地下空間結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)論述

精品文檔-下載后可編輯地下空間結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)論述1、抗震性能影響因素

1.1地基土的材料性能。地基土的材料性能對地面下層結(jié)構(gòu)的抗震能力有著關(guān)鍵的影響，當(dāng)材料的剛度逐漸減小時(shí),結(jié)構(gòu)在相同地震作用下其動力響應(yīng)會相應(yīng)增加，建筑結(jié)構(gòu)的層間剪力及相對位移都會出現(xiàn)變化，所以，在開展較大規(guī)模地下結(jié)構(gòu)抗震性能的建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)整體對地下結(jié)構(gòu)周邊的地基土性能進(jìn)行評估，符合設(shè)計(jì)要求后，再進(jìn)行相應(yīng)的地基預(yù)埋處理。

1.2結(jié)構(gòu)埋深。地下結(jié)構(gòu)的埋深對其抗震性能具有重要影響,假如地面下層結(jié)構(gòu)的預(yù)埋深度增加時(shí)，其結(jié)構(gòu)在同一地震情況后，動力相應(yīng)也會相應(yīng)增加，結(jié)構(gòu)內(nèi)力層的剪力及位移也會相應(yīng)增大，造成這種轉(zhuǎn)變的因素可能為：伴隨著結(jié)構(gòu)的上層覆土厚度增大，結(jié)構(gòu)頂板的荷載也相應(yīng)增加，但是，地基土伴隨著深度增大而導(dǎo)致的側(cè)面束縛力增大則不顯著。

1.3樓板厚度。當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)樓板厚度逐漸增加時(shí),結(jié)構(gòu)在同一地震強(qiáng)度作用時(shí)，其地震的動態(tài)響應(yīng)也會相應(yīng)發(fā)生改變，結(jié)構(gòu)層間的剪力強(qiáng)度也會相應(yīng)增加，但是，結(jié)構(gòu)的最大位移變化較小。分析其原因發(fā)現(xiàn)，可能是因?yàn)榘殡S著板厚的增大，造成結(jié)構(gòu)的剛度相應(yīng)增強(qiáng)，結(jié)構(gòu)的最大位移在層剪力強(qiáng)度增大時(shí)而改變不多，因此，在對大面積地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)保證建筑結(jié)構(gòu)自身具有一定的剛度，進(jìn)而保證結(jié)構(gòu)在遇到地震情況后的形變不大。

2、無梁樓蓋地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

無梁板結(jié)構(gòu)因不設(shè)置梁，板面負(fù)載直接由板傳至柱，具有結(jié)構(gòu)簡單、凈空利用率高、便于布置管線和施工等優(yōu)點(diǎn)。但需要較厚的板，混凝土和鋼筋。另外，從結(jié)構(gòu)性能方面看，無梁板的延性較差，板在柱帽或柱頂處的破壞屬于脆性沖切破壞。雖然無梁樓蓋系統(tǒng)包含許多優(yōu)點(diǎn)，但是，這種系統(tǒng)如果遇到地震時(shí)，就可能出現(xiàn)較大程度的不平衡彎矩及板柱節(jié)點(diǎn)位置自身具備較大的荷載，容易導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)損壞，抗震性能需要慎重考慮。

2.1板柱節(jié)點(diǎn)技術(shù)的應(yīng)用。地下空間在建筑設(shè)計(jì)階段對結(jié)構(gòu)層的高度具有十分嚴(yán)格的要求，對建筑結(jié)構(gòu)的頂板厚度進(jìn)行限定，一般Hb≤60cm，部分位置Hb≤80cm；在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)的頂板可以應(yīng)用無梁樓蓋系統(tǒng)，同時(shí)對于各個(gè)節(jié)點(diǎn)的承載力強(qiáng)等問題，利用無梁樓蓋內(nèi)部的環(huán)形鋼剪力鍵的技術(shù)進(jìn)行混凝土板主節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。

2.2板柱節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)。在鍵臂的腹板、環(huán)板的腹板等位置，利用對密度的抗剪栓釘或抗剪鋼筋的設(shè)定，可以增強(qiáng)剪力鍵的型鋼同節(jié)點(diǎn)內(nèi)混凝土間的咬合能力，在節(jié)點(diǎn)的中心位置加入角鋼構(gòu)件，在構(gòu)建的端部及型鋼的剪力鍵位置進(jìn)行焊接，其下部插入柱體一定深度，可加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)與柱的連接;無梁樓蓋系統(tǒng)中內(nèi)部放置的環(huán)狀型鋼剪力鍵板-柱節(jié)點(diǎn)就像一般的井字形狀的剪力鍵，相鄰的兩鍵之間加入了圓形的環(huán)狀板或腹板，把環(huán)狀板范圍中混凝土的剪應(yīng)力利用樓板—環(huán)狀板—鋼制腹板—剪力鍵—立柱的傳遞途徑送至柱體上，將柱節(jié)點(diǎn)的承載力轉(zhuǎn)變成鋼剪力鍵的抗剪力，進(jìn)而保證結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的受力更加均勻。

2.3空心鋼管混凝土樓蓋技術(shù)的應(yīng)用。對于荷載較高、跨度較長及截面受到拘束的地下室頂板設(shè)計(jì)來講，可以應(yīng)用新的樓蓋結(jié)構(gòu)系統(tǒng)或空心鋼管混凝土建筑樓蓋技術(shù)?？招匿摶鞓巧w主要是以空心的鋼管、箱梁、鋼筋模板及樓板鋼筋混凝土等構(gòu)成?？招匿摶鞓巧w就是在鋼管的外部進(jìn)行混凝土澆注，將鋼管看做空心板的模板，混凝土澆注完工后也不拆除。這樣，就由鋼管承載部分空心板的承載力及彎矩，進(jìn)而保證空心板的承載強(qiáng)度及剛性性能。圖1表示的是空心鋼管混凝土樓板的結(jié)構(gòu)示意圖，整個(gè)系統(tǒng)的受力優(yōu)點(diǎn)為：力傳導(dǎo)方向明確、直接等。圖2表示的是空心鋼管混凝土樓板的結(jié)構(gòu)示意圖，其空心鋼管根據(jù)一定的距離并列安放在大跨度的混凝土樓板內(nèi)，借用內(nèi)部放置的鋼管承載部分組合構(gòu)建的受力，同時(shí)在樓板內(nèi)部的空心鋼管的外壁加設(shè)加勁肋，保證鋼管同混凝土可以更好的粘接在一起，共同進(jìn)行工作，同時(shí)承載樓蓋的受力；

3、結(jié)語

綜上所述，為了解決城市土地資源緊張這一問題，人們將目光投向了地下。地下空間的開發(fā)利用一定要從人的安全性角度出發(fā)，利用科學(xué)、