高层工程地下室结构设计相关要素的思考

《高层工程地下室结构设计相关要素的思考》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、高层工程地下室结构设计相关要素的思考　　【摘要】地下室工程的建设是整个工程的重要因素之一，地下室结构设计是工程建设的的基础。本文主要分析针对高层工程地下室结构设计的相关要素，以供参考。　　【关键词】高层建筑；地下室结构设计；抗浮设计；超长结构　　地下室结构的设计主要技术问题有：荷载的取值、结构超长的处理、抗浮抗渗、人防设计、计算方法、基础选型和地基承载力及变形问题等等。本文结合笔者有限的工程经验、以地下室结构设计中的技术问题为主线，简要归纳总结地下室结构设计中的关键环节。　　地下室结构顶板常见荷载包括：楼面使用荷载、首层楼面施工荷载，消防车荷载、覆土自重及上部建筑自重等

2、等；地下室结构底板常见荷载包括：水反力，车库活载、电房设备自重、消防水池水池等等；人防设计时还应考虑核爆动荷载。因此，在进行结构设计时应根据各项目具体情况，结合规范给出的荷载组合进行设计。　　高层建筑地下室常常作为设备用房、停车库等使用功能，在设计的时候不仅要考虑人防要求，还要考虑水、电、通风等专业要求。地下室做为车库时首先必须满足车库的最小净高要求，注意设备专业的管道对净高的影响；其次地下车库内应考虑框架柱平面内的净宽要求，以满足停车位的使用要求，考虑停车的净宽方向尽量不要增加尺寸；车库入口坡道应表达清楚起始位置，车道标高、变坡处以及高差位置的处理等等；采用机械停车时

3、，应配合甲方所提供的机械停车资料进行设计；有条件时可以考虑在柱角预埋角钢护角。当地下室作为设备用房时，应注意生活用水池要求与主体结构脱开；吸水槽、集水井、电房的电缆沟、凹槽应考虑避开承台进行布置，排水沟有条件情况下也可以考虑避开承台；电房应满足最小净高使用要求等；顶板预留空调机风井，避免后凿。另外地下室在设计的时候还需要可虑防水抗渗的要求，因此地下室结构应尽量避免设置变形缝。　　在地下室外墙位置，既可能存在上部结构延伸下来的柱、剪力墙等竖向构件，又可能有本身地下室结构需要布置的扶壁柱，还有可能存在钢筋混凝土内墙与外墙垂直相交，地下室外墙配筋计算的重点在于分清模拟计算模型

4、和边界条件的选取。笔者认为：只有高层建筑的地下室外墙带较大尺寸扶壁柱，或有垂直于外墙的钢筋混凝土墙与之相接，外墙考虑按双向板计算才是恰当的，且对高层建筑外墙扶壁柱还需考虑外墙水平荷载对柱的作用，其内外侧主筋也应予以适当加强。其它情况则应按单向板计算，这样计算简图才符合结构的实际工作情况。常用的单向板计算简图为：以地下室顶板、底板为外墙支撑点，取单位宽度的外墙，视地下室层数，按单跨或多跨连续板进行计算。外墙的支承条件，按外墙与周边构件刚度比确定。当外墙厚度大于周边构件厚度按简支，反之按固端考虑。　　现代高层建筑多为大底盘多塔楼式建筑群，由于上部结构荷载差异巨大，导致基底反

5、力相差很大，因此，对基础而言，应根据不同的上部结构型式、荷载大小、地基的承载力及刚度等采用不同的基础型式。目前高层建筑中比较常用的基础型式有：筏板基础、箱型基础、桩筏桩箱基础、以及普通的独立承台桩基础等等。地下室底板设计除了与地下室结构外墙设计相同外，还应考虑承载能力、抗渗、防水能力，如果结构基础采用的是桩箱或桩筏，还要对底板抗冲切、抗弯以及局部受压承载能力等进行充分考虑，看其是否满足设计的目的。　　南方地区的地下水位相对于北方城市较高，雨水量丰富，因此，还要提高对其地下室抗浮设计工作的重视度。在进行地下室抗浮设计的时候，要根据当地地下水位及其变幅相进行相结合。通常我们

6、在进行现阶段的地下室抗浮设计时，大部分都仅是考虑正常使用时的极限状态，而忽略了在进行施工的过程或是洪水期等特殊时期的抗浮要求，因此，在实际的建设过程中，常常会出现因为抗浮能力不足而引起的局部破坏的现象。　　在满足使用功能要求净高的前提下，尽可能提高地下室底板的设计标高，降低抗浮设防水位。　　采用非传统的楼盖形式，提倡使用宽扁梁、预应力、无梁楼盖或空心楼盖。较之传统的主次梁楼盖形式，可以有效的减少结构自重及降低主梁的截面高度，从而降低地下室的层高和抗浮设防水位。　　设置抗拔桩、抗拔锚杆。应从结构整体抗浮作用，将抗拔桩、抗拔锚杆集中布置于竖向构件处，与基础承台联合考虑，同时

7、应验算地下室底板的水反力作用下的受力及配筋。由于地下水位常年处于非地下室抗浮水位，抗拔桩实际上长期起着处于受压的作用，抗拔桩应具有一定的安全储备，同时验算正常作用情况下的桩身竖向承载力作用。　　增加地下室结构板厚或地下室顶板覆土层厚度，采用增加结构自重的方法来抵抗水浮力，是解决地下室抗浮问题的一个最直接有效的方法，但此方法一方面会导致基础和结构成本增加，另一方面解决抗浮问题的效果也是有限的，需要进行成本综合比较方可采用。　　地下室结构除了应满足承载能力的使用要求外，还应该保证能够进行正常的使用。当大底盘地下室整体超长时，应采取适当措施，防