对某建筑地下室结构设计的研究.doc

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1、对某建筑地下室结构设计的研究摘要建筑工程中，结构设计是保证建筑工程整体建设质量的重要前提与基础，其质量优劣直接关系到建筑物使用过程的可靠性与安全性，并以人民群众的生命与财产安全息息相关。本文结合某地下室结构设计实例，对地下室结构设计的计算方法进行了分析。并从安全角度提岀了设计过程中的一些要点，以期对今后同类设计起到一些参考作用。关键词建筑结构；结构设计；计算中图分类号TU93文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)122-0112-02随着社会以及城市化建设的发展，城市用地日益紧张，高层建筑因用地的紧缺、能够合理应用竖向空间，已经成为建筑工程的主流趋势。为了满足建

2、筑功能及基础埋深的需要，一般均设有一层或多层地下室,平时做为车库、设备用房或商业用途，战时将其中部分或全部用做人防设施。由于地下室设计荷载较大，防水抗裂要求高，其造价占整个项目造价的比重也相当大。由于地下室所处的位置以及影响的设计因素较多，要考虑的技术问题较多，如不均匀沉降、地下室抗浮等，这些都造成地下室结构设计在建筑结构设计中起着重要作用，更是不容忽视，稍有设计不当将会给整个建筑结构带来安全隐患。1工程概况某高层建筑高度为54m,为18层的钢筋混凝土框架剪力墙结构，地下为1层结构，该工程采用预应力高强管桩，以强风化岩或中风化岩为持力层，单桩承载力特征值1800kN,底板采用

3、筏板，抗浮水头5.5mo建筑抗震设计类别为丙类，工程所处地区的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10go框架和剪力墙的抗震等级均为三级，其中框支柱、框支梁为二级。裙楼结构部分的抗震等级与主体结构相同，应为二级。地下室在平时主要作为停车库，战时则作为人防工程，人防等级设计为六级。2上部结构嵌固部位的确定以及地震作用计算上部结构嵌固部位如何合理地选取很关键，这往往影响着计算模型的计算分析。例如，对于大底盘的地下室来说，其上部结构为几栋的塔楼，在选取上部结构嵌固部位时若将其取在基础顶面，则上部几栋塔楼相应地下室结构都必须按多塔来进行建模计算分析，这显然不现实。若将上部结

4、构的嵌固部位选取在地下室顶板，这几栋塔楼的地下室都将作为一个整体进行单独计算，这显然符合实际耍求。为了使地下室顶板能够作为上部结构的嵌固部位，就必须在进行地下室结构设计时使其满足作为嵌固部位的要求。因此,本工程的地下室顶板作为上部结构的嵌固端，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》的有关规定进行了以下结构设计：1)本工程为人防地下室，地下室的顶板未布置大洞口；同时地下室顶板采用现浇梁板结构，顶板厚度取为300mm满足规范规定不宜少于180mm的要求;楼板混凝土强度等级选用C35,采用双层双向钢筋配置方式，而且保证每层每个方向的配筋率大于0.25%。这些确保了本工程的地下室顶板具有

5、足够的强度来作为上部结构的嵌固端，同时确保了具有足够的刚度来传递上部结构的力到地下室构件上。2)地下室顶板作为上部结构嵌固端，其楼层的侧向刚度不宜少丁相邻上部楼层的侧向刚度的2倍。本工程的地下室进行初步设计时，为了满足这要求，采用剪切刚度比来进行设计，如下面两公式所示：Y=G0A0h0/G1A1h1(1)[AO,Al]=AW+0.12AC(2)式中，GO、G1分别为地下室及地上1层的混凝土剪变模量；AO、A1分别为地下室及地上1层的折算受剪面积；AW为抗震墙全部有效面积；hO、hl分别为地下室1层及地上1层的层高；AC全部框架柱截面面积。在进行木工程的地下室刚度设计时，采用S

6、ATWE软件对侧向刚度比值进行了调整，从而得到了满足规范耍求的地下室结构与相邻上部结构楼层侧向刚度比值，经计算剪切刚度比为0.2985本工程地面活荷载取为q=10km/m2,则折算土的厚度应为h=10/18=0.56m,等代土压力采用公式。0=ylhlka计算。侧向土压力对于地下水位以上的土压力采用公式。sl=Th2ka,对于地下水位以下的土压力则采用公式。s2=Th3ka计算。本地下室工程的侧壁采用以上所介绍的公式以及简化计算见图1,经计算地下室1层的侧壁板厚取为350mm。2）侧壁的构造耍求是，在与土壤接触的侧壁混凝土保护层取为40mm,地下室内部的混凝土则取为15mmo

7、把地下室侧壁的水平钢筋配置在外侧，而竖向钢筋配置在侧壁内侧。为了有效控制本地下室的侧壁混凝土开裂，混凝土强度等级并不宜取得高，以减小混凝土的收缩应力，工程混凝土强度等级取为C35。同时，本工程还设置了多道后浇带，有效的减小了地下室混凝土开裂。3.4地下室底板设计1）地下室底板主要以抗渗和抗浮计算为主，地下水位按50a—遇考虑取在室外地坪，抗浮水头5m,抗渗等级P6o地下室底板所处土层为淤泥及淤泥质土，承载力较低不能作为持力层，故本次设计地下室底板按倒楼盖设计，采用无梁楼盖的方法计算，采用经验法,经计算地