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摘要:高层建筑已成为普遍的建筑结构形式,其普遍具有一层或多层地下室结构工程,地下室结构和设计质量也引起社会的不断关注。地下室工程的建设,可以实现有效利用地下空间,例如设计车库、放置设备,人防需要或其他用途等。本文主要探究了地下室结构设计出现的问题以及建筑工程地下室结构设计要点分析,以供参考。
关键词:建筑工程;地下室;结构设计
引言
随着现代社会的不断发展,促使建筑领域也获得了更加广阔的发展空间。建筑工程地下室结构是建筑工程中最为关键的结构之一,因为其在整体建筑的最底层,所以在实际设计的过程中就需要全面确保基层建筑的坚固性。
一、目前我国地下室结构设计出现的问题
1、抗浮设计待完善
从建筑设计角度来说,地下室的构造需要有一定的科学系统指导才能顺利完成内部的设计工作,这主要由于地下建筑不同于地上高层建筑,它是在地下深处展开的挖掘设计工程,具有一定的复杂性和风险,这就很容易导致在施工过程中发生意外伤害。因此,建筑工人在设计地下构造时,首先需要考虑的是抗浮问题。而抗浮问题在日常地上建筑并不会出现,往往会发生在地下建筑类的工程。面对这样的现状,建筑商需要邀请专门的建筑技术人员对抗浮问题制定出有效的对策。但是,抗浮排水问题是要在正式施工之前完成的,这样要求的目的在于能够提高整个楼层或者家庭房屋建设的稳定性和安全性,提高城市建筑分布的合理性。另外,地下室的排水问题一直是地下建筑的难点问题,这是城市降水量或者城市居民的排水量存在不确定性所导致。因此,建筑技术工作人员要进行实地考察,了解地下水位的涨浮情况,对抗浮问题设定多种预想方案,才能降低发生意外事件的频率。
2、抗震抗渗设计问题
随着近些年自然灾害频发,我国居民越来越关注城市建筑的质量问题。具体的表现就是,他们在选购房屋时不仅要考虑便利程度和环境问题,对楼房的建筑质量也提出了不同的要求,同时也证明了市民的安全意识在不断提高。因此,我们提高建筑质量的前提就是增强地下建筑的抗压抗渗能力。具体来说,地下建筑在过去并没有成为城市热门的设计环节,而由于我国土地资源被大力开发,城市用地日渐紧张,在建筑形势严峻的情况下被动产生的一种建筑想法。所以,我们要降低它的复杂性和不确定性,才能提高它的安全系数。
二、建筑工程地下室结构设计要点分析
1、平面结构设计
在进行建筑工程地下室平面结构设计工作时,设计人员需要保证其具有足够的承重能力,还要对其空间进行合理布置。在对平面结构进行设计时,需要保证其基于建筑占地面积与建筑户型分配设计的基础上。部分居民楼在分配结构的过程中,也会腾出地下室空间。在对其进行空间布局与规划的过程中,就需要对居民楼的空间进行压缩,增大地下室结构的占地面积。居民楼的地下室需要交由更多的住户使用,就需要满足不同住户的需求。而在对酒店等地下室的平面结构进行设计时,则主要需要设计停车场,不仅需要保证其面积足够大,还要提高其承重能力。设计人员需要保证地下室平面结构设计满足相关要求,对建筑功能等进行实现,加强整体设计的合理性。
2、对于地下室的侧壁设计
侧壁设计会受到诸多因素的影响。包括地下室的结构自载能力、侧向的土压力、地下水压力等都会对地下室的侧壁产生一定的影响。基于地下室侧壁情况的特殊性,各种不同形式和不同方向的荷載因素都会对地下室的侧壁共同产生作用,其受力的情况具有较大的复杂性和不稳定性。
因此我们在进行地下室侧壁的设计时,一般都要遵循一下规则:地下室侧壁和土壤相接触的混凝土保护层厚度不能低于 40mm,地下室侧壁的水平面钢筋应该配置在侧壁的外侧部位,但是竖向的钢筋就应该配置在地下室侧壁的内侧部位。但在具体的设计过程中,我们还要对地下室侧壁的设计成本进行考虑,在保证地下室侧壁具有足够的荷载能力前提下,对侧壁基础上的混凝土强度进行合理地控制,从而达到节约成本的目的。
3、外墙结构设计
地下室外墙结构设计主要需要做好材料的分配比利用,设计人员要对混凝土、钢筋与水的比例进行分析。地下室外墙需要承受足够的建筑上层压力,在开展设计工作时,要对其承受的竖直方向与水平方向的压力进行分析。在竖直方向上,建筑物地下室需要承受上层质量带来的压力,其水平方向的压力则主要是建筑物周围土层带来的压力及地面堆载及活载。设计人员需要对大风天气里产生的压力进行分析,让建筑物地下室结构可以满足整体稳定要求。其在对外墙结构进行设计时,要对地下室结构承受的压力进行准确估算,规定各项材料的用量,使得地下室外墙的整体抗压能力达到要求。
4、顶板结构设计
地下室顶板结构作为其与上部建筑的连接与贴合部分,需要保证其质量与安全性,才能够对地下室与上部建筑的整体质量进行保障。设计人员需要提高地下室结构与上层建筑之间的协同性,重视顶板结构设计。在实际开展设计工作的过程中,要对设备的管线高度进行分析,使其保护土层厚度满足要求。在计算地下室顶板结构的承载力数值时,要对其高度与建筑功能进行分析,还要考虑到施工过程中可能面临的复杂环境。部分设计人员在设计地下室顶板结构时,会考虑到其遭遇爆炸的可能性,因此,设计人员要重视这点,对其中需要考虑的因素进行分析,防止产生设计漏洞,提高整体设计效用。
5、结构超长处理
在地下室结构超长的过程中,设计人员要对其进行良好的处理。一般来说,地下室结构超出 40m 比较常见,但是在对其进行处理的过程中,还是需要注重其质量影响。在开展设计工作的过程中,设计人员要对地下室受到的温度与湿度影响进行分析,特别需要注重其受到的周围环境压缩力与约束力影响,防止地下室产生裂缝。在对超长地下室的裂缝进行处理时,设计人员可以提出采用补偿混凝土、设置后浇带、在混凝土中掺入聚丙烯纤维和抗裂防水剂、控制混凝土的内外温差总降差及入模温度,做好混凝土的养护工作等方法对其抗拉能力等进行保障,提高地下室整体质量。
6、地下室设计中的抗浮设计以及抗渗控制设计
在建筑物地下室的设计中有个问题需要特别注意,就是只有地下室部分和地面上层数不多的时候再进行抗浮计算,如果使用桩基就要对抗拔承载力进行计算。对于地下室来说有力的是底板以及其覆土自身的重量,根据有关荷载技术规范中的要求在对荷载强度进行计算的时候荷载分项系数应该取 1.0. 在对抗浮进行计算的时候,荷载分项系数应该取 0.9,在对地下室抗浮设计中需要考虑多个重要数据,分别是建筑物所在位置的地下水位和变幅,一定要结合实际情况并遵循技术规范来做细致的分析。
三、结束语
由于地下室的特殊位置,其结构设计是较复杂的设计问题,还有许多细节有待研究和完善,这是结构设计人员不能忽视的重要环节。设计时既要满足功能要求、安全可靠、经济合理,又要满足地下室结构抗渗这一特殊要求,以保证其正常使用。因此无论是从技术还是从经济的角度讲都需要我们更深入地研究地下室结构设计的技术问题,提高设计水平,才能获得经济、合理、安全的设计成果。
参考文献
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