建筑地下室相关结构设计问题潘建敏

建筑地下室相关结构设计问题潘建敏

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摘要:地下室设计作为建筑项目整体结构的主要设计内容,更是结构设计的难点。因此,设计人员必须不断积累和重视地下室结构设计的经验,全面掌握设计要点、结合相关规范,充分考虑地下室设计的各种影响因素。将合理设计作为前提条件,最大程度上降低和控制建筑成本,提高建筑物耐久性、适用性以及安全性。基于此,本文结合建筑地下室的结构设计内容展开分析,进一步提出地下室结构设计注意内容,以供参考。

关键词:建筑地下室;结构设计;荷载作用

1.建筑地下室的结构设计

1.1地下室基础设计

基础结构作为地下室建设施工的前提条件,想要保障地下室的基础设计效果,必须全面进行地质勘查。按照建筑实际情况来选择最佳桩基础,通常情况中基础设计使用预应力管桩基础。此外,地下室的基础设计对于持力层要求相对较高,为充分提高地下室基础结构的持力层质量,必须采取风化岩。采取平板型筏板基础,应该设置平面尺寸相对较大的柱帽。如果条件允许的情况下,设置上翻型柱帽;如果条件不允许,则设置下翻型柱帽。概况来讲,设置柱帽有着以下几点优势:第一,减少支座负筋;第二,减小底板计算的跨度;第三,解决底板结构抗冲切等问题。

1.2地下室顶板设计

顶板设计也是地下室整体结构设计的环节环节,要求设计人员必须给予高度重视。一些地下室的顶板设计为景观园林,参照这种情况,设计人员应该准确设计覆土厚度。保证覆土厚度大于等于设备管线实际高度,进而对设备管线发挥出应有的保护作用。同时,正式进行设计工作时,应该充分考虑顶板承载力度,结合主楼建筑的情况,在施工准备阶段完成承载力验算工作,了解施工荷载会对建筑地下室顶板的各种影响,保障建设施工的质量。

1.3地下室外墙设计

外墙结构的合理性直接影响整体结构的稳定程度,设计过程中应该根据地面压力验算地下室外墙抗裂性能。需要注意的是:第一,实际设计环节,荷载通常不会考虑同竖向荷载所组合的压弯作用,只是按照墙板的弯曲验算弯曲配筋;第二,外墙配筋计算。针对带有扶壁柱的地下室挖墙,设计人员不可以按照尺寸较大的扶壁柱进行计算,正确方法是按照双向板进行配筋计算;第三,车道设计。根据车道靠近地下室外墙的时候,车道底板应该处于外墙中部,并且不能忽视车道底板在作用于地下室外墙水平集中力以及荷载。

1.4地下室底板设计

钢筋配置是底板设计的关键内容,所以地下室底板设计阶段应该正确配置钢筋。设计人员需要明确钢筋的方向,比如:钢筋处于同一方向,必须保障钢筋标高的一致;钢筋处于不同方向,必须保障不同方向钢筋处于不同基础面。不然,钢筋保护层过大,会造成底板窝顶等情况出现。针对平板型筏基进行分析,地下室结构底板核心筒边以及柱下抗冲切的验算必须认真进行,并且充分考虑到不平衡弯矩作用,特别是角柱和边柱。

1.5地下室侧壁设计

侧壁设计属于地下室整体结构设计工作的难点,因为地下室侧壁设计工作的影响因素过多,比如地下室水压力、地下室结构自身重量等。侧壁设计相对特殊并且受力情况复杂,相关设计人员在即兴侧壁设计时需要采取科学合理的方式简化设计流程。

2.地下室结构设计注意内容

2.1地下室垫层与保护层厚度

结合实际施工情况进行分析,如果地下室中迎水面的钢筋保护层实际厚度不足,经过长期使用后会发生渗水、漏水问题。所以,设计人员必须高度适当增加迎水面钢筋保护层的厚度,确保其等于或大于55mm,进而保障地下室正式使用的安全性与稳定性。

2.2地下室结构长度较长

现阶段,针对地下室结构长度过长的问题,我们可以采取以下两种方法进行处理:一是,地下室设计环节增设后浇带,一般情况下后浇带宽度应该控制在850-950mm范围内。设计人员通过实地考察或者数据分析得出地下室结构的长度,如果其大于或等于50m,必须及时增设后浇带;针对地下室结构长度较长且没有超过太多的情况,则不需要增设后浇带,设计人员可以采取相关措施减少其收缩应力。此外,特殊情况下,可以采取两种方法相结合,最大限度上控制和规避地下室结构建设过程产生的各种影响。

2.3地下室不均匀沉降处理

2.3.1裙房与建筑物间设置沉降缝

具体操作为:在建筑物与裙房之间增设沉降缝,使得各部分实现自由沉降,不会发生互相制约与影响,极大程度上规避沉降不均匀引起的内力作用。可是,这种做法也会为建筑物立面处理以及地下室防渗漏设计带来一定困难,并且影响地下室结构基础埋置深度与整体稳定的性能。

2.3.2裙房与建筑物间不设置沉降缝

这种处理措施绝大多数采取端承桩,把桩端放置于硬度较大的建设材料或坚硬基岩之上,进而符合地基的承载力需求,有效规避明显沉降差。可是,这种措施也有着一定的缺陷,其使用基础性材料通常单价过高且用量过大,不符合施工设计中的经济效益原则,只有在建筑物地基持力层过差以及超高层建筑等情况使用。

2.3.3设计环节没有设置沉降缝

这时设计人员应该采取其他的措施,调整地基反力,最大限度上控制和降低不同部位间地基反力差。这一方式适用范围相当广泛,设计人员应该了解使用这一方式,裙房部分通常为天然地基,而建筑主楼部分则是桩基或复合地基。两部分采用基础形式有着明显差异,裙房选择条形基础或者独立基础,那么建筑主楼采取箱基或者筏基。

2.4人防地下室结构设计

地下室考虑到使用要求,会分为非人防区和人防区两个部分,对于普通民用式建筑物的地下室,其人防等级通常是五级或六级。

2.4.1人防构件最小截面的尺寸取值

如果顶部有覆土,设计人员可以把覆土厚度合理折算为相应地混凝土厚度,进而计算地下室顶板防护厚度;如果顶部并没有覆土,设计人员应该全面考虑建筑面层防护的作用。针对密闭门的门框墙与人防墙,如果防护厚度不够,必须按照相关规定制定加强防护的措施或者增加墙厚。

2.4.2人防构件荷载取值

防空地下室处于核爆动荷载作用中的动力研究采取等效静荷载方法,其人防构件等效静荷载的标准数值应该按照相关规定进行取值。针对人防顶板,如果是常6级并且其覆土厚度等于大于1.6m,或者是常5级并且其覆土厚度等于大于2.3m,地下室顶板可以不计入常规性等效静荷载,采取构造标准即可。

2.4.3人防底板荷载控制

人防地下室处于建筑主体结构中,人防底板主要是常规荷载发挥控制作用。当人防地下室处于地下室中,如果是仅有一层的地下室并且顶部覆土层相对较薄,人防底板通常是战时荷载发挥控制作用;如果是两层及两层以上地下室并且顶部有覆土,人防底板通常是平时荷载发挥控制作用。

结束语

总而言之,因为城市化进程不断深入,使得城市用地越发紧张,地下室空间逐渐受到建设施工的重视与利用。能否科学设计地下室的整体结构,直接决定了建筑工程的使用效果与工程造价。这要求设计人员必须高度关注地下室的结构设计,不断提高自身设计能力,分析结构设计工作中常见的问题,进而制定针对性处理措施。对改善城市环境、扩大城市的空间容量、提高生活与工作质量发挥出积极作用。

参考文献:

[1]张权,文兵.建筑工程地下室结构设计分析与探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2017(7)101-101.

[2]孙喜龙,张宗岭,张永艳.建筑地下室结构设计分析探究[J].工程技术:全文版,2016(12):00110-00110.

[3]张毅.关于建筑工程地下室结构设计的相关探讨[J].工程技术:文摘版,2016(9):00033-00033.

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