高层建筑地下室结构设计选型方法研究

发表时间:2020/7/6   来源:《城镇建设》2020年3月9期   作者:梁炜文
[导读] 本文首先介绍了地下室结构设计选型相关内容,
        摘 要:本文首先介绍了地下室结构设计选型相关内容,分析了高层建筑地下室结构设计选型方法,并结合相关实践经验,分别从变形缝处理等多个角度与方面,探讨了高层房建工程地下室结构设计中的难点,阐述了个人对此的几点浅见。
        关键词:高层建筑;地下室;结构设计;选型方法
        引言
        随着经济社会的持续快速发展,高层建筑地下室结构设计面临着更多的不确定性因素。当前形势下,必须宏观审视高层建筑地下室结构设计选型方法与关键技术要点,切实提高总体设计水平与成效,促进高层建筑事业可持续发展。
        1、地下室结构设计选型简述
        高层建筑地下室结构具有系统性特征,在设计标准与设计要求方面具有较高要求。人们生活社会平的不断提高,对高层建筑地下室结构设计的整体性、安全性、稳定性等参数指标提出了更高要求。长期以来,国家相关部门高度重视地下式结构设计方法的创新与发展,在标准化制度建设、设计方法控制、设计效果评价等方面制定并实施了一系列重大方针政策,为优化地下室结构设计效果提供了基本遵循与方向保障,在地下室结构设计领域取得了令人瞩目的现实成就,积累了丰富而宝贵的实践经验,为推动现代高层建筑事业持续健康稳定发展注入了强大动力与活力。同时,也要看到,受主客观等多方面要素的影响,当前地下室结构设计实践中依旧存在诸多短板与不足,主要表现在:结构设计理念更新滞后,与高层建筑事业发展节奏不相匹配;地下室结构设计均衡性不足,设计盲区较多,等等。当前背景下,深入探讨高层建筑地下室结构设计方法与选型问题,具有极为深刻的现实意义[1]。
        2、高层建筑地下室结构设计选型方法探讨
        2.1荷载设计
        高层建筑规模大,对地下室结构的荷载要求较高。根据行业相关技术标准与要求,地下室结构设计中的荷载设计应重点突出自重荷载、土压力荷载、人防荷载等,这些不同的荷载内容在地下室整体结构中发挥着各自不同的效能。为有效提高地下室结构荷载设计的整体性,应密切结合高层建筑所处环境的地形地貌、水文地质、岩土岩层等条件,在顶板、侧墙、外墙、基础等方面着手,确保各项荷载标准值符合技术规范要求。
        2.2地下室水平结构设计
        水平结构设计是地下室结构设计的关键方面,所涉及要素较多,需要对防火、通风、人防、机房等构成部分进行统筹规划与布局。纵观当前地下室水平结构设计实践,普遍存在着设计要素考量不全,变形接头调整控制不到位等共性问题,阻碍着水平结构设计效果的优化提升。对此,设计人员应充分利用高层建筑结构性优势,准确计算地下室所涉及要素的综合布局(如图1所示)。同时,也要将地下室照明设计纳入结构设计系统,在侧墙等处增添额外光源,设置灯座,为地下室照明提供良好条件。

图1水平结构设计基础底板示意图
        2.3外墙结构设计
        外墙结构设计需要结合高层建筑外墙结构长度与受力状况,科学采用多种不同的外墙结构材料,使外墙结构在稳定性与可靠性等方面符合技术要求。为充分确保外墙结构设计效果,应采取现代科学技术方法对墙体材料类型、墙体跨越区域、墙体整体强度等技术指标进行专业检测与分析,对外墙结构设计各项要素进行分类统计,优化外墙系统性,最大限度上减少或避免设计安全隐患。
        2.4抗震设计
        在抗震设计中,应确保地下室结构具有足够深度,在地基基础承载力、抗形变能力、整体稳定性等方面达到高层建筑抗震技术规范。同时,应科学计算高层建筑抗震承载力的分布状况,防止因局部受力不均而导致的抗震性能不达标等问题。我国幅员辽阔,不同地域具有不同地质环境,部分地区地质运动频繁,属于地震多发区域,因此应同样结合地域实际,计算地下室结构抗震性能指标,并对初步设计方案与设计图纸进行优化改进,确保符合特定抗震等级。
        2.5控制措施设计
        控制措施设计的目的在于确保高层建筑地下室结构的综合效能。以我国南方地区设计为例,由于降水量较多,且季节性降水相对均衡,因此在地下室结构控制措施设计中,应参考历史最大降水量、降水集中分布时段等要素,合理掌握地下部分与地面部分的抗浮能力,采用抗渗透能力较强的混凝土材料,适度降低混凝土收缩率,优化地下室结构控制效果,防止因大量积水而导致的地下室失稳失衡。
        2.6防水设计
        高层建筑地下室结构设计效果的好坏与防水设计密切相关。在土层处理方面,应通过采用夯实等方法,充分排除潜在于土层中的孔隙,提高土层密实度,并选用防水性能良好的防水材料,适量掺入外加剂,防止渗漏。在墙体设计方面,应注重防控墙体裂缝,采用高分子益胶泥等工程材料,对各类缝隙交接区域进行堵塞。在防水设计初步完成后,应组织专业人士或结构对防水设计效果进行综合评估,形成综合评估报告,并评估结果改进设计细节。
        3、高层建筑工程地下室结构设计中的难点
        3.1变形缝处理难点
        在地下室机构中,常见的变形包括沉降缝、伸缩缝和防震缝等,在形态方面则可分为纵向裂缝、横向裂缝及交叉裂缝等,不同类型的变形缝对于地下室结构的稳定性均有显著影响,必须给予高度关注。在变形缝处理中,应合理调整结构竖向或平面布置的规则性,通过设置防震缝将裙房从地下室以上予以分隔。在此过程中,设计人员必须强化责任意识与质量意识,妥善处理变形缝设计的细部节点问题,杜绝各类潜在隐患。
        3.2地下室层高设计难点
        层高设计同样是高层建筑地下室结构设计的重要难点之一。现代科学技术的快速发展,为地下室层高设计提供了更为丰富的技术手段,使设计人员在层高设计工具与方法选择方面具备了更多选择余地,使得传统模式下难以完成的层高设计任务具备了更大的可行性。因此,应积极引进现代计算机技术与信息化技术,设立地下室层高设计模型,将各项参数指标进行综合把控,科学调整地下室建筑布局,合理布置对柱网。
        3.3平面结构设计难点
        平面结构设计需要从两个方面着手,一是地下室结构的整体称重能力,二是地下室结构的空间综合布局。不同类型的高层建筑在地下室平面结构设计中具有不同要求,必须从高层建筑整体情况方面进行统筹把握。可以预见,在高层建筑类型日趋多元化的今天,地下室结构设计及选型要求也将越来越高,在该领域所取得的设计成果及创新成果也将不断出现,新技术与新理念必将提升地下室结构设计整体水平。
        结语
        综上所述,受设计理念、选型方法等方面要素的影响,当前高层建筑地下室结构设计实践中依旧存在诸多薄弱环节,设计人员应该从高层建筑工程的客观实际需求出发,充分遵循地下室结构设计基本规律,为提高建筑稳定性提供保障。 
        参考文献:
        [1]刘海红,张国强.浅谈大面积地下室顶板预应力结构设计与施工技术分析探讨[J].城市建设理论研究(下旬刊),2019:108.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: