高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探析

1、高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探析 高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探析 摘要：本文作者對(duì)高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析探討，供大家參考借鑒。 關(guān)鍵詞：建筑工程；地下室；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 中圖分類號(hào)：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 隨著地下空間和建筑水平的不斷開展，地下工程在建筑工程的作用越來越重要，在局部高層 建筑的建筑工作中，地下工程甚至要 比上部結(jié)構(gòu)的建筑費(fèi)用還要多，同時(shí)也可 以地下工程具有一定的難度，因?yàn)榈叵颅h(huán)境具有不穩(wěn)定性，位置和影 響因素都比擬多，例如地下室抗浮、不均勻沉 降現(xiàn)象等都會(huì)是影 響地下工程施工 的因素，如果在建筑和設(shè)計(jì)的過程中沒有注意到這些 問題而疏忽大意，將會(huì)為建筑平安帶來巨大的隱患。所

2、以地下室建筑設(shè)計(jì)人員需要通過科學(xué)的研究和分析，才可以確保地下室的平安可靠又具有經(jīng)濟(jì)性。地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的問題，涉及內(nèi)容繁多且復(fù)雜，有些問題至今尚未得到很好的解決，如：地基與根底的相互作用問題、上部結(jié)構(gòu)剛度對(duì)地基根底的影響等等?，F(xiàn)代高層建筑由于地下工程龐大，建設(shè)工程在地下的投資已經(jīng)接近甚至超過了地上，因此無論是從技術(shù)還是從經(jīng)濟(jì)的角度講都需要我們更深入地研究地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)問題，提高設(shè)計(jì)水平，真正做到技術(shù)與經(jīng)濟(jì)同步、平安與適用協(xié)調(diào)。 1 對(duì)上部結(jié)構(gòu)嵌固局部確實(shí)定以及對(duì)地震作用的計(jì)算問題分析 上部結(jié)構(gòu)的嵌固局部對(duì)于地下室建筑設(shè)計(jì)的計(jì)算模型構(gòu)建有著重要意義。首先要給大家看一種不現(xiàn)實(shí)

3、的建模分析。例如在大底盤 的地下室上是十幾層高度的塔樓，如果在地下室 的基層頂面來選取上部結(jié)構(gòu)嵌固局部，相應(yīng)上部的塔樓結(jié)構(gòu)為 了能夠與地下室一致，就一定要選用多塔結(jié)構(gòu)來進(jìn)行模型建造和進(jìn)一步的計(jì)算，這一種情況就和現(xiàn)實(shí)情況完全不符合，所以為 了能夠更好地切合實(shí)際，應(yīng)該要結(jié)合 地下室的具體情況，可 以將上部結(jié)構(gòu)嵌固局部選取在地下室的頂部，這樣就可 以將地下室在計(jì)算的過程中看成是一個(gè)整體。所以為了能夠讓地 下 室 的頂板成為上部結(jié)構(gòu)的嵌固局部，就一定要從地下室 的設(shè)計(jì)階段開始著手，所以第一個(gè)需要注意 的就是地下室頂板的建設(shè)。 1.1 地下室的頂板結(jié)構(gòu)要采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)，頂板的厚度一定要符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，

4、不能夠少于180毫米，要到達(dá)250毫米。為了讓樓板有足夠的承壓能力，在樓板混凝土選取上要選取有足夠強(qiáng)度的c30，在鋼筋的配置上要采用雙層雙向的配置方式。要讓地下室有足夠的強(qiáng)度來作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固局部，樓板和鋼筋都是重要的地下室建筑元素，要確保每一層每一個(gè)方 向的鋼筋率到達(dá)2 5 %。 1.2 地下室的頂板作為上部結(jié)構(gòu)嵌固局部，樓層的側(cè)向剛度要不宜少于相鄰上部樓層 的側(cè) 向剛度的2倍。所以基于這一個(gè)根本要求和標(biāo)準(zhǔn)，為了更好地到達(dá)地下室的工程要求，一定要設(shè)計(jì)好采用剪切的剛度比。而在對(duì)地下室的剛度進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，為了更好更科學(xué)地對(duì)地下室剛度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的過程中可以引入 ASTEW 的計(jì)算軟件。這

5、一個(gè)軟件能夠讓設(shè)計(jì)工作人員更方便地對(duì)側(cè)向剛度比進(jìn)行調(diào)整，從而能夠更加靈活地滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的地下室結(jié)構(gòu)與相鄰上鄰結(jié)構(gòu)樓層側(cè) 向剛度比值。 1.3 地下室頂板作為上部嵌固的局部，一定要對(duì)其抗震能力進(jìn)行重視，最好在抗震力建設(shè)等級(jí)上運(yùn)用三級(jí)抗震，也就是說地下一層的抗震等級(jí)要按照上部結(jié)構(gòu)的具體情況來進(jìn)行采用。 2 地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題 2.1 地下室的根底設(shè)計(jì)。在進(jìn)行地下室根底設(shè)計(jì)之前一定要做好工程地質(zhì)的勘查工作，根底設(shè)計(jì)可 以采用預(yù)應(yīng)力管樁根底，為了能夠滿足沉降的要求，要加強(qiáng)巖層的承載能力，所以基于這一個(gè)要求，持力層應(yīng)該要采用強(qiáng)風(fēng)化巖和中風(fēng)化巖層。 2.2 地下室頂板設(shè)計(jì)。如果有的地下室頂板有設(shè)置園林景觀

6、的，覆土的厚度一定要建立在充分考慮設(shè)備管線高度和保護(hù)土層的根底上，經(jīng)過全面的考慮才對(duì)頂板上 園林景觀覆土厚度和局部室內(nèi)的覆土。主樓室內(nèi)個(gè)別地下室頂板的承載力應(yīng)該在施工階段進(jìn)行驗(yàn)算，所以在樓板荷載力計(jì)算的時(shí)候應(yīng)該要充分考慮施工 荷載，適 宜制定為5kN/ m2。具體的地下室頂板園林景觀荷載條件除了覆土的重量，還需要結(jié)合道路和局部附屬設(shè)施產(chǎn)生的荷載。另外有的地下室首層 是人防地下室，針對(duì)這一個(gè)特點(diǎn)，人防的地下室還要額外考慮爆動(dòng)荷載的因素，人防地下室 的爆動(dòng)荷載比消防車作用板面 的等效荷載還要大，因此為了到達(dá)荷載的要求，人防地下室 的荷載考慮一定要與六級(jí)人防頂板荷載有等效的荷載效果。 2.3 地下室

7、的側(cè)壁設(shè)計(jì)。影響地下室側(cè)壁設(shè)計(jì)的因素有很多，例如結(jié)構(gòu)自重、地面堆載及活載、防核爆等效靜荷載、側(cè)向土壓力、地下水壓力等各種因素。地下室的側(cè) 壁由于情況 比擬特殊，會(huì) 受到各種不同方向荷載的共同作用，受力情況比擬復(fù)雜的情況 下應(yīng)該要對(duì)地下室側(cè)壁設(shè)計(jì)進(jìn) 行科學(xué)合 理的簡化。所以地下室側(cè)壁的設(shè)計(jì)具體要求是，與土壤產(chǎn)生接觸的側(cè)壁混凝土保護(hù)層厚度要到達(dá)40毫米，地下 室側(cè)壁 的水平鋼 筋配 置要 在外 側(cè)，而豎向的鋼 筋配置就應(yīng)該 在側(cè) 壁的內(nèi)側(cè)。但是 出于對(duì)側(cè)壁設(shè)計(jì)成 本的控制，在滿足側(cè) 壁荷載要求的根底 上混凝土 的強(qiáng)度也不 適宜設(shè)置得過高，這樣可以減小混凝土 的收縮應(yīng)力。并且 從防止地 下室混凝土

8、發(fā)生開裂的情況，在進(jìn) 行地 下室設(shè)計(jì)的時(shí)候還應(yīng)該相應(yīng)的設(shè)置 多道的后澆帶。 2.4 地下室底板設(shè)計(jì)地下室底板的設(shè)計(jì)工作主要是以防滲和抗浮計(jì)算為主。地下室底板所處土層為淤泥及淤泥質(zhì)土，承載力雖然比擬低 但是不能低于持力層，故地下室底板設(shè)計(jì)要按 倒樓蓋設(shè)計(jì)，采用 無梁 樓蓋 的方 法計(jì)算，經(jīng) 計(jì)算地下室底 板厚度要 到達(dá)600毫米。在底板的設(shè)置上，一定要注意鋼筋配置的合理性。如果在底板上保持同一方向的鋼筋，一定要確保處于同一標(biāo)高上面，但是不同方向的鋼筋并不需要放在同一個(gè)根底面上，要過多不同方向的鋼筋處在同一個(gè)根底面上，很容易會(huì)造成鋼筋保護(hù)層過大，導(dǎo)致底板窩頂情況的出現(xiàn)。 最后需要注意的是進(jìn)行地下室

9、的抗浮驗(yàn)算。在地 下室的施 工設(shè)計(jì) 中應(yīng) 該要對(duì)地下室進(jìn)行 水壓 的檢驗(yàn)，測(cè) 試其是否超過地下室局部的恒載。在驗(yàn) 算過程中選取的各種系數(shù)，恒載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng) 該為0.9，水 的分項(xiàng)系數(shù)應(yīng) 該為1.0。如果驗(yàn)算出來的結(jié)果不能夠滿足地下室抗浮的需要，可以采用抗撥樁來抵抗地下室水的浮力。 3 結(jié)束語 隨著建筑物高度的不斷增加，地下室的層數(shù)也隨之增加。人們對(duì)地下空間需求的不斷增長，致使裙房的底盤面積在增加。地下工程在整個(gè)建設(shè)工程中所占的比重越來越大。由于地下工程材料消耗大、建造周期長、施工難度大，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞將會(huì)對(duì)整個(gè)工程的設(shè)計(jì)周期、施工工期以及建造費(fèi)用產(chǎn)生巨大的影響。另外，地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也比擬復(fù)雜，主要技術(shù)問題有：地基承載力及變形問題、抗浮問題、不均勻沉降問題、結(jié)構(gòu)超長問題、根底型式的選取和計(jì)算方法問題、人防設(shè)計(jì)等等；技術(shù)問題與經(jīng)濟(jì)因素息息相關(guān)，先進(jìn)適用的技術(shù)能使建設(shè)工程取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，而經(jīng)濟(jì)因素在一定程度上也會(huì)制約一些先進(jìn)技術(shù)的使用。因此，如何協(xié)調(diào)好技術(shù)與經(jīng)濟(jì)在建設(shè)工程中的相互關(guān)系，是每個(gè)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該認(rèn)真考慮的。 參考文獻(xiàn)： 【1】 汪佐.建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析與探討J.中國民居，2021，. 【2】 郭建華.淺析建筑工程地下室