摘要:本文作者闡述了建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題,并且提出了相應(yīng)的解決措施。
關(guān)鍵詞:地下室;結(jié)構(gòu)設(shè)計;要點(diǎn);淺析
中圖分類號:TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個很復(fù)雜的問題,具有很強(qiáng)的綜合性和專業(yè)性,涉及到多門的學(xué)科知識和問題,并且很多問題至今還沒有找到有效的解決方法。同時,地下室的設(shè)計施工也是一個關(guān)系到安全與效益的問題,因?yàn)榈叵率业慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計直接關(guān)系到建筑物的建設(shè)質(zhì)量與使用效率。城市化進(jìn)程的發(fā)展使城市的土地資源越來越緊張,也隨之出現(xiàn)了大量的高層建筑和地下交通。
1 地下式結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要注意的問題
1.1 地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該注意的問題
1.1.1 地下室的平面結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該注意之處
地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計所涉及到的專業(yè)很多,專業(yè)性也很強(qiáng),工程施工也極為復(fù)雜。高層建筑由于其高度的要求使得地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計要考慮的因素更多?傮w來看,地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計需要綜合考慮防火功能、使用功能、人防需要、設(shè)備用房以及各種管道、坑道的占用空間,還要考慮到排水、坑道、通風(fēng)和采光等各種因素。例如地下室的長度如果超過設(shè)計的規(guī)定長度就需要與結(jié)構(gòu)專業(yè)密切配合,確定是否需要增加設(shè)置變形縫。由于變形縫會使變形縫處的防水處理變得比較復(fù)雜,所以應(yīng)該盡量避免設(shè)置變形縫。
設(shè)計人員應(yīng)該通過設(shè)置后澆帶或者使用混凝土外加劑,還可以選擇地上設(shè)縫但地下不設(shè)縫等方式,以此來避免地下室的設(shè)縫處理。當(dāng)?shù)叵率疫^長時可能不適合采用設(shè)置后澆帶的方法解決這個問題,此時可以在設(shè)計時合理的平整地面,對地下室進(jìn)行分割,通過狹窄的通道進(jìn)行連接,便可以將變形縫設(shè)置在通道處,以達(dá)到減少接縫的目的,便于出現(xiàn)問題時進(jìn)行補(bǔ)救。采光通風(fēng)井的設(shè)計也應(yīng)該盡可能的合理,如果采光井的設(shè)置不當(dāng),會影響到地下室的穩(wěn)定性。
1.2 地下室的外墻設(shè)置的基本要求
地下室的外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計是地下室設(shè)計的重點(diǎn)。地下室的底板標(biāo)高設(shè)計時應(yīng)該注意地面層開洞位置外墻頂部無樓板支撐,計算模型和配筋構(gòu)造均應(yīng)與實(shí)際相符。
1.3 地下室的防水設(shè)計
地下室的防水設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計的重中之重,是地下室的設(shè)計所需要考慮的關(guān)鍵問題,甚至在一定程度上決定著地下室設(shè)計的成敗。在進(jìn)行地下室的防水設(shè)計時,要根據(jù)工程的性質(zhì)、使用要求以及使用的合理之處等確定防水的等級,然后據(jù)此設(shè)計防水的層數(shù)。在任何情況下,地下室所使用的混凝土必須采用結(jié)構(gòu)自防水混凝土;炷恋目?jié)B等級需要根據(jù)不同情況進(jìn)行確定。主要是根據(jù)水頭高度與混凝土的土壁厚度的比例進(jìn)行確定,不得沒有根據(jù)的人為降低。根據(jù)不同的防水等級,地下室的建筑僅設(shè)置一道防水的混凝土是無法滿足要求的,還應(yīng)該做好卷材防水。
1.4 地下室的抗震設(shè)計
地下室的設(shè)計會對整體的建筑結(jié)構(gòu)有著極其重要的影響,如果地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計不當(dāng)將會對建筑物整體的抗震性能產(chǎn)生很大影響。地下室的設(shè)計施工不同于地上部分。在施工時要根據(jù)施工圖審查要點(diǎn),地下室的埋深度應(yīng)該大于地下室外地面以上的高度,這樣的話總高度才可以從室外地面算起。地下室的墻柱與建筑物上部的墻柱結(jié)構(gòu)要保持協(xié)調(diào)統(tǒng)一。對地下室的頂板室內(nèi)外的板面標(biāo)高變化處要及時注意。當(dāng)標(biāo)高變化超過一定的梁高范圍時將會形成錯層,這時必須要采取一定的措施進(jìn)行處理,否則不應(yīng)該選擇其作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位。地下室建筑的相關(guān)規(guī)范中對作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室結(jié)構(gòu)具有明確規(guī)定。作為上部嵌固部分的地下室樓層頂樓蓋應(yīng)該采用梁板結(jié)構(gòu),如果地下室的頂板沒有梁樓蓋時則不得將其作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位。
結(jié)構(gòu)的計算有一定的標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)該向下計算至滿足嵌固端需求的地下室的樓層或者底板,但是剪力墻的底部加強(qiáng)區(qū)層數(shù)的計算應(yīng)該從地面開始往上進(jìn)行計算,并且要包括地下層。在這個環(huán)節(jié)中常出現(xiàn)的問題為:地下室的埋深度不夠、地下室的抗震結(jié)構(gòu)達(dá)到三級,但是上部結(jié)構(gòu)的抗震級別僅為二級。對于這個問題應(yīng)該遵守抗震設(shè)計規(guī)范的有關(guān)規(guī)定,即當(dāng)?shù)叵率易鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固端發(fā)揮作用時,地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不應(yīng)該小于上部樓層側(cè)向剛度的兩倍。地下室柱的界面也有一定的要求,一般不應(yīng)該小于地上一層對應(yīng)柱每側(cè)縱筋面積的1.1倍。
1.5 地下室的不均勻沉降問題及其解決措施
地下室的不均勻沉降以及相關(guān)的解決措施主要有以下幾種情況:
1.5.1 裙房與建筑物之間的設(shè)置沉降縫
通常采用“放”的方法。這種方法的實(shí)際操作是,在裙房和建筑物之間設(shè)置沉降縫,以使各部分可以自由沉降,不產(chǎn)生相互影響和制約,這就從很大程度上避免了沉降不均勻所引發(fā)的內(nèi)力作用。但是,這樣做會給建筑的立面處理、地下室的防滲漏處理帶來一定難度,同時也會影響到基礎(chǔ)的埋置深度和整體的穩(wěn)定性能。
1.5.2 裙房和建筑物之間不設(shè)置沉降縫
此種處理時大多數(shù)會采用端承樁,將樁端放置在堅硬的基巖或者其他硬度較大的材料上。這樣便既能夠滿足地基承載力的需求,又可以避免明顯的沉降差。但是,這種方法同樣存在缺陷,所使用的基礎(chǔ)材料大都價格昂貴并且用量較大,不符合經(jīng)濟(jì)效益原則,這種方法大多數(shù)會用于超高層建筑物或者地基持力層很差的情況。
1.5.3 在設(shè)計中沒有沉降縫的設(shè)置
這時會采取其他措施,對地基的反力進(jìn)行調(diào)整,盡最大可能減少不同部位之間的地基反力差。這種方法的適用范圍相對廣泛。同時在使用這種方法時,裙房部分一般選擇天然地基,主樓部分會選用復(fù)合地基或者樁基。兩個部分采用的基礎(chǔ)形式是不相同的,主樓采用筏基或者箱基,裙房則選擇獨(dú)立基礎(chǔ)或者條形基礎(chǔ)。
1.5.4 在主樓和裙樓之間設(shè)置沉降后澆帶
先施工主樓,待封頂完成大部分沉降之后再進(jìn)行裙房的施工。這就可以利用調(diào)節(jié)時間差的方法解決沉降差,還可以同時避免設(shè)置沉降縫的麻煩。
1.6 人防地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計問題
地下室根據(jù)其使用要求通常會分為人防區(qū)和非人防區(qū)兩部分,普通民用建筑的防空地下室人防等級一般以五、六級居多。
1.6.1 人防構(gòu)件的最小截面尺寸取值問題
當(dāng)頂部有覆土?xí)r,可以將覆土的厚度折算成相應(yīng)的混凝土厚度來計算頂板的防護(hù)厚度,當(dāng)頂部沒有覆土?xí)r,也可以考慮建筑面層的防護(hù)作用;對于人防墻、密閉門門框墻,當(dāng)其防護(hù)厚度不足時,則應(yīng)增加墻厚或按規(guī)范要求采取相應(yīng)的加強(qiáng)防護(hù)措施。確定人防構(gòu)件的截面尺寸除考慮上述兩個方面外,還應(yīng)使人防構(gòu)件在相應(yīng)的人防荷載作用下具有規(guī)范所要求的允許延性比。
1.6.2 人防構(gòu)件的荷載取值問題
防空地下室在核爆動荷載作用下的動力分析采用等效靜荷載法,人防構(gòu)件的等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值可按“規(guī)范”第4.7 節(jié)取值。對于人防頂板,當(dāng)為常6級且其上覆土厚度大于1.5m 時或者為常5級且其上覆土厚度大于2.5m,頂板可不計入常規(guī)武器地面爆炸產(chǎn)生的等效靜荷載,僅采取構(gòu)造要求即可。
1.6.3 人防底板的荷載控制問題
人防地下室位于主體結(jié)構(gòu)部分時,人防底板一般是平時荷載起控制作用。人防地下室位于純地下室部分時,當(dāng)僅有一層地下室且頂部覆土教薄時,人防底板一般是戰(zhàn)時荷載起控制作用,當(dāng)有兩層或兩層以上的地下室且頂部有覆土?xí)r,人防底板一般是平時荷載起控制作用。
2 結(jié)束語
現(xiàn)代的高層建筑越來越多,地下工程極其龐大。因此,無論是在地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計上,還是在施工上都應(yīng)該引起我們的高度重視,要對此問題進(jìn)行深入的探討和研究,以提高地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計水準(zhǔn),保證建筑物的安全和適用。
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