建筑工程地下室结构设计分析 张晔晔

发表时间:2019/6/25   来源:《建筑学研究前沿》2019年4期   作者:张晔晔
[导读] 不仅仅有助于充分利用建筑空间,很大程度的降低工程整体的造价,也可以很大程度的增强建筑结构的抗震性能和稳定性。

保定市顺科装饰工程有限公司  河北省保定市  071000
  摘要:地下室是确保高层建筑结构稳定的重要措施之一,加强对高层建筑地下室的设计,不仅仅有助于充分利用建筑空间,很大程度的降低工程整体的造价,也可以很大程度的增强建筑结构的抗震性能和稳定性。在建筑地下室结构设计中,设计人员要综合分析整体建筑结构的具体情况,综合考虑到建筑的防火,防震,通风,采光等各个方面的的因素,在满足建筑基本功能的的前提下,做出创意设计,选择合理的结构方案。
  关键词:建筑;地下室;结构;设计
  
  
  城市建设速度的加快,建筑物越来越密集,有地下室是确保高层建筑结构稳定的重要措施之一,加强对高层建筑地下室的设计,不仅仅有助于充分利用建筑空间,很大程度的降低工程整体的造价,也可以很大程度的增强建筑结构的抗震性能和稳定性。
  1地下室结构设计存在的问题
  地下室工程涉及到的专业领域非常广泛、专业知识相对复杂。在对建筑工程的地下室进行结构设计时,要综合考量到使用功能、防火功能、人防需要,还要顾及到管道、通风、摊水、采光等各个专业的相互联系配合。对于拥有大底盘的建筑群体来说,一般来讲,在塔楼部分的使用时期,基本不会发生抗浮问题。但是地下室以及裙房部位却会有抗浮不能满足实际要求的毛病。
  其设计上的主要问题表现在:
  (1)结构平面的设计。
  (2)抗震设计。
  (3)地下室抗渗、抗浮设计。
  (4)地下室的结构超长。
  (5)外墙的结构设计。
  2地下室平面结构设计
  地下室平面结构设计,是建筑地下室设计中的一个关键点,但是这个关键点的影响相对较小,只需要保证足够的承重能力和空间布置合理度即可。例如建筑地下室平面结构设计是基于建筑占地面积、和建筑户型分配设计的,在居民楼的设计中,地下室平面结构设计应当在合理程度上压缩每个房间的空间,使地下室尽量具有更多的房间,使更多的住户可以使用,而酒店的地下室平面结构设计则完全不同,应当设计出停车场,在保证足够承重的情况下,尽量设计出足够大的停车空间。地下室平面结构设计应当在综合考虑开发商意图、承重能力、建筑功能等的基础上进行,才能保证其设计的科学性、合理性。
  3地下室抗震性能设计
  现代建筑在设计中,越来越多地考虑了抗震性能,在地下室的结构设计中,也需要重点考虑抗震性能,尤其是在一些地震多发的地区。地下室的抗震性能设计,应当保证地下室的足够深度,越高的建筑,其地下室的埋藏深度应当越深,以提升其抗震性能。另外,地下室的抗震性能高低也和地下室的墙壁结构、材料有关,相关建筑设计师在进行地下室设计的过程中,应当根据实际的建筑设计图纸,应用科学的方式对地下室的墙壁进行加固,使地下室的抗震能力达到预期的标准。另外,地下室的顶板和上层建筑是牢固贴合的,地下室的抗震等级应当和地上部分的建筑的抗震等级相同,例如,建筑地上部分的抗震等级是二级,那么此建筑的地下室部分的抗震等级也应当达到二级,以保证发生地震时建筑整体的稳定性,不至于因为地下室的抗震性能过低而使建筑发生坍塌。
  4地下室的抗渗、抗浮性能设计
  建筑在使用过程中,除了可能遭遇地震发生的情况外,也可能遭遇大雨和水分下渗的情况,因此,对于建筑地下室的抗渗、抗浮设计也是非常重要的,同时保证建筑整体质量和安全性的重要内容。


具体来说,应当采取以下措施来提高建筑地下室的抗渗、抗浮性能:在相关建筑设计条件允许的情况下,适当提高建筑基坑底部的设计高度,这样可以在一定程度上起到抗浮、抗渗作用;尽量应用无梁楼盖和宽扁梁进行施工,宽扁梁和无梁楼盖的应用,可以有效地降低地下室部分的高度,降低抗浮水位,增加建筑的抗浮、抗渗性能;增加地下室部分的重量,可以采用基板加载、边墙加载和顶板加载的办法,这种方式相对容易实现,在施工过程中的应用也非常简单、方便;设计抗拔桩,这种方法的应用非常常见,效果也非常好,最好使抗拔桩嵌入到坚硬的地下岩石层中,并对抗拔桩进行灌浆处理,使抗拔桩更加稳固,增加地下室的抗渗、抗浮性能。
  5地下室结构超长的情况处理
  在很多情况下,地下室的结构设计都可能出现超长的情况,超出40m~50m的情况还是比较常见的,这种情况的出现,对于提升地下室的质量是不利的,因此,必须采取适当的方法应对这种情况。在这种情况下,地下室虽然受到温度、湿度等的影响较小,但是很容易受到周围环境带来的压缩力和约束力,进而产生裂缝,因此,最重要的问题就是如何采取有效的手段控制地下室在结构超长的情况下产生的裂缝。一般来说,可以采取增设后浇带的方法,普通的后浇带宽度设计为80cm~100cm即可,钢筋在后浇带的保护下不容易断裂,而在超长的情况下,后浇带的宽度应当适当改变,根据钢筋搭接需要的最低尺寸和搭接需要的操作空间来实际确定。此外,也可以采取如在混凝土中掺入微膨胀剂、设置膨胀加强带、提升钢筋混凝土抗拉力等方法来防止地下室在结构超长情况下的裂缝产生,增加地下室质量。
  6地下室外墙结构设计
  地下室外墙结构设计的重点,是混凝土、水、钢筋的比例问题,以保证地下室外墙能够承受足够的建筑上层压力。具体来说,建筑物地下室的外墙所需承受的压力来自两个方向,一个是竖直方向的,一个是水平方向的,竖直方向的压力来自于建筑物地下室上层的质量带来的压力,水平方向的压力来自于建筑物周围土层的压力。另外,在大风天气,也会给建筑物的地下室带来一定的压力增加,建筑设计工作应当充分考虑到建筑地下室在不同的条件和情况下的压力承受情况,通过合理的设计保证建筑物地下室外墙在多种情况下都可以保持足够的荷载能力。在对建筑地下室需要承受的水平方向和竖直方向的压力进行相对准确的估计后,再对建筑地下室外墙施工所用的混凝土、水以及钢筋的比例进行合理规定,确保地下室外墙抗压能力,同时也保证成本不要超过预算。
  7地下室的顶板结构设计
  地下室的顶板,是地下室和建筑上层连接、贴合的地方,其质量和性能高低关系到建筑物地下室和上层建筑的整体功能协同性,因此,对于地下室顶板的设计也应当重视。对于地下室顶板结构的设计,应当在充分考虑设备管线高度和保护土层的基础上进行。地下室顶板的结构设计,其承载力数值应当通过合理的计算获得,充分考虑建筑的高度、建筑的功能、建筑需要面对的恶劣环境等。对于一些特定功能的建筑,其地下室还需要考虑防爆性,使建筑地下室的爆动荷载达到消防车作用板面的爆动荷载,以保证建筑地下室的在遭遇爆炸是能够起到稳定建筑整体的作用。地下室顶板的结构设计,需要根据建筑功能是实际情况,以精确的荷载计算结果为基础进行。相关建筑设计人员,在进行地下室顶板结构设计的过程中,应当重视这一点,充分考虑地下室顶板设计需要考虑的因素,以免由于考虑不充分而造成设计漏洞,引发严重后果。
  8结束语
  总之,建筑地下室的设计是一项专业性极强的工作,涉及到的工序和领域较多,具有复杂性。因此,设计要坚持在满足基本功能的基础上,做到安全稳定,经济合理。既可以满足高层建筑地基深埋的要求,也可以防止地下室的渗漏,有助于地下室功能的更好发挥。
  参考文献
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