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摘 要:建筑工程地下室是建筑施工中的重点环节。随着建筑空间利用率的加大,地下室也逐渐被人们合理的利用起来,但是由于地下室结构的特殊性,在设计的过程中具有一定的难度,因此,要想使得地下室的空间得到充分的利用,就要对建筑工程地下室结构进行合理的分析,以保障地下室结构的安全和质量,从而提高对地下室空间的利用率。本文就建筑工程地下室结构设计进行了分析与探讨,仅供同行参考。
关键词:建筑工程;地下室;结构设计;分析
随着建筑空间的开发利用力度加大,地下室空间也逐渐被利用起来。相比于地上空间结构的设计,地下室结构的设计具有一定的难度。就我国目前建筑工程地下室结构的设计发展现状来说,其中能够还存在一些问题,这些问题的存在使得地下室空间的利用率降低,使得建筑空间的开发工作受到了阻碍,因此,要对这些问题进行合理的分析,从而提高设计的质量,以加大对地下室空间的利用率。
1 地下室结构设计中的问题分析
由于地下室结构的独特特点,在对其进行施工设计时,要注意考虑多方面的因素,对地下室的各项功能要不断的进行完善,使得地下室结构具有高防火、高使用性能,以保障人员的安全。另外,在对地下室结构进行设计时,还要对管道、同分、供水系统进行细致的设计,由于地下室处于地下或者是半地下的状态,空间内所能采集到的自然光较少,因此要注重对照明系统的设计,从而保障室内的明亮。一般而言,我国的群体建筑较多,而且都是建设在地层表面,在实际运用中基本上不会发生抗浮问题,但是我国建筑工程地下室在设计的过程中,其抗浮性能不强,不能够满足实际的使用需求。
1.1 抗浮、抗渗问题分析
在对地下室结构进行设计时,要注意考虑到抗浮的问题。根据建筑地下的水位的高度,来对建筑工程地下室结构进行设计,一般可采用平板式筏板作为地下室地面施工的主要材料,尽量增加地下室的重量,使得地下室在水位的影响下,不至于出现漂浮的现象,如果地下水位较高,可以适当的增设抗浮桩,对地下室进行加固处理,从而提高地下室的抗浮性能。地下室结构设计中,很容易出现渗漏的问题,要使得地下室结构具有较强的抗渗性能,首先要对钢筋混凝土进行设计,提高钢筋混凝土的抗拉能力,从而减少混凝土裂缝的出现。在地下室混凝土施工中,可以适当的加入一些抗变形能力加强的钢筋,以加强混凝土的稳定性。一般而言,地下室的侧壁会受到来自底板和顶板的制约,从而使得混凝土出现严重的膨胀或者是收缩的现象,想要解决这种问题,可以在侧壁中加设一道水平暗柱,以提高侧壁的拉应力,从而保障混凝土结构的完整性。但是值得注意的是,如果不重视对混凝土的养护,及时采用了上述的加固方法,也不能够解决实际的问题,因此,要注重对混凝土的养护工作,以保障混凝土的质量,从而减少渗漏问题的出现。
其次,要重视混凝土的收缩性能。一般而言混凝土都具有一定的收缩性,在实际的施工中,混凝土出现收缩,就会使得地下室结构结构出现缝隙,久而久之,就会造成渗漏问题。要想解决这一问题,就要重视对收缩混凝土的补偿,可适当的在混凝土中加入一些微膨胀剂,在混凝土出现收缩时,其可以适当的进行补偿,从而达到填补缝隙的目的,以此来保障地下室结构的整体稳定性。
1.2 不均匀沉降问题分析
地下室中存在一系列的质量通病,其中就包括不均匀沉降问题,这一问题的解决方法可以采用人工处理地基的方法来进行解决。对地基下的土层进行考察和研究,对于软土土质可以适当的加入一些岩石进行固定,从而提高软土层的牢固度,对地基下的土层进行压实处理,同时保证地基的施工质量,使得地基能够均匀受力,从而减少不均匀沉降问题的出现。
1.3 人防地下室的问题分析
对于人防地下室的结构设计要特别注意人防构件的最小截面尺寸取值问题,按照国家的标准进行设计,使顶板的最小防护厚度、混凝土厚度都能实现建筑面层的防护作用。此外,人防构件的荷载取值问题、人防底板的荷载控制问题也是建设过程中必须要注意的设计问题。在考虑防空地下室在核爆动荷载作用下的动力分析时要采用等效静荷载法进行计算,人防地下室的设计还需要考虑人防底板的荷载起控制作用。
2 在设计中要注意的几个方面
2.1 抗震设计
在地下室设计中,主要的设计重点之一就是抗震设计。在地下室的抗震设计中,会面对诸多的问题,这些问题主要是地下室的埋深度不够。在我国诸多的多层建筑中,地下室都存在埋深度不够的问题,很多的地上建筑层数都已经达到了8、9层以上,而地下的深度却不足地上的1/3,从而使得建筑无法保持稳定。
2.2 荷载
地下室外墙在整体的荷载中占据着重要地位,其承受的荷载总体而言分别有水平荷载和来自建筑主体和地下室楼盖的传重和自重的竖向荷载。在地下室外墙结构设计中,竖向荷载和地震等作用所产生的内力一般而言不会起到控制的作用,在此过程中,要充分重视水平荷载,当水平荷载垂直于墙面时候,会产生弯矩,这对墙体的配筋有着十分重要的意义。
3 地下室结构设计
3.1 地下室的基础设计
在进行地下室基础设计之前一定要做好工程地质的勘查工作,基础设计可以采用预应力管桩基础,为了能够满足沉降的要求,要加强岩层的承载能力,所以基于这一个要求,持力层应该要采用强风化岩和中风化岩层。
3.2 地下室顶板的结构优化
地下室的顶板是地上整个高层建筑的水平约束支座,要想对地上结构有足够的约束作用,就必须有较大刚度。所以,在设计地下室时,对顶板有严格的要求,顶板的厚度要大于等于160mm,这样才能保证地下室较大刚度。
3.3 地下室的侧壁设计
影响地下室侧壁设计的因素有很多,例如结构自重、地面堆载及活载、防核爆等效静荷载、侧向土压力、地下水压力等各种因素。所以地下室侧壁的设计具体要求是,与土壤产生接触的侧壁混凝土保护层厚度要达到40毫米,地下室侧壁的水平钢筋配置要在外侧,而竖向的钢筋配置就应该在侧壁的内侧。
3.4 优化选型
建筑物的结构设计除了有足够的承载力,还要使结构具有足够的抗侧力刚度,使结构产生的侧向移动在合理的规定的范围内。结构选型不单单是结构的问题,它是一个综合的复杂的过程,除了考虑地基的承载能力和结构的安全性外,还要考虑成本问题。
结束语
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,采光等各个方面的因素,在满足建筑基本功能的前提下,做出创意设计,选择合理的结构方案。
参考文献
[1]都军花,梁丽芳.建筑工程中地下室结构设计探讨[J].中国高新技术企业,2009(9).
[2]文华.论述地下室结构设计存在的问题[J].建材与装饰,2005(10).
[3]傅昱.中小高层建筑地下室设计浅谈[J].四川建材,2010(6).
关键词:建筑工程;地下室;结构设计;分析
随着建筑空间的开发利用力度加大,地下室空间也逐渐被利用起来。相比于地上空间结构的设计,地下室结构的设计具有一定的难度。就我国目前建筑工程地下室结构的设计发展现状来说,其中能够还存在一些问题,这些问题的存在使得地下室空间的利用率降低,使得建筑空间的开发工作受到了阻碍,因此,要对这些问题进行合理的分析,从而提高设计的质量,以加大对地下室空间的利用率。
1 地下室结构设计中的问题分析
由于地下室结构的独特特点,在对其进行施工设计时,要注意考虑多方面的因素,对地下室的各项功能要不断的进行完善,使得地下室结构具有高防火、高使用性能,以保障人员的安全。另外,在对地下室结构进行设计时,还要对管道、同分、供水系统进行细致的设计,由于地下室处于地下或者是半地下的状态,空间内所能采集到的自然光较少,因此要注重对照明系统的设计,从而保障室内的明亮。一般而言,我国的群体建筑较多,而且都是建设在地层表面,在实际运用中基本上不会发生抗浮问题,但是我国建筑工程地下室在设计的过程中,其抗浮性能不强,不能够满足实际的使用需求。
1.1 抗浮、抗渗问题分析
在对地下室结构进行设计时,要注意考虑到抗浮的问题。根据建筑地下的水位的高度,来对建筑工程地下室结构进行设计,一般可采用平板式筏板作为地下室地面施工的主要材料,尽量增加地下室的重量,使得地下室在水位的影响下,不至于出现漂浮的现象,如果地下水位较高,可以适当的增设抗浮桩,对地下室进行加固处理,从而提高地下室的抗浮性能。地下室结构设计中,很容易出现渗漏的问题,要使得地下室结构具有较强的抗渗性能,首先要对钢筋混凝土进行设计,提高钢筋混凝土的抗拉能力,从而减少混凝土裂缝的出现。在地下室混凝土施工中,可以适当的加入一些抗变形能力加强的钢筋,以加强混凝土的稳定性。一般而言,地下室的侧壁会受到来自底板和顶板的制约,从而使得混凝土出现严重的膨胀或者是收缩的现象,想要解决这种问题,可以在侧壁中加设一道水平暗柱,以提高侧壁的拉应力,从而保障混凝土结构的完整性。但是值得注意的是,如果不重视对混凝土的养护,及时采用了上述的加固方法,也不能够解决实际的问题,因此,要注重对混凝土的养护工作,以保障混凝土的质量,从而减少渗漏问题的出现。
其次,要重视混凝土的收缩性能。一般而言混凝土都具有一定的收缩性,在实际的施工中,混凝土出现收缩,就会使得地下室结构结构出现缝隙,久而久之,就会造成渗漏问题。要想解决这一问题,就要重视对收缩混凝土的补偿,可适当的在混凝土中加入一些微膨胀剂,在混凝土出现收缩时,其可以适当的进行补偿,从而达到填补缝隙的目的,以此来保障地下室结构的整体稳定性。
1.2 不均匀沉降问题分析
地下室中存在一系列的质量通病,其中就包括不均匀沉降问题,这一问题的解决方法可以采用人工处理地基的方法来进行解决。对地基下的土层进行考察和研究,对于软土土质可以适当的加入一些岩石进行固定,从而提高软土层的牢固度,对地基下的土层进行压实处理,同时保证地基的施工质量,使得地基能够均匀受力,从而减少不均匀沉降问题的出现。
1.3 人防地下室的问题分析
对于人防地下室的结构设计要特别注意人防构件的最小截面尺寸取值问题,按照国家的标准进行设计,使顶板的最小防护厚度、混凝土厚度都能实现建筑面层的防护作用。此外,人防构件的荷载取值问题、人防底板的荷载控制问题也是建设过程中必须要注意的设计问题。在考虑防空地下室在核爆动荷载作用下的动力分析时要采用等效静荷载法进行计算,人防地下室的设计还需要考虑人防底板的荷载起控制作用。
2 在设计中要注意的几个方面
2.1 抗震设计
在地下室设计中,主要的设计重点之一就是抗震设计。在地下室的抗震设计中,会面对诸多的问题,这些问题主要是地下室的埋深度不够。在我国诸多的多层建筑中,地下室都存在埋深度不够的问题,很多的地上建筑层数都已经达到了8、9层以上,而地下的深度却不足地上的1/3,从而使得建筑无法保持稳定。
2.2 荷载
地下室外墙在整体的荷载中占据着重要地位,其承受的荷载总体而言分别有水平荷载和来自建筑主体和地下室楼盖的传重和自重的竖向荷载。在地下室外墙结构设计中,竖向荷载和地震等作用所产生的内力一般而言不会起到控制的作用,在此过程中,要充分重视水平荷载,当水平荷载垂直于墙面时候,会产生弯矩,这对墙体的配筋有着十分重要的意义。
3 地下室结构设计
3.1 地下室的基础设计
在进行地下室基础设计之前一定要做好工程地质的勘查工作,基础设计可以采用预应力管桩基础,为了能够满足沉降的要求,要加强岩层的承载能力,所以基于这一个要求,持力层应该要采用强风化岩和中风化岩层。
3.2 地下室顶板的结构优化
地下室的顶板是地上整个高层建筑的水平约束支座,要想对地上结构有足够的约束作用,就必须有较大刚度。所以,在设计地下室时,对顶板有严格的要求,顶板的厚度要大于等于160mm,这样才能保证地下室较大刚度。
3.3 地下室的侧壁设计
影响地下室侧壁设计的因素有很多,例如结构自重、地面堆载及活载、防核爆等效静荷载、侧向土压力、地下水压力等各种因素。所以地下室侧壁的设计具体要求是,与土壤产生接触的侧壁混凝土保护层厚度要达到40毫米,地下室侧壁的水平钢筋配置要在外侧,而竖向的钢筋配置就应该在侧壁的内侧。
3.4 优化选型
建筑物的结构设计除了有足够的承载力,还要使结构具有足够的抗侧力刚度,使结构产生的侧向移动在合理的规定的范围内。结构选型不单单是结构的问题,它是一个综合的复杂的过程,除了考虑地基的承载能力和结构的安全性外,还要考虑成本问题。
结束语
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,采光等各个方面的因素,在满足建筑基本功能的前提下,做出创意设计,选择合理的结构方案。
参考文献
[1]都军花,梁丽芳.建筑工程中地下室结构设计探讨[J].中国高新技术企业,2009(9).
[2]文华.论述地下室结构设计存在的问题[J].建材与装饰,2005(10).
[3]傅昱.中小高层建筑地下室设计浅谈[J].四川建材,2010(6).