建筑工程中地下室结构设计探析

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时间:2018-09-29

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1、建筑工程中地下室结构设计探析论文关键词:建筑工程;地下室结构设计;结构平面设计;抗震设计  论文摘要:随着高层建筑的飞速发展,其建筑设备用房、地下消防水池和汽车停车位多功能都应用在地下室,因此在高层建筑设计中,地下室结构设计难点繁多、意义重大。文章分析了地下室结构设计中的难点问题,并针对性提出了优化设计的方案。  目前城市土地资源日益紧缺,建筑及城市交通有逐渐向地下发展的趋势。然而,建筑由于其功能和结构本身的需要,大多设置了地下室。随着建筑层数的日益增高,地下结构已向多层发展,其结构设计、施工及防水等日益成为建筑工程界关注的热点。由于地下室工程的施工环境特殊、隐蔽性大、涉及的工种多、施

2、工复杂,也容易出现质量问题,因而对设计和施工有一定的特殊要求。中国编辑。  一、地下室结构设计难点概述  地下室工程涉及的专业极为复杂,在建筑的地下室结构设计时,需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。对于具有大底盘地下室的高层建筑群体而言,塔楼部分一般在使用阶段不会存在抗浮问题,但裙房及纯地下室部分经常会有抗浮不满足要求的问题。而且由于实际地下室抗浮设计中往往只考虑正常使用极限状态,对施工过程和洪水期重视不足,因而也会造成施工过程中由于抗浮不够而出现局部破坏,加上地下室防水工程是一项系统性工程,涉及设计、施工、材料选择等诸多方面因素,

3、因此造成了地下室结构设计难点繁多,一般来讲概括起来为:结构平面设计;抗震设计;地下室抗浮、抗渗设计;外墙结构设计。  二、建筑工程地下室结构优化设计  结构平面设计  在高层建筑的地下室结构设计时,需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。例如地下室的长度超过设计规定长度时,需要与结构专业配合,确定是否设置变形缝,通常应尽可能少设或不设变形缝,因为设置变形缝会使得变形缝处的防水处理变得复杂。设计人员可以通过设置后浇带和合理使用混凝外加剂或地上设缝、地下不设缝等方式,达到不设缝的目的。若地下室过长依靠设置后浇带的方法难以解决,设计人员应合理

4、地调整平面将地下室分割成几个小地下室,中间用较窄的通道相连,以满足使用及管道相连的要求,而将变形缝设置在通道处,这样可以使接缝较少且处于受力较小处,便于补救。在结构设计时应合理地设置采光通风井,若高层建筑采光通风井位置设计不当,例如在侧壁外作附加通长采光井,而采光井外壁又不能与地下室顶板整体连接,会造成地下室保证结构稳定功能的丧失,不能有效地将上部的地震及风力作用传至侧壁及地面,不能满足高层建筑的埋深要求。  抗震设计  一般来讲地下室抗震设计中较为常见的问题为:多层建筑中半地下室埋深不够,房屋层数包括半地下室层已达8层,层数和总高度超过要求,违反GB50011-XX第条。地下室顶板为

5、上部结构嵌固端,地下室一层抗震等级定为三级,而上部结构为二级,按GB50011-XX第条地下室也应为二级。  若地下室设计不当,对其整体的抗震性能会产生较大的影响。根据施工图审查要点,一般来讲,对于半地下室的埋深要求应大于地下室外地面以上的高度,才能不计算其层数,总高度才能从室外地面算起。地下室的墙柱与上部结构的墙柱应协调统一。对地下室顶板室内外板面标高变化处,当标高变化超过梁高范围时则形成错层,应采取一定的措施进行处理,否则不应作为上部结构的部位。相关规范明确规定,作为上部结构部位的地下室楼层的顶楼,盖应采用梁板结构,地下室顶板为无梁楼盖时不应作为上部结构的部位。结构计算应向下计算至

6、满足要求的地下室楼层或底板,但剪力墙底部加强区层数应从地面往上计算,并应包括地下层。中国中国编辑。  地下室抗浮、抗渗设计  一般来讲,此类设计常见问题为:地下水位未按勘察报告确定,或勘察报告未提供计算浮力的地下水位及其变幅,违反了GB50007-XX第条;斜坡道未进行抗浮验算,斜坡道与主体分缝处未作处理;抗浮验算不满足要求,不符合GB50009-XX第条等。  地下水位及其变幅是地下室抗浮设计的重要依据。实际在地下室抗浮设计时仅考虑正常使用的极限状态,而对施工过程和洪水期重视不足,因而会造成地下室施工过程中因抗浮不够而出现局部破坏。另外,在同一整体大面积地下室的上部常建有多栋高层和低

7、层建筑,由于地下室的面积较大、形状又不规则,且地下室上方的局部没有建筑,此类抗浮问题相对难以处理,须作细致分析后再进行处理。地下室结构设计除应满足受力要求外,抗渗也是其中一个重点。由于钢筋混凝土结构通常带裂缝工作,要达到抗渗目的,一般可采取以下措施:补偿收缩混凝土。在混凝土中掺微膨胀剂,以混凝土的膨胀值抵消混凝土的最终收缩值。当其差值大于或等于混凝土的极限拉伸时,即可控制裂缝;膨胀带。混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会完全补偿混凝土的早期收缩变形,而

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