关键词:建筑工程;地下室;结构设计
引言:
随着现代商业地产对停车位的需求、社会对消防和设备以及人防的要求越来越高,建筑工程中,地下室部分发挥着越来越重要的作用。地下室的结构设计应在满足建筑功能和安全的前提下,尽可能地采用较为经济节约和环保的方法。
1 当下建筑地下室结构的设计特点
近年来,我国建筑规模不断扩大,地下室的性能也逐渐多样化。从最初简单的存储性能到目前的地下停车场多功效构造的配合,如大型商业区和民防项目,这些功能需要适合、更高设计准则的基础架构。需要设计者不仅具备更专业的设计水平,并且具备前瞻性的设计理念。建筑物的地下结构设计是整个建筑设计的基础,因此,建筑物地下结构设计的重要性对建筑的设计和使用功能非常重要。
2 建筑工程地下室结构设计难点
2.1 抗震设计
在开展建筑工程设计的过程中,需要对抗震设计进行分析,主要是由于近年来,我国地震现象的产生比较频繁。在城市发展的过程中,需要对建筑物的抗震能力进行分析,做好抗震设计。对于不同的建筑物,抗震设计也存在一定的差异,设计人员在设计的过程中,需要对其进行研究。地下室位于地面以下,在进行抗震设计工作的过程中,需要对其周边的土壤类型与重度、密实度等进行分析,降低抗震设计受到的影响。在开展工程建设施工或者将其投入使用的过程中,一旦地下室内部受到破坏或者坍塌,就会使得整体结构的性能难以体现。地下室结构还会影响上部结构的安全性,所以,需要做好抗震设计工作,满足整体设计要求。
2.2 抗渗透设计
部分地下室在建设施工的过程中,虽然会考虑到其受周边土层的影响,但是在经过处理之后,还是会存在空隙。在这种情况下,地下室结构容易受到雨水的影响,导致结构构件上浮,或者会产生墙体开裂等现象。在开展地下室结构设计工作时,就需要做好地下室抗渗透工作,将其作为重要环节,对其进行完善。在进行抗渗透设计时,设计人员需要对地下水位、结构材料与施工难易度等进行分析,保证结构的经济性。设计人员要进行全面考虑,防止抗渗透设计不符合标准。地下水位、土层等都会对抗渗透设计产生一定程度的影响,设计人员就需要对这个难点进行分析,强化整体设计效用。
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2.3 超长结构
近年来,随着经济的发展和人口的集中,大型商业综合体项目越来越多,该类工程通常由多幢高层主裙楼连体建筑及大底盘多层地下空间组成,形成超长超大地下空间结构,主要是可以提高土地利用率,满足建筑功能需要。超长结构的地下室虽然能够增加其使用面积,但是在设计施工的过程中,需要满足更高的要求,否则会影响地下室结构的使用效果。在对超长地下室进行布局的过程中,需要保证其相对合理,不能影响周边环境,也不能对周边建筑物的使用造成影响。在设计的过程中,需要对结构材料的均匀性进行分析,还要对混凝土的收缩性进行探讨,降低超长结构设计受到的影响。在进行超长地下室结构内部与外部施工时,一旦产生温度变化,就会使得结构开裂。因此,在对超长结构进行设计时,应特别注意由温差和混凝土收缩产生的温度应力引起结构裂缝,并在施工时采取一些有效的措施来控制裂缝,需要考虑到其中的影响因素,使得建筑功能得以实现。
3 建筑工程地下室结构设计分析
3.1 关于结构选型的设计
地下室的结构设计,不仅要保证结构具有足够的抵抗侧力的刚度,而且要确保其具有较强的承载力,使结构在水平作用力的作用下产生的侧向位移值在允许范围内。应整体权衡和分析结构的适用性和安全性等因素,宜选用框架结构形式,由混凝土框架结构承载纵向力和侧向力。混凝土框架应具有较强的刚度,在满足建筑整体功能的前提下,降低平面扭转对结构的影响。平面设置要相对简单、规则,使荷载均匀分布。本工程地下室的结构形式在主楼区域同主楼的上部结构,将主楼的框架-核心筒结构贯穿至基础;裙房部分和纯地下室部分为钢筋混凝土框架结构,可以从整体保证结构的连续与稳定。由于基础工程的造价占据整个建筑总造价的很大比例,对地下室基础进行选择时,要充分考虑地基承载力,且要考虑整体的安全可靠性和经济合理性,避免大体积混凝土的收缩和温差裂缝以及整体的不均匀沉降。
3.2 抗震性能设计
抗震性能设计作为所有建筑物设计的重点,要求设计人员提高对其的重视程度。在开展设计工作的过程中,设计人员需要注重对地震多发区的抗震设计。在开展抗震设计时,设计人员需要保证地下室具有足够的深度,满足地基承载力、变形和稳定性要求。在对其抗震性能进行分析时,需要对地下室的墙壁结构与材料进行合理规划与选择。设计人员要结合地下室结构的设计图纸对其进行完善,加强地下室墙壁的稳固性,增强抗震效用。在对地下室的抗震等级进行分析时,需要保证其与地上部分的抗震等级相同,在发生地震时,才能够保证整体建筑的稳定性。
3.3 基坑支护设计
基坑支护设计应和地下室结构设计同步进行,进行基坑支护需要提前做好防水帷幕,为地下室施工提供安全可靠的施工环境。另外,应根据相关规范要求确定基坑开挖和打桩的先后顺序,全面考察周边建筑物、构筑物和整体作业环境,对于一些不利因素,应采取一定的安全防护措施。
3.4 外墙结构设计
地下室外墙结构设计主要需要做好材料的分配比利用,设计人员要对混凝土、钢筋与水的比例进行分析。地下室外墙需要承受足够的建筑上层压力,在开展设计工作时,要对其承受的竖直方向与水平方向的压力进行分析。在竖直方向上,建筑物地下室需要承受上层质量带来的压力,其水平方向的压力则主要是建筑物周围土层带来的压力及地面堆载及活载。设计人员需要对大风天气里产生的压力进行分析,让建筑物地下室结构可以满足整体稳定要求。其在对外墙结构进行设计时,要对地下室结构承受的压力进行准确估算,规定各项材料的用量,使得地下室外墙的整体抗压能力达到要求。
3.5 超长结构的不均匀沉降防控设计
超长混凝土结构是指伸缩缝间距超过相关规范规定的最大间距的钢筋混凝土结构,或伸缩缝间距虽然未超过规范限值,但结构温差变化较大、混凝土收缩较大、结构竖向抗侧构件对楼屋盖约束较大的钢筋混凝土结构。超长结构一般工程条件较为复杂,施工技术要求较高。除必须满足强度、刚度、整体性、耐久性等要求,还存在超长结构的裂缝控制、地下室不均匀沉降等问题。建筑结构基础的不均匀沉降对框架结构的房屋会产生很大的危害,轻则引起房屋墙体开裂,重则引起房屋整体或局部倾斜或倒塌,因此,设计人员要对此高度重视。
结语:
随着现代科技的不断发展与社会需求的不断进步,人们对建筑的经济性、适应性、舒适度以及环保性的要求也在不提高,因此,对结构设计也提出了更高的要求,不仅要保证结构能够安全正常地使用,也要使现代建筑适应国家发展的方向,选择更经济、环保、便于施工的方案进行设计,从设计层面保证建筑工程的施工质量。
参考文献:
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[2]王月剑.建筑工程地下室结构设计分析与探讨[J].建筑知识,2017(3):114.
[3]钟建敏,唐亮.苏州中心广场项目超长超大地下室结构设计[J].建筑结构,2018(23):55-60.
论文作者:卢秋志
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/28
标签:地下室论文; 结构论文; 结构设计论文; 建筑论文; 进行分析论文; 设计人员论文; 过程中论文; 《防护工程》2019年第4期论文;