建筑工程地下室结构设计要点探讨李聪

建筑工程地下室结构设计要点探讨李聪

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摘要:地下室的建筑质量对整个建筑物的稳固性和安全性都有很重要的影响。同时,因为地下室位置的特殊性,建筑施工过程的难度就会加大,过程中需要考虑的问题也会增多。所以,施工人员必须要把握好设计要点,以合理设计为前提,以安全稳固为准绳,使地下室的设计工作发挥最大的社会效益和经济作用。本文对建筑工程地下室结构设计要点进行探讨。

关键词:建筑工程;地下室结构;设计要点

由于我国的人口基数较大,如今土地资源日渐短缺,建筑工程有必然会越来越多地向地下转移发展,并呈现出多层地下室结构的趋势。但是地下室工程因其特殊的施工环境,具有较强的隐蔽性,在施工过程中,涉及较多的工种,施工工艺较为复杂,容易产生各种质量问题,所以对地下室结构的设计提出了较高的要求。

1地下室结构设计中的一些问题分析

虽然建筑工程在地下室结构设计中遵循着国家所规定的一些方针政策以及规章制度,但在某些方面仍是存在着一些问题的。

首先,在某些单位的工程结构设计中,没有按照当地的土质情况及地下水流动情况进行分析与研究,导致了在设计中无任何依据数据可遁。从而使地下室结构设计不合理的现象常有发生,严重地导致了后期施工中的大量问题。

其次,在地下室结构设计中,设计人员并没有进行实际的现场考查,而只是通过印象中的一些景象进行结构设计的,这使后期施工中不合理的地方非常多,严重影响了工程后期施工的质量与工期。

最后,由于工作人员设计理念与成本控制素质低下,在设计中只顾将自己的想法强加于结构设计中,而没有真正考虑到地下室的合理结构配置。因此,常会出现施工工材料浪费和地下室结构格局不当的现象,给建筑企业与工程部门无论是资金还是人力都造成了巨大的损失。

2建筑工程地下室结构设计分要点

地下室的结构设计对整个工程来说都是十分重要的,因此,必须做到万无一失。其具体方案如下:

2.1地下室平面结构设计

对于地面层为高层建筑的地下室结构设计来说,需要综合地考虑到防火、通风、使用功能、人防要求、设备用房、管道、坑道、排水、采光等一系列专业性的问题,如果一地下室的长度超出了预先规定好的长度时,需要与地下室结构专业相配合,确定是否在设计中设置变形缝。但在一般的情况下,最好或尽可能地不要设置变形缝,因为如果设置了会使排水设计产生极大的困难。如实在需要设置的话,设计人员需通过设置后浇带的方式解决。另外,在地下室结构设计中,设计人员还应注意采光的设计,对于高层建筑来说,地下室采光设计并不容易,因此,可以通过在侧壁作附加通长采光井,但采光井外壁又不用与地下室顶板整体进行连接,这样才会保证地下室整体结构稳定且功能完善,才能有效地将地面部分的风力作用及地震等外界因素转入侧壁或地面,满足高层建筑的地下室埋深要求。

2.2地下室结构设计中的顶板设计

在针对建筑物的地下室结构设计中,其中顶板是对于上部建筑的一个具有水平约束作用的支座,所以其刚度越大其对于上部的约束能力就会更好。所以说在针对地下室结构中顶板的设计中厚度通常都会大于160mm。对于人防地下室来说还需要让顶板的厚度必须满足人防的特殊要求。根据我国有关建筑物抗震的技术规范来看,在建筑物的地下室结构设计中顶板作为对于上层建筑物的嵌固端,对于楼板的厚度以及施工中所用混凝土的强度和楼层侧向刚度都提出了更为具体的要求,并且地下室层数不宜少于两次。有关技术规范来固定处地下室作为建筑物的上部结构嵌固部位所以地下室的顶楼顶板必须要选择梁板结构才可以满足安全要求。这就意味着建筑物物的地下室的层数并不简单的由地基基础的深度来决定,还需要考虑到其他的因素。在对地下室的结构进行计算的时候应该要一直计算到可以满足嵌固端需求的地下室楼层或者底板。

2.3地下室的抗渗、抗浮设计

地下室的抗浮设计应充分考虑地下水位的变化。因为在地下室结构抗浮的设计中,一般只重视其正常的使用状态,但是没有充分考虑洪水期和施工过程。所以在地下室施工时,会出现抗浮不符合要求,进而破坏建筑物局部的现象。或者,大面积整体地下室上面有多栋建筑物,因为地下室本身形状不规则且面积大,局部地上部分无建筑物,处理难度大,事先需进行严密地分析。此外,地下室结构设计应充分考虑抗渗设问题,通常如下几种方法:将膨胀剂掺入混凝土,补偿收缩的混凝土;设置膨胀带;设置后浇带;增强钢筋混凝土自身的抗拉能力。

2.4地下室抗震设计

第一,当地下室顶板作为上部结构嵌固端时,地下一层的抗震等级应与上部结构相同,地下一层以下抗震等级可逐渐降低一级;对于标准设防类(丙类)建筑,6、7度时不宜低于四级,8度时不宜低于三级,九度时不宜低于二级;对于重点设防类(乙类)建筑,6度时不宜低于四级,7度时不宜低于三级,8度时不宜低于二级,9度时应专门研究。地下室中无上部结构部分,可根据具体情况采用三级或四级。除九度外,上部结构以外范围较大的地下室结构可采用三~四级。第二,地下室的墙柱与上部结构的墙柱应统一。第三,对地下室顶板室内外板面标高变化处,当标高变化超过梁高范围时则形成错层,应采取一定的措施进行处理,否则不应作为上部结构的嵌固部位。

2.5外墙

地下室外墙计算时应进行弯矩调幅,底部为固定支座(即底板作为外墙的嵌固端)、考虑荷载分项系数、有多层地下室时应按多跨连续计算,侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩大小一样。底板抗弯能力不应小于侧壁,其厚度和配筋量应匹配,这类问题在地下车道中最为典型。车道侧壁为悬臂构件,底板抗弯能力不应小于侧壁底部。地面层开洞位置(如楼梯间)外墙顶部无楼板支撑,计算模型和配筋构造均应与实际相符,车道紧靠地下室外墙时,车道底板位于外墙中部,应注意外墙承受车道底板传来的水平集中力作用。以上两种情况中,由于外墙支承条件不同,计算与设计不能与一般外墙相同。当顶板不在同一标高时,应注意外墙上部支座水平力的传递问题。除垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大(如高层建筑外框架柱)之间外墙板块按双向板计算配筋外(此时框架柱尚应考虑外墙传来的水平荷载作用验算),其余外墙宜按竖向单向板计算配筋为妥。竖向荷载(轴力)较小的外墙扶壁柱内外侧主筋也应予以适当加强,外墙水平分布筋要根据扶壁柱截面尺寸大小适当另配外侧附加短水平负筋予以加强,外墙转角处也同此予以适当加强,考虑外墙水平钢筋受力时应注意满足最小配筋率要求。地下室外墙应进行裂缝宽度计算,裂缝宽度不得大于0.2mm且不得贯通。

结束语:

目前城市土地资源日益紧缺,建筑及城市交通有逐渐向地下发展的趋势。随着地下空间和建筑水平的不断发展,地下结构已向多层发展,其结构设计、施工及防水等日益成为建筑工程界关注的重点。地下工程具有一定的难度,因为地下环境具有不稳定性,位置和影响因素都比较多。如果在建筑和设计的过程中没有注意到这些问题而疏忽大意,将会为建筑安全带来巨大的隐患。

参考文献:

[1]高层建筑地下室结构设计研究[J].张超,陈益名.住宅与房地产.2017(17)

[2]建筑工程中地下室的结构设计[J].李晓光.住宅与房地产.2016(36)

[3]建筑工程地下室结构设计研究[J].衣妍.建材与装饰.2016(37)

[4]建筑工程地下室结构设计探究[J].王宇.科技与企业.2015(03)

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