对地下室结构设计影响因素的探讨

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1、对地下室结构设计影响因素的探讨对地下室结构设计影响因素的探讨　　随着城市土地资源的日益紧缺,建筑及城市交通逐步向地下发展,而高层建筑更由于其建筑功能和结构本身的要求,大多需要设置单层或多层地下室。地下工程在整个建设项目中所占的比重也越来越大。由于地下工程材料消耗大、建造周期长、施工难度大，因此地下室结构设计的合理性将会对整个项目的设计周期、施工工期以及工程造价等产生巨大的影响。另外，由于场地地基土层工程力学性质的多样性，地下室结构的设计也比较复杂，主要涉及到的技术问题有：基础型式的选取和计算、地基承载力及变形计算、抗浮计算

2、、不均匀沉降的解决措施、结构超长所产生的裂缝问题以及特殊地下室如人防地下室的结构设计等等问题。这些技术问题的解决方式对工程的造价问题有很大的影响，先进合理的技术能最大程度的降低工程的造价，使建设项目取得良好的经济效益，而经济因素也在一定程度上制约着一些先进技术的运用和发展。因此，如何协调好技术与经济在建设工程中的相互关系，是每个设计人员应该认真考虑的。本文以地下室结构设计中主要须解决的技术问题为主线，结合具体的工程实例，简要分析地下室结构设计中的技术、经济问题及其相互关系。　　　　地下室平面设计　　地下室工程涉及的专业极为

3、复杂,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。地下室的平面尺寸，层高及柱跨也要结合各专业的具体要求确定，以达到经济合理的设计效果。例如地下室的平面尺寸超长时,须由结构专业确定是否设置变形缝或采用其他的构造措施以解决温度裂缝问题。因为变形缝的设置会增加地下室防水处理的难度,所以通常应尽可能少设或不设变形缝,而采用加强施工养护，设置后浇带或膨胀加强带及加强构造配筋等措施，以减少温度裂缝的产生，同时也达到较好的防水效果。若地下室过长,依靠以上措施仍难

4、以解决,则设计人员应合理地调整平面,将地下室分割成几个较小尺寸的地下室,中间仅用较窄的通道相连,以满足使用及管道相连的要求,并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。另外，在满足各专业使用要求的前提下，应尽量减少地下室层高及采取经济柱跨，以降低工程造价。地下室平面设计时也应合理地设置采光通风井,特别是高层建筑，若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,会造成该向地下室侧限缺失,不能有效地将上部的水平力作用传至侧壁及周边土层,达不到底层嵌固的计算假定，而须深挖以满足高层建筑的埋深要求

5、，从而增加工程造价。因此，合理的平面布置是结构经济合理的前提。　　地下室构件设计　　地下室的构件设计主要包括外墙，顶板,底板等部位的设计。各个部位的构件应根据其受力工况进行强度及裂缝验算。地下室底板及外墙主要考虑水、土压力及人防荷载的作用，而地下室顶板主要考虑覆土、施工荷载、消防车荷载及人防荷载的作用。设计时应注意以下问题:　　(1)荷载。在地下室所受的荷载中,地下水压力是比较重要的一项,只有合理的确定设防水位,才能确保地下室的结构安全,同时也避免增加不必要的工程造价。设防水位可根据地勘报告并结合场地地势确定。地下室外墙所

6、承受的土压力应为静止土压力，静止土压力系数可由试验确定，当不具备试验条件时,砂土可取～,黏性土可取～。另外，地面超载对外墙的作用也不能忽视。在人防地下室设计中，各部位人防构件等效静荷载的取值可根据现行人防设计规范确定，对于人防地下室底板，人防荷载的取值还与基础形式和基底土层的性质有直接的关系。在考虑了人防荷载的荷载组合计算中，材料的强度应考虑材料强度综合调整系数。　　(2)计算模型。地下室顶板一般可采用井字梁板结构，板格根据平面尺寸及支承形式，按不同荷载组合工况进行强度及裂缝的分析计算。地下室底板可采用梁板结构或无梁楼盖结

7、构，按倒楼盖模型进行受力分析。无梁楼盖结构可采用板带法或等代框架法。外墙一般承受水平荷载、竖向荷载及顶部节点荷载。水平荷载包括地面超载、侧向水、土压力和人防等效静荷载等；竖向荷载包括上部及地下室顶板结构传递来的荷载等；节点荷载主要是由于风荷载或地震作用产生的水平剪力和弯矩。竖向荷载和节点荷载一般可由顶板结构及外墙平面内刚度承受，其内力一般对外墙墙体的配筋不起控制作用，墙体配筋主要由垂直墙面的水平荷载产生的弯矩确定。因此，外墙一般采用上部铰接，下部固接，承受梯形水平荷载的竖向单向板的计算模型，水平钢筋仅为构造配筋。而对于垂直

8、于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块，则应按双向板计算配筋，否则水平钢筋会偏小。地下室外墙计算时,假定了底部为固定支座(即底板作为外墙的嵌固端),因此底板的抗弯能力应不小于侧壁的抗弯能力,其厚度及配筋量应相匹配，以满足该计算假定。这种情况在地下车道中最为典型,车道侧壁为悬臂构件,底板的抗弯能力应不