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建筑地下室结构的设计见解

2020-11-18周兴卫李非非王超级

中国房地产业·下旬 2020年7期
关键词:外墙荷载结构设计

周兴卫 李非非 王超级

【摘要】通过科学开展建筑工程地下室结构设计工作,能够有效促进建筑工程的高质量建设,文章首先对地下室结构设计的主要难点展开分析,然后就地下室结构设计现存问题进行探讨,最后提出几点建筑工程地下室结构设计策略,希望可以对相关人员起到一定的参考作用。

【关键词】建筑工程;地下室结构;设计见解

近年来,随着我国社会经济的持续高速发展,建筑行业也取得了骄人的成绩,人们不但关注建筑物的规模,还对建筑的品质提出了更高的要求。高层建筑的大力发展,已成为我国建筑工程建设中的重要组成部分,其工程品质必须予以高度重视,不容忽视。为满足结构安全及建筑功能需求,高层建筑一般都会设有地下室,且地下室的层数有不断增加的趋势,因此,加强对建筑地下室结构设计的研究,便成为当前建筑行业发展中的重要课题之一。只有把握住建筑地下室结构的设计关键点,才能有效提升建筑地下室结构设计水平,获取更多的经济效益和社会效益。

1、地下室结构设计的主要难点

和一般建筑工程结构设计相比,地下室结构设计要求相对较严,结构设计工作内容较为复杂,设计师在地下室结构规划过程中,应对多种因素进行全面考量,如地下室功能用途、地下室消防通风、地下室民房要求、地下室设备线路等,保证地下室结构设计内容的全面性,设计方案实施的合理性。与此同时,设计师应对地下室常见渗水问题予以全面考量,做好地下室防潮、防洪设计工作,避免建筑工程因地下室防水设计不当而受到破坏,产生裂缝等问题。除此之外,地下室结构设计工作人员应对未来施工工作开展方便性、施工工作顺利性予以考量。

2、地下室结构设计存在的问题

随着高层建筑的不断增多,地下室工程也越来越多,且对于高层建筑的安全稳定性起着基础性作用,为此做好地下室结构的设计对于提高建筑的整体稳定性具有十分重要的意义。然而在实际设计施工中,由于地下室工程包含的专业较多,且地下室结构设计施工需要考虑的因素很多,地下室施工环境复杂,所以在设计上难度很大且需要花费大量的资金人力。一般而言,地下室结构设计应包含防水防火、基本功能、人防、装备住房以及管路、地下水道、积水、进风、朝向等方面的设计,尤其对于大底盘地下室的高层建筑而言,还要做好抗浮抗震设计,一旦某一个环节出现问题或没有完全和设计标准相符就可能会影响其他环节施工,影响整个地下室结构的安全稳定性。目前在技术方面,地下室结构设计主要存在的问题包括:第一,结构平面的设计问题,即对于地下室基础结构,如外墙、底板等部分的设计施工而言,不管是施工材料、模板设计还是施工工艺还有较大的提升空间。第二,关于地下室结构的抗震设计,在结构设计中只要出现不合理就可能会影响整体建筑的稳定,使抗震能力下降。同时地下室要承受上部建筑物的压力,在这部分压力超过地下室结构自身可以承载的能力后就会出现不均匀沉降从而使建筑发生下沉或变形,影响整个建筑物的安全稳定。第三,关于地下室抗浮和抗渗漏的设计问题。在一些高层、多层和超高层房屋建筑的地下室中,之所以会出现渗漏问题,主要和施工缝没有严密处理、混凝土本身抗渗性能不好以及结构变形有关。第四,关于地下室结构超长问题。

3、建筑地下室结构设计中的关键点

3.1明确建筑地下室的层高

在进行地下室结构设计的时候,一定要明确其层高,这关系到地下室结构设计的经济性。地下室结构设计层高的确定,需要考虑多个方面,一方面要先了解建筑地下室的使用功能,掌握其特点,另一方面要看地下室结构形式,及其设备管线的排布狀况等,还要注意地下室排水和有无人防等问题。基于施工的实际情况,综合考虑各项因素,采集相关数据作为依据,以制定出合适的设计方案,在不影响地下室的实用性基础之下,选择适宜的地下室层高,尽量减少地下室施工成本。

3.2抗浮设计

在地下室结构设计过程中,抗浮设计十分重要,必须加以重视,否则会带来极大安全隐患,造成不良的社会影响,出现工程事故而造成经济伤的损失。为避免这些情况的出现,则必须实施可续的抗浮设计工作。在地下室满足建筑净高、设备管线要求范围内,可适当地降低地下室的层高,选择小柱网、无梁楼盖等方案,从而降低地下室的埋深,减小抗浮力。

为了使地下室结构的重量达到施工标准要求,则可充分利用基板、顶板加载等方式,来提升建筑物自身的重量。这种设计处理方式在操作上较为简单,也比较常见,可通过设计抗拔桩来达到良好的浮沉设计效果。

3.3地下室结构超长处理

在实际设计过程中,考虑到建筑效果、结构布置等多方面因素,地下室部分很容易出现超长状况,这将不利于提高地下室结构设计质量,需要采取有效的措施来加以应对。而当地下室过长时,会因为温差和混凝土收缩产生裂缝,对地下室板、梁产生拉应力,对墙、柱产生附加弯矩。工程中常采用以下几种方法来进补偿。

(1)当地下室超出规定长度不多时,在结构受力较小部位设置后浇带来进行处理,一般情况下,后浇带宽度可设计在80cm至100cm范围内。

(2)工程计算过程中考虑温度应力的计算;对温度应力较大的部位采取加强措施,如加强超长方向框架梁和多跨连续次梁两侧构造腰筋,并按受拉进行锚固。

(3)在普通混凝土中掺加一定比例的微膨胀剂,从而约束混凝土构件的收缩,以减少混凝土构件的裂缝;对于地下室部分长度超出规定值较多时,常采用并用的措施,因此在处理实际工程过程中,应合理把握。

3.4地下室外墙结构设计

在设计地下室外墙结构时,作用于地下室外墙上的荷载主要分为两个部分,一部分是横向荷载,包括地下水压力、土压力、人防等效静荷载(有人防要求时)室外地坪活荷载等;另一部分是竖向荷载,包括了地下室顶板荷载、上部结构传来的荷载、外墙的自身重量等。如果是一般的民用建筑,那么其室外地坪活荷载应当控制在5KN/m2,当考虑过消防车时,则应根据实际情况来确定。

在设计地下室结构之前,首先需要根据勘察单位提供的地质勘察报告,获取相关数据,来计算水压力、土压力。其次,根据结构地下是外墙、顶板及底板的结构布置,合理地选取地下室外墙的计算简图模型。

结语:

建筑地下室结构设计,是建筑工程建设中一项重要组成部分,需要予以重视。这是一项系统化工程,需要进行综合性考虑,不断地尝试,创新结构设计方法,以获得最佳的建筑地下室结构设计方案。希望通过上文的论述,能够帮助到地下室结构设计工作。

参考文献:

[1]武岳.地下室结构设计常见的问题及解决措施研究[J].居舍,2019(29):21. [2]秦海锋.建筑工程地下室结构设计要点探讨[J].智能城市,2019,5(15):50-51.

[3]周辉.地下室结构设计的常见问题及解决措施[J].经贸实践,2018(18):315.

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