高层民用建筑地下室结构设计分析论文_陈超

高层民用建筑地下室结构设计分析论文_陈超

江西省建筑设计研究总院 江西省南昌市 330006

摘要:本篇论文主要分析研究的内容就是地下室结构在进行设计时会遇到的一些难点,在进行有关分析的时候,我们是从以下几方面进行的,即:荷载、外墙等等,并且在这个基础上对高层民用建筑地下室结构的设计要点进行了适当的研究。除此之外,本篇论文还对抗浮、抗渗等相关控制措施进行了简单的阐述,希望可以对有关的工程提供一些参考。

关键词:地下室;设计;安全;结构;工程

对于高层民用建筑而言,地下室功能的发挥主要可以依靠骑车停车位的设置、地下消防水池等的设置来完成,之后,经过对一些基础的埋深要求进行设置过后,停车场就可以被建造成为战争时代所用到的人防地下室。因此,在对高层民用建筑地下室进行结构设计的时候,设计人员必须对这一问题进行仔细的分析研究,这是有着非常重要的意义的。

一、地下室构造设计难点

一般来说,地下室设计工程是十分复杂的,它所要涉及到的专业也是非常错综复杂的,通常情况下,使用功能、防火、人防要求等等都是地下室设计工程所需要牵扯到的专业,因此在进行地下室结构建筑的过程中,有关人员就要对这些因素进行综合的考虑,并且在这个基础上对一些专业进行配合。对于一些具有大底盘的地下室高层建筑群体来说,使用阶段的塔楼部分往往不会存在抗浮问题,但是在裙房以及单纯的地下室部分,抗浮问题就很容易出现。另外在施工的时候,对于洪水期,施工人员并不会引起足够的重视,这主要是因为在实际的设计过程中,地下室的抗浮问题只会考虑一些正常使用下的极限状态,这就会造成抗浮不够而造成施工时出现部分破坏。除此之外,地下室防水工程也属于一种系统性的工程,它所包含的原因是有很多项的,比如:设计、选材等等,在这样的情况下,地下室结构设计就会出现较多的难点。

二、对高层民用建筑地下室结构的设计分析

在高层建筑当中的地下室结构中,最主要的组成部分就是以下几种:顶板、外墙、荷载等等,在对高层建筑的地下室结构进行设计的时候,设计人员也应该从这几方面进行,但是要将地下室用作战时用的人防地下室,那么就需要对人防口部重新进行设计。

(一)荷载

通常在地下室结构荷载中,水以及土的压力、上部建筑的自重等等都属于地下室结构荷载中包含的内容。按照地下室的不同部位,对于荷载的组合,我们也要按照不同的规范来进行组合,另外,我们还可以根据这样的结构特点在防空地下室的结构设计中依照有关的荷载组合进行规范。通过对高层民用建筑地下室中的每个部分参与结合的荷载进行适当的分析,我们得出了以下的结论:

在顶板部分的荷载,简单来说就是顶板静荷载的标准值。而在侧墙当中,水以及土所承受的压力等就是横向的荷载标准值。而对于竖向的荷载标准值来说,就是核爆动荷载的标准值。但是对于内承重墙而言,上部建筑物以及内承重墙的自重就是其标准值。除此之外,内承重墙在选用控制的时候,应该选择较大的荷载来作为控制,这需要对平时各个楼层之间的活荷载标准值进行对比。

(二)顶板

一般在一些高层的民用建筑中,其上部结构要想得到更高的约束,那么我们就要确保约束支座地下室的顶板刚度保持在适当的大小。对于地下室顶板的厚度而言,其厚度通常要保持在160mm,但是有一点需要注意的是,地下室顶板的厚度不能过薄。但要是人防地下室里面的顶板的话,厚度就必须满足人防要求的标准。

在对高层民用建筑地下室结构的上部嵌固端进行操作的时候,不仅要对混凝土的强度等级进行严格的要求,同时还要对楼板厚度等进行严格的要求。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次,在高层民用建筑中,地下室的层数不能少于两层,相关的规范还做出了以下的规定:高层民用建筑里的地下室楼层使用的结构必须是梁板结构。由此我们可以看出,在高层民用建筑中的地下室,其总层数、基础埋深等受到的影响因素都与上述的内容有关。当我们队地下室的顶板进行结构计算的时候,必须按照有关的要求来完成计算,即:往下一直算到符合嵌固端的要求。

(三)外墙

要想让弯矩成为固定支座的底部,首先我们需要对弯矩进行适当的调幅,并且在进行调幅的过程中,还要对荷载的分项系数等进行全面的考虑,之后对其进行计算的时候,我们要按照多跨连续的方法完成相关的计算,当然,在完成上述内容的过程中,对于地下室外墙的计算,也是需要考虑在内的。其次,不论是底板的弯矩还是相邻侧壁中的底部弯矩,其大小都要保持相等。地板的厚度应该与筋配量同等,而且有一点需要注意的是,抗弯能力不可以小于侧壁,在地下车道中,这种问题是最为典型的。

在对配筋进行计算的时候,我们应该以双向板为主要的计算内容,使用双向板计算,主要是要在外墙扶壁柱截面尺寸较大的时候进行使用的。其余的外墙我们都应该采用竖向单板的方法来对配筋进行计算。对于一些需要加强的方面,应该按照以下内容来进行:首先,对于外墙挂壁内外侧的主筋,由于这种主筋中的竖向荷载是比较小的,但是外墙的水平分布筋是需要对扶壁柱的截面尺寸进行利用的,所以这种时候就需要使用到配外侧附加短水平的负筋来完成相关的加强工作。除了上述内容以外,还要对地下室外墙的裂缝宽度进行准确的计算,宽度的大小最好保持在0.2mm,而且不能出现贯通的情况。

(四)底板

当底板的受力要求和外墙的受力要求达到同等的时候,底板就需要在地下室防水等方面进行满足。通常情况下,40cm到60cm就是地下室底板的厚度大小,而且这些底板采用的配筋率都在0.25%。但是站在实际的角度上来看的话,对于地下室底板中的标高变化,就应该设置起梁,底板的厚度要比宽度大。另外,对于板的支座弯矩传递到梁所需要的抗扭钢筋,我们必须进行科学的计算。

(五)对于抗浮、抗渗及控制的相关措施

由于南方地区的地下水位普遍偏高,所以在进行高层民用建筑地下室结构设计的过程中,设计人员要对抗浮计算引起足够的重视,而且在进行抗浮计算的时候,设计人员要对地下室部分以及地面楼层不多的情况进行格外的注意,如果需要使用桩基,那就要对桩的抗拔承载力进行相应的计算。对于板和覆土的自重来说,其自重是需要有利于地下室的结构的,而且在荷载分项系数中,我们要根据计算强度来选取1.0。但是在计算抗浮的时候,荷载分项系数的选取就应该保持在0.9。除了要对受力的要求进行一定的满足,在地下室结构设计中,最重要的一个重点就是抗渗,为了有效的发挥出抗渗的效果,钢筋混凝土结构往往就会采取以下的措施:

对收缩混凝土进行补偿。从另一个方面来说就是在混凝土中掺入UEA、HEA等微膨胀剂,之后,混凝土的膨胀值就可以和最终的收缩值抵消。而为了对裂缝进行有效的控制,就必须在差值出现不小于混凝土极限拉伸的情况下进行。

最后,我们还要对钢筋混凝土的抗拉能力进行一定程度的提升。由于考虑到混凝土有关的抗变形钢筋,比如:为了对混凝土的面层进行强化,从而对侧壁的水平温度筋进行了增加。

结束语:

综上所述我们可以得出,在进行高层民用建筑地下室的结构设计时,其操作步骤是非常的复杂的。部分建筑物能否进行正常的使用,完全取决于高层建筑上部的荷载是不是足够大,除此之外,地下结构的设计是否合理也是影响建筑物正常使用的因素之一。由此我们可以看出,在设计这一阶段中,不仅仅要对功能的需求进行满足,同时还要让其的安全得到一定的保障,当然,对于地下室结构抗渗这一特殊要求,我们也要尽可能的进行满足。

参考文献:

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论文作者:陈超

论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期

论文发表时间:2018/2/26

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