建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析與探討

楊佳宏

身份證號(hào)：210321198410041838

建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析與探討

楊佳宏

身份證號(hào)：210321198410041838

在建筑工程的整體結(jié)構(gòu)中，地下室是其中一種較為重要的結(jié)構(gòu)。由于地下室設(shè)計(jì)荷載較大，防水抗裂要求高，其造價(jià)占整個(gè)項(xiàng)目造價(jià)的比重也相當(dāng)大。由于地下室所處的位置以及影響的設(shè)計(jì)因素較多，要考慮的技術(shù)問(wèn)題較多，如不均勻沉降、地下室抗浮等，這些都造成地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中起著重要作用，更是不容忽視。

建筑工程；地下室；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗浮抗拔；裂縫控制；最小配筋率；抗震設(shè)計(jì)

引言

地下室工程涉及的專業(yè)極為復(fù)雜，在建筑的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需綜合考慮防火、使用功能、人防要求、設(shè)備用房及管道、坑道、排水、通風(fēng)、采光等各專業(yè)的配合。對(duì)于具有大底盤(pán)地下室的高層建筑群體而言，塔樓部分一般在使用階段不會(huì)存在抗浮問(wèn)題，但裙房及純地下室部分經(jīng)常會(huì)有抗浮不滿足要求的問(wèn)題。而且由于實(shí)際地下室抗浮設(shè)計(jì)中往往只考慮正常使用極限狀態(tài)，對(duì)施工過(guò)程和洪水期重視不足，因而也會(huì)造成施工過(guò)程中由于抗浮不夠而出現(xiàn)局部破壞，加上地下室防水工程是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，涉及設(shè)計(jì)、施工、材料選擇等諸多方面因素，因此造成了地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難點(diǎn)繁多，一般來(lái)講概括起來(lái)為：(1)結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)；(2)抗震設(shè)計(jì)；(3)地下室抗浮、抗?jié)B設(shè)計(jì)；(4)外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2.建筑工程中地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 地下室的抗?jié)B、抗浮設(shè)計(jì)

地下室的抗浮設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮地下水位的變化。因?yàn)樵诘叵率医Y(jié)構(gòu)抗浮的設(shè)計(jì)中，一般只重視其正常的使用狀態(tài)，但是沒(méi)有充分考慮洪水期和施工過(guò)程。所以在地下室施工時(shí)，會(huì)出現(xiàn)抗浮不符合要求，進(jìn)而破壞建筑物局部的現(xiàn)象。或者，大面積整體地下室上面有多棟建筑物，因?yàn)榈叵率冶旧硇螤畈灰?guī)則且面積大，局部地上部分無(wú)建筑物，處理難度大，事先需進(jìn)行嚴(yán)密地分析。此外，地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮抗?jié)B設(shè)問(wèn)題，通常如下幾種方法：將膨脹劑摻入混凝土，補(bǔ)償收縮的混凝土；設(shè)置膨脹帶；設(shè)置后澆帶；增強(qiáng)鋼筋混凝土自身的抗拉能力。

2.2 結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)

在建筑工程地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該嚴(yán)密考量其采光、通風(fēng)、排水、坑道、管道、防火、使用功能、設(shè)備用房、人防要求等各個(gè)方面。例如地下室設(shè)計(jì)長(zhǎng)度若超過(guò)規(guī)定長(zhǎng)度，應(yīng)配合結(jié)構(gòu)專業(yè)，由于變形縫會(huì)增加防水處理的復(fù)雜性，一般來(lái)說(shuō)，不需要設(shè)置或者少設(shè)變形縫。為了避免設(shè)置變形縫，結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)人員可合理采用地下不設(shè)縫、地上設(shè)縫、混凝外加劑、設(shè)立后澆帶等方式。如果地下室過(guò)長(zhǎng)，后澆帶的設(shè)立無(wú)法解決該問(wèn)題，則需要把地下室分為若干小地下室。為符合管道相連和使用的需求，方便采取補(bǔ)救措施，小地下室彼此間需通過(guò)窄通道連接，這樣可減少接縫，并減少接縫處的受力。另外，還要設(shè)置一些采光通風(fēng)井，但是為將地上的風(fēng)力和地震力傳到地面和側(cè)壁，避免其對(duì)地下室穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，采光通風(fēng)井應(yīng)當(dāng)合理設(shè)計(jì)。

2.3 抗震設(shè)計(jì)

根據(jù)施工圖審查要點(diǎn)，一般來(lái)講，對(duì)于半地下室的埋深要求應(yīng)大于地下室外地面以上的高度，才能不計(jì)算其層數(shù)，總高度才能從室外地面算起。地下室的墻柱與上部結(jié)構(gòu)的墻柱應(yīng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一。對(duì)地下室頂板室內(nèi)外板面標(biāo)高變化處，當(dāng)標(biāo)高變化超過(guò)梁高范圍時(shí)則形成錯(cuò)層，應(yīng)采取一定的措施進(jìn)行處理，否則不應(yīng)作為上部結(jié)構(gòu)的部位。相關(guān)規(guī)范明確規(guī)定，作為上部結(jié)構(gòu)部位的地下室樓層的頂樓，蓋應(yīng)采用梁板結(jié)構(gòu)，地下室頂板為無(wú)梁樓蓋時(shí)不應(yīng)作為上部結(jié)構(gòu)的部位。結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)向下計(jì)算至滿足要求的地下室樓層或底板，但剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)層數(shù)應(yīng)從地面往上計(jì)算，并應(yīng)包括地下層。

2.4 地下室外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

地下室外墻計(jì)算時(shí)應(yīng)進(jìn)行彎矩調(diào)幅，底部為固定支座(即底板作為外墻的嵌固端)、考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)、有多層地下室時(shí)應(yīng)按多跨連續(xù)計(jì)算，側(cè)壁底部彎矩與相鄰的底板彎矩大小一樣，底板抗彎能力不應(yīng)小于側(cè)壁，其厚度和配筋量應(yīng)匹配，這類問(wèn)題在地下車道中最為典型。車道側(cè)壁為懸臂構(gòu)件，底板抗彎能力不應(yīng)小于側(cè)壁底部。地面層開(kāi)洞位置(如樓梯間)外墻頂部無(wú)樓板支撐，計(jì)算模型和配筋構(gòu)造均應(yīng)與實(shí)際相符。車道緊靠地下室外墻時(shí)，車道底板位于外墻中部，應(yīng)注意外墻承受車道底板傳來(lái)的水平集中力作用。以上兩種情況中，由于外墻支承條件不同，計(jì)算與設(shè)計(jì)不能與一般外墻相同。當(dāng)頂板不在同一標(biāo)高時(shí)，應(yīng)注意外墻上部支座水平力的傳遞問(wèn)題。除垂直于外墻方向有鋼筋混凝土內(nèi)隔墻相連的外墻板塊或外墻扶壁柱截面尺寸較大(如高層建筑外框架柱)之間外墻板塊按雙向板計(jì)算配筋外(此時(shí)框架柱尚應(yīng)考慮外墻傳來(lái)的水平荷載作用驗(yàn)算)，其余外墻宜按豎向單向板計(jì)算配筋為妥。豎向荷載(軸力)較小的外墻扶壁柱內(nèi)外側(cè)主筋也應(yīng)予以適當(dāng)加強(qiáng)。外墻水平分布筋要根據(jù)扶壁柱截面尺寸大小適當(dāng)另配外側(cè)附加短水平負(fù)筋予以加強(qiáng)，外墻轉(zhuǎn)角處也予以適當(dāng)加強(qiáng)，考慮外墻水平鋼筋受力時(shí)應(yīng)注意滿足最小配筋率要求。地下室外墻應(yīng)進(jìn)行裂縫寬度計(jì)算，裂縫寬度不得大于0.2mm，且不得貫通。

結(jié)束語(yǔ)：

隨著建筑層數(shù)的日益增高，地下結(jié)構(gòu)已向多層發(fā)展，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工及防水等日益成為建筑工程界關(guān)注的熱點(diǎn)。只要把握設(shè)計(jì)要點(diǎn)，抓住設(shè)計(jì)重點(diǎn)，以合理的設(shè)計(jì)為前提，進(jìn)行全面考慮，才能使建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作發(fā)揮其最大的經(jīng)濟(jì)作用和社會(huì)效益、戰(zhàn)略效益。

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