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摘要:城市化进程不断加快,使得城市人口不断增多,而城市建筑用地却在不断较少,这就造成了城市人口居住压力不断提高,为了能够有效地缓解这样的压力,很多建筑企业,将建筑物的地下室作为了日后开发的主要目标,城市建筑物的不断增多,建筑物地下室的数量也会随之增多,为了能够为人们提供更多方便,设计人员就要根据建筑的整体特点以及人们的具体需求,进行建筑物地下室结构的设计,并且,高层建筑的不断涌现,使得其地下室设计中,关于防水,支护等方面的设计也逐渐成为了一个人们所关注的热点,文中从几个方面对此进行了研究和分析。
关键词:建筑;地下室;结构;设计
1.地下室结构设计中的问题分析
1.1抗浮问题分析
针对地下室的抗浮问题,要设定科学介理的抗浮设防水位,根据具体的地下水水位要求进行研究和实时勘查,采用平板式筏板基础、增加地下室的重量、设置抗浮桩等方式方法去解决地下室的抗浮问题。
1.2不均匀沉降问题分析
地下室的不均匀沉降问题可以采用人工处理地基的方法去降低地基处理的程度,主体结构采用桩基础、主体结构部分采用整体基础也能达到较小的最终沉降量,还能充分发挥不同基础形式的作用和优势,有利于工作人员进行相关的计算,确定最终的设计方法。
1.3地下室结构超长问题分析
地下室结构的超长问题在建设中时常遇到,要解决这类问题必须设置伸缩后浇带或者采用低强度的等级混凝土、粉煤灰混凝土技术、设置膨胀加强带、适当加大分布钢筋配筋量等办法去完善这类问题。
1.4人防地下室的问题分析
对于人防地下室的结构设计要特别注意人防构件的最小截面尺寸取值问题,按照国家的标准进行设计,使顶板的最小防护厚度、混凝土厚度都能实现建筑而层的防护作用。此外,人防构件的荷载取值问题、人防底板的荷载控制问题也是建设过程中必须要注意的设计问题。在考虑防空地下室在核爆动荷载作用下的动力分析时要采用等效静荷载法进行计算,人防地下室的设计还需要考虑人防底板的荷载起控制作用。
2.建筑工程地下室结构中的设计要点
2.1结构平面设计
在建筑的地下室结构设计时,需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。设计人员可以通过设置后浇带和合理使用混凝外加剂或地上设缝、地下不设缝等方式,达到不设缝的目的。若地下室过长依靠设置后浇带的方法难以解决,设计人员应合理地调整平面将地下室分割成几个小地下室,中间用较窄的通道相连,以满足使用及管道相连的要求,而将变形缝设置在通道处,这样可以使接缝较少且处于受力较小处,便于补救。在结构设计时应合理地设置采光通风井,若高层建筑采光通风井位置设计不当,不能满足高层建筑的埋深要求。
2.2地下室结构设计中的荷载
建筑物的地下室结构荷载主要包括核爆动荷载以及建筑物的重量荷载、土压力和水压力以及地下室自身的重力荷载等几个部分。在我国的有关技术规范中有关于防控型地下室内部可以考虑到的荷载组合,所以在对建筑物的地下室结构设计就可以根据不同工程的特点同时结合技术规范要求来确定荷载的不同组合。在建筑物地下室结构中不同部位所参与到的组合的荷载为以下几种情况:
(一)顶板:主要包括核爆动荷载标准值以及静荷载标准值两种。
(二)侧墙,如果是竖向的话就包括了从顶板传来的顶板荷载,还有上部建筑物自身重量的标准值以及外墙自重标准值;如果是横向的话就包括核爆动荷载出现的水平动荷载标准值以及土压力和水压力等。
(三)内承重墙或者内承重柱,其中包括了项板的荷载标准值以及建筑自重和内承重墙自重标准值。
(四)基础部分,主要含有底板核爆动荷载的标准值以及上部建筑物物自重标准值以及从顶板传来的静荷载标准值。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在对防空地下室的结构进行荷载组合时实际上解决的是在核爆动荷载情况下怎样确定静荷载的问题。
2.3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[5]。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。另外,通常情况下,一个大面积的地下室上部有着多栋建筑,加上地下室形状不规则,给抗浮设计增加了更大的难度,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。
2.4地下结构防水设计
地下防水工程是决定地下工程能否正常使用的关键。地下工程防水的形式大体可归纳为三种类型:其一是从围岩、结构和附加防水层着手,拒水于工程之外,采取种种办法,千方百计的不使水进入工程之内,称之为水密型。其二是从疏水、泄水着手,将地下水有意识的导入工程内边的排水系统,使之不施虐于结构本身,称之为泄水型或引流自排型。其三是两者结合,在同一工程中既有泄水的一面,又有水密的另一面,称之为混合型。对于具体工程,选用何种型式,则需根据水文地质条件、周围地形地貌、工程性质、施工方法以及造价高低来确定。
2.5结构超长的处理办法
因建筑总体设计要求,地下室的结构时常会出现超长现象。很多情况都会超过40~60m。虽然在温度影响的角度来看,地下室受的影响相对来讲较小,但是周边环境对于地下室的约束力较大,所以应当采取有效的防止裂缝设计。当下较为成功的做法有下面数种。
(1)安设伸缩后浇带。普通伸缩后浇带一般宽度在八十至一百公分,钢筋不被切断。而对平面尺寸超长的结构,应当设置断开钢筋的后浇带。其宽度应按搭接钢筋需要的最低尺寸同操作空间的实际情况确定。
(2)除了伸缩后浇带以外的其它措施,包括:①把微膨胀剂掺到混凝土内。②超过六十米的地下室结构安设膨胀加强带。③采取相应办法提升钢筋混凝土抗拉力。目前,在实际工作中,已经建成的多个建筑,在应用上边所讲的办法,并进行合理施工的前提下。其应对结构超长的能力已经超过了设计规范上要求数值。
2.6地下室的抗震设计
抗震设计地下室设计最常见的问题,如果地下室的设计存在缺陷,就会对对整个高层建筑的抗震性能产生很大的影响。多层建筑中地下室的埋深必须大于地下室上地面总的高度,这样才能不计算层数,总的高度才能够从室外地面开始算。上部分结构的墙柱应该的地下室的墙柱结构相一致。地下室的顶板板面标高有变化的,如果形成错层,超过了梁高的范围,则必须采取适当的措施处理,否则将影响地下室的设计。地下室的设计规范指出,上部结构的地下室的楼层的顶层,盖应当用梁板的结构。机构计算应向下,直到地下室的楼层或者楼板。
2.7地下室保护层设计
对于地下室保护层和垫层厚度的设计中,必须保证相应的结构厚度保持有250mm,裂缝宽度则不能超过0.2mm,迎水面的钢筋保护层厚度保持在50mm。充分确保结构厚度以及迎水面钢筋保护层厚度大于规范限值,从而确保地下室保护层的质量。
2.8地下室基坑支护结构设计
地下室基坑支护结构设计必须满足强度和变形问题的要求,根据不同的实际情况,采取相应的围护措施确保基坑支护结构的施工现场能够实现安全经济省时的设计目的。在内支撑的设置中必须确保整个支护结构的合理性,满足设计内力要求,方便于对基坑支护结构和附近建筑的实时监测,实现信息化施工目的,从而保证施工质量和施工安全。
3.结语
建筑地下室结构设计显然是一个复杂的过程,但是,只要把握设计要点,抓住设计重点,以合理的设计为前提,进行全面考虑,使建筑地下室结构设计工作发挥其最大的经济作用和社会效益、战略效益。
参考文献:
[1]顾晓鹏.SATWE计算软件在地下室结构设计中的应用[J].山西建筑,2010,(15).
[2]李享,谭素群.地下室结构设计中的若干问题[J].山西建筑,2014,33(11).
论文作者:杨楚兴
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/18
标签:地下室论文; 荷载论文; 结构论文; 结构设计论文; 建筑论文; 人防论文; 建筑物论文; 《基层建设》2017年第11期论文;