重點(diǎn)，以“上海車”緊靠柱邊、前進(jìn)開出的為例，車后按設(shè)墻和不設(shè)墻，柱距按和，作幾種布局設(shè)計，比較其可行性和合理性。柱網(wǎng)為×，車邊距柱時的布車情況，見圖11。圖11 柱距車位布置情況柱距×,車旁距柱0.3m時的布車情況,見圖12a兩邊車尾對車尾b兩邊車尾靠墻c左邊車尾對車尾，右邊車尾靠墻圖12 柱距車位布置情況柱距，一邊擺“紅旗車”，一邊擺“上海車”時的布車情況，見圖13圖13按規(guī)范要求，小型車垂直式后退停車的通車道最小寬度Wd為，根據(jù)計算環(huán)道時外半徑R0上海牌為，小于規(guī)范值，但大于計算值5.37，還算勉強(qiáng)，而左邊

22、（即車尾無墻的）R01，兩者相差，不能滿足要求。若柱寬作到m，即加大車距柱，則情況大為有利，查表4-2，l時，這說明前進(jìn)開出的通車道寬，小R0，則可滿足要求，總之，當(dāng)柱距8m，車尾沒隔墻時，能滿足進(jìn)出車的要求，若車尾之間設(shè)防火墻，就較困難，辦法是加寬停車帶，或加大車到柱邊距離，或減少柱寬，因此當(dāng)遇有防火墻時，需特別注意。 柱距若按設(shè)計，見圖12，則設(shè)墻不設(shè)墻都能滿足要求，設(shè)計很靈活，無所顧慮。若要想停放“紅旗車”仍不可能，見圖13。若真有“紅旗車”時，則作特殊處理。 另外規(guī)范中規(guī)定，在環(huán)行道中的安全距離X、Y均為0.25，而在汽車庫內(nèi)通車道寬度計算公式中的安全距離，三者有一定差距，計算結(jié)果也不

23、相同，同是安全距離，最好規(guī)定一致，以免產(chǎn)生混淆和差錯。2）靠地下室側(cè)墻的柱距地下室車庫邊柱離側(cè)墻的距離，與車庫的中部柱距之間設(shè)墻的情況相仿，但場地限制不一定完全相同，根據(jù)總體柱距布置，其間距有時緊張，有時富余。當(dāng)富余時還好說，多一點(diǎn)比少一點(diǎn)好，如要兼作他用，又要照顧全局，就讓其寬余一點(diǎn)也在所難免，如果僅作車庫不作他用時，可酌情縮減，究竟多少尺度合適，則是值得考慮的問題。垂直通道的側(cè)墻，影響面一般較小，最多少停幾輛車，而一些犄角或特殊偏角，為另當(dāng)別論，這里僅就平行通道時，緊靠地下室側(cè)壁的一個柱距，探討其究竟多少最合適，也最合理。仍以“上海車”×為例來敘述。圖14 地下室邊柱離側(cè)壁的最小

24、間距從圖14中可以看出，當(dāng)柱網(wǎng)為8m或時，地下室邊柱離側(cè)壁的最小距離為或，一般取，整數(shù)較好。這樣不管通車道寬W或均大于和出車時的環(huán)道外半徑R0=或均大于，都能滿足規(guī)范要求，是可行的。但有的柱距設(shè)計不一定合理，從圖面看來很規(guī)整，好像可行，實際上究竟可行不可行，還要通過具體驗算和分析，見圖15。圖15 某設(shè)計實例從圖15可以看出，通車道寬W1、W2均大于Wa，這一條滿足規(guī)范要求，環(huán)道外半徑R01R03R0，也滿足要求，但2#車的R02、4#車的R04均小于R0m，這就是說2#和4#車進(jìn)出有困難，僅減小柱截面也無濟(jì)于事，為了使R02滿足的要求，則增加6.41-5.64，也就是說把地下室側(cè)壁向外拓展0.770.8m，或把柱網(wǎng)相對往右移0.770.8m，即邊柱到墻的距離為3.50.8，這與圖14a相一致,