摘要:现阶段,我国的建筑设计和施工领域的发展日新月异,而此时,人们对于建筑的各种功能要求也越来越高。在这样的情况下,建筑地下室这一对建筑质量、功能影响重大的设计内容,就需要引起相关建筑设计工作人员的重视。
关键词:建筑;地下室;结构设计
引言
随着我国的建筑行业的不断发展,对于建筑行业的要求也在不断提升。建筑过程中需要确保建筑工程的整体稳定性,这也就需要奠定良好的基础。其中楼层较高的建筑往往带有地下室,同时随着我国建筑技术的不断发展和进步,地下室的层数也在不断的增加,地下室的建筑结构的合理设计在建筑工程中发挥着重要的作用。由于地下室的特殊性,因此也具有不同于地上楼层的建筑难点。
1 地下室结构设计的特点要求
①地下室的主体结构设计主要有顶板、外侧墙、底板等一些构件。②地下室的孔口防护的设计,主要是对地下室的出入口与防护消波系统进行的结构设计。③在对地下室进行结构计算时,是否与上部结构一起计算,对于计算的结果会产生较大的影响。地下室的底板多做为整体结构的基础,所以结构设计时应该考虑地基所产生的反作用力。地下室的顶板做为建筑工程的重要组成部份,需要考虑组合完成后的静荷载,外墙则需要考虑来自于侧向的水、土的水平作用组合。
2 建筑地下室相关结构设计中应注意的问题
2.1地下室基础设计中应注意的问题
首先,在地下室基础设计前,应该针对地下室的位置以及周边环境展开详细的调查与研究,并做好地质勘查工作,进一步掌握有关地下室工程地质的实际情况,为地下室基础设计提供可靠依据。其次,在地下室基础设计过程中应结合工程地质勘察报告,选择合适的基础形式,一般地下室可采用柱下独立基础或桩基础,高层塔楼可采用筏板基础或桩筏基础。因地下室施工在沉降方面有较高的要求,所以在地下室基础设计时,应选择承载力较高的岩层作为持力层。同时,为消除高层塔楼基础与周围相关地下室基础的沉降差,可在地下室塔楼周围设置沉降后浇带,沉降后浇带一般在高层塔楼主体结构施工完成后封闭。
2.2地下室外墙设计中应注意的问题
在地下室外墙设计过程中,需要对结构自载能力、水土侧压力等因素进行深入的分析。地下室外墙主要荷载为土、水侧压力及地面附加荷载传来的水平侧压力,呈三角形和梯形荷载形式,如为人防地下室,还应考虑水平人防荷载。回填土土压力应按静止土压力计算,侧压力系数可取 0.5。其次,还受到顶板(或楼板)、次梁传来的竖向荷载,受荷形式复杂,为压弯构件。一般可按水平侧压力作用的的纯弯构件计算,并考虑竖向荷载的影响。纯弯构件计算时,单层地下室可按顶部铰接,底部刚接的竖向单跨梁计算,多层地下室可按顶部铰接,底部刚接的竖向多跨连续梁计算,同时应对裂缝宽度进行验算。竖向和水平分布筋的布置与一般剪力墙相反,即竖向钢筋应配置在侧墙外侧,水平钢筋应配置在内侧。当地下室顶板(或楼板)有次梁搭在地下室外墙上时,梁下应设暗柱,暗柱配筋应按竖向荷载计算,且竖向配筋应大于或等于地下室外墙按侧压力作用的单向板带计算的配筋。在实际设计过程中还需要对侧墙设计成本进行充分的考虑,一方面应保证侧墙有足够的承载能力,另一方面要合理控制侧墙的厚度和混凝土强度,最终达到有效节约成本的目的。
2.3 地下室底板设计中应注意的问题
在地下室底板设计中,抗浮计算与抗渗能力为设计的主要内容,如为人防地下室还应考虑人防荷载。抗浮计算时,地下室底板应按无梁楼盖的方式进行计算,可采用有限元软件计算,如 PKPM 软件 JCCAD 模块中的防水板抗浮计算等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆按无梁楼盖方式计算时,应考虑独基或承台作为柱帽的有利作用。地下室底板应验算施工阶段和使用阶段两种工况下的的抗浮稳定性。抗浮设防水位由工程地质勘察报告提供,地下水浮力按标准值计算,抗浮安全系数一般取 1.05。在地下水作用下,地下室底板应具有足够的强度和刚度,且应进行浮力作用下的抗弯、抗剪和抗冲切承载力验算。抗浮(渗)板厚度一般≥250mm,抗浮板底部还应设置松散材料垫层,以防止柱基沉降时,抗浮板受到向上的土压力。当地下室底板抗浮验算不满足要求时,需采取必要的抗浮措施,如设置抗浮锚杆或抗拔桩,增加结构配重,地下室底板下释放水浮力等。地下室整体抗浮验算时,需对结构自重较小的区域进行局部验算。抗浮验算不满足时,可采取与底板类似的抗浮措施。
3 建筑地下室结构设计的优化措施
3.1地下室结构平面设计
由于人们生活水平的提升,人们对于建筑地下室结构的设计要求也有了明显提升,不能要求建筑地下室具有较强的功能性,而且要求建筑地下室要具备良好通风排气、采光疏通等多种功能,以此满足人们不同的需求。因此,在对建筑地下室结构进行设计的过程中,需要考考虑的方面有很多,但是在对建筑地下室整体结构进行计算的时候,最基本的还是需要根据建筑的实际荷载来进行,通过所计算的荷载,来制定出相应的建筑地下室结构设计方案,充分的对建筑地下室结构可能出现的变形情况以及裂缝问题进行分析,注重防水设计,尽可能的减少变形缝的出现,同时,要在地下室结构平面中,设置相应的后浇带,并且要利用混凝土添加剂来对地下结构进行完整设计,以防止地下室结构出现裂缝。根据通风以及采光的需求,要注重对地下室进行采光通风井的设计,合理的选择采光通风井的位置,并且针对其位置进行合理的计算,保障采光通风井位置设置的精确性,这样不仅能够使得建筑地下室结构更加的稳定,同时也可以使得建筑地下室可以将风力以及地震等作用力有效的进行阻隔,从而最大限度的满足地下室结构设计的埋深度需求。
3.2地下室防水结构设计
严格的依据施工现场的条件以及水文分布状况来将地下室防水结构设计,保障防水结构设计的合理性和有效性。通过对施工现场相关资料的分析和研究,制定出具体的地下室防水结构设计图纸,并且选用合适的防水材料,以确保地下室结构不会出现严重的渗水问题。另外,值得注意的是,如果地下室的防水工程要设计在最高地下水位上,而地下水位并不是很高的情况下,相关的设计人员就可以在结构自身防水外设置一定的附加防水层,以确保防水性能可靠,在选择防水卷材时也考虑到经济、环保的要求,在满足工程需要的条件下尽可能地选择性价比更高、环保性能更好的材料。
3.3地下室抗浮结构设计
由于水有一定的浮力,当地下水的水位高于地下室的基础底板时,就会对地下室产生向上的浮托力,而当地下水的浮托力大于了地下室自重时,就会使地下室上浮变形,破坏地下室结构,因此,地下室的抗浮结构设计也十分重要。在地下室结构设计中,抗浮设计通常只考虑正常使用情况下的极限状态,而往往忽略掉施工过程及洪水期的抗浮要求,这就导致了在施工过程中易出现由于抗浮不够而引起局部破坏,出现此种情况时就须对其结构进行细致的分析计算后再根据具体情况进行处理。
结束语
根据研究得知,地下室是我国建筑工程中最为重要的建设项目,所以必须严格控制地下室结构设计,进行地下室结构设计时对于其不同的情况使用不同的手段,必须认真切实的对地下室质量进行提升,才能有效的保障建筑工程地下室建设质量。
参考文献:
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[3]阎红伟,柴万先. 高层建筑地下室结构设计中的若干问题[J].工业建筑.2006(10)
论文作者:李龙
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/16
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