摘要:随着城市建设速度的不断加快,对于建筑物来说也越来越密集,更像是能够确保高层建筑在结构方面的稳定性,同时也能够拓宽人们的应用领域,充分利用建筑物的空间。建筑工程地下室的结构设计是非常关键的一个环节,本文主要对设计过程当中的要点进行分析和探讨。
关键词:建筑工程;地下室;结构设计;要点
随着社会的不断发展,建筑用地越来越紧张,在这样的背景下,人们尝试在原有建筑的基础上提升整个建筑的使用率,因此,打造建筑地下室成为了比较常见的一种处理模式。特别是在私家车辆越来越多的背景下,为了能够获取足够的停车位,在很多商品房当中都会通过增设地下室作为停车的场地。地下室结构设计对整个建筑物的影响是比较大的,如果设计不够合理,就容易出现安全方面的隐患,同时针对地下室工程当中的特殊环境,考虑隐蔽性大,以及施工工种多的特点,在充分考虑条件复杂等诸多因素的情况下,主要结合地下室结构设计当中的问题展开全方面的分析,同时明确地下室结构设计的要点。
一、地下室结构平面的设计
对于地下室工程来说,所涉及到的专业是比较复杂的,高层建筑的地下室结构的设计,需要考虑多个方面的因素,例如防火的功能以及使用方面的功能,同时还需要满足人防方面的要求。在这个过程当中,涉及到各个专业的配合,例如管道设计,排水工程,采光和通风等等。地下室的长度超过设计规定长度的时候,还要获得结构专业方面的配合和支持,确定是否应该进行变形缝的设置。在通常情况下,一般都是尽可能少设或者不设变形缝,因为设置变形缝有可能会导致这个地方的防水处理变得更加复杂。
为了更好地解决这个方面的问题,设计人员需要进行后浇带的设置,同时合并使用混凝土的外加剂或者地上的设缝。在这样的一种处理措施之下,在地下区域可以不设缝。通过这样的一种处理模式,不设缝的目的能够得到实现。如果是要解决地下室过长的问题,那么可以在遇到后浇带设置方法难以解决的情况下,适当在设计环节当中进行平面的调整,对地下室进行分割,同时用比较窄的通道进行相连,提升使用功能的满足程度,并且在一定程度上满足管道相连方面的要求。通过这种处理手段和措施,防止把变形缝设置在通道的位置,最终能够确保接缝比较少并且能够处在一个受力比较少的状况,方便后续补救工作的开展。在进行结构设计的过程当中,要合理设置采光通风井,如果采光通风井的位置设置不是特别恰当,那么地下室的结构稳定功能也会受到影响。
二、地下室外墙结构的设计
在整个高层建筑的地下室结构设计当中,外墙的设计是非常关键的一个环节,因此这个环节的设计状况对于整个高层建筑的地下室结构合理性产生直接性的影响。在设计工作开展的过程当中,需要综合考虑水以及土压力等各个方面的因素,对因素进行验算从而得到外墙在抗裂方面的性能状况。从总体上来说,在综合考虑多种因素的基础上,需要从多个方面展开科学合理的设计工作。
首先要注重对荷载进行合理的设计,因为在地下室当中,外墙的荷载占据着非常重要的位置,它在承受能力方面的情况会受到两个方面的影响,分别是横向和竖向。对于地下室的外墙水平荷载来说,通常情况下包含着侧向的土压力以及地下水的侧向压力等等。在进行外墙结构设计的过程当中,一般而言,竖向的荷载以及地震方面作用所产生的内力,并不会起到控制方面的作用和效果,因此,重视水平的荷载显得尤为关键,当水平的荷载与墙面是垂直的关系时,就会出现弯矩,弯矩对于墙体在配筋方面的设计工作带来直接性的影响。
地下室外墙界面的设计影响着整体的质量,在通常情况下,土压力所引起的效应一般都是一些永久的荷载效应。对于地下室的外墙而言,在所承受的土压力方面,通常情况下,建议选取静止时候的土压力,该项数值需要通过试验来进行确定。如果不具备开展试验方面的条件,那么砂土可以取0.34到0.45左右的水平,黏性土则取0.5到0.7左右的水平。如果省内比较稳定,那么在水压力的计算方面,可以将其作为永久的荷载来进行考虑,分项系数可以取1.2这个数值。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于水位出现急剧变化的水压力来说,可以将其作为可变荷载进行考虑。如果效应对于结构不是特别有利的时候可以取1.2这个数值,有时候也会取1.0.在抗爆等效方面的静荷载分项系数,1.0是一个比较合理的数值。
地下室外墙配筋的计算需要考虑多项因素,同时需要分型对待。如果是带有扶壁柱的外墙,那么在计算的过程当中,并非是根据扶壁柱的尺寸来开展计算工作,通常情况下,会按照双向板的要素来进行配筋的计算。在进行扶壁柱计算的时候,一般会按照地下室结构的整体电算分析得到的结果进行配筋,不会选择参照外墙双向板在传递荷载验算方面所得到的数据来进行配筋。从外墙和扶壁柱变形协调的原理角度出发,这样的一种设计模式容易导致整个外墙在竖向受力方面的配筋不是特别充足,同时也会出现扶壁柱配筋偏少的现象,最终在整体的建筑结构上可以看见在外墙的水平分布方面,所分布的钢筋是有一定的富余量的。
三、地下室的设计
1.荷载的设计
对于建筑物的地下室结构来说,在荷载方面会受到多个方面荷载的影响,目前从我国现有的技术规范角度出发,如果是防控型的地下室,在内部方面是要考虑到荷载方面的组合要素,因此在完成建筑物地下室结构设计的时候,就需要对不同工程的特点类型进行考虑,同时充分结合技术方面的规范和要求,确定荷载的组合方式。在顶板部分,一般情况下需要考虑核爆动荷载所得到的标准值和静荷载的标准值。对于侧墙来说,如果是竖向的侧墙,那么就会受到顶板所传来的顶板荷载,并且上部建筑物在自身重量方面的标准数值和外墙的自重标准值也是影响的因素。如果是横向的情况,那么核爆动荷载所出现的荷载标准值以及土压力、水压力就是需要重点考虑的因素。如果在建造当中,面临的是内承重墙或者柱,那么考虑的因素要重点关注自重方面的标准。对于基础部分而言,要提升目标的精准性,把解决核爆动荷载时确定时确定静荷载作为主要的考虑对象。
2.顶板设计
在进行建筑物地下室结构设计的过程当中,顶板对于上部建筑所产生的是水平因素方面的作用,因此在刚度方面数值越大,那么对于上部所产生的约束能力就会越理想。因此对于地下室结构当中的顶板来说,在设计的过程当中,一般厚度都会选择在160毫米以上。如果是具备这样的反功能的地下室,那么在顶板的厚度方面,还是要结合人防方面的特殊要求来进行设计,一般来说这个厚度会更高。结合我国关于建筑物抗震的技术规范可以发现,对于建筑物的地下室结构来说,在开展设计的过程当中,无论是混凝土的强度,还是楼层在侧向方面的刚度,都会有具体的要求,同时地下室的层数也不适合少于两层。
3.底板设计
地下室的底板不仅是要满足受力要求,同时还需要具备着防水和抗渗的功能,因此在地下室设计的过程当中,无论是配筋的数量还是底板的厚度,都要经得起考验。一般来说,厚度的设计控制在40到60厘米之间,配筋的比例则控制在0.25%左右,除此之外,还是要确保量的宽度不能够比底板的厚度低,桩的承台需要能够承受冲切和局部压力。
三、结语
总的来说,对于地下室的设计工作来说,该工作的专业性比较强,涉及到多个方面的公式和领域,整体的复杂性也比较突出,因此要在满足基本功能的基础上,提升安全性和稳定性,促进经济合理。在设计工作的过程当中,如果能够满足上述所提到的要求,那么就能够更好地发挥地下室的功能,同时也提升整体工程的质量,便利于人们的生活和社会的发展。
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论文作者:李侗儒
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/19
标签:地下室论文; 荷载论文; 外墙论文; 结构设计论文; 顶板论文; 壁柱论文; 结构论文; 《基层建设》2019年第6期论文;