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摘 要:高层建筑的水平在一定程度上体现了一个城市的发展质量和一个城市自身的优势,但是,高层建筑的高度在不断的提升,在高层建筑中也出现了越来越多的地下车库,其对地下空间的使用要求和结构的安全也有了更为严格的标准,所以,我们需要对地下室结构进行科学的设计,从而使其功能得以全面的展现。
关键词:民用建筑;地下室;结构设计;嵌固端
当前,我国的经济发展水平有了非常显著的提升,同时高层建筑在这一过程中数量也有所提升,将高层建筑的设备永丰和汽车库设置在地下室当中一方面能够节省一定的空间,同时,在基础埋深方面也更容易满足施工的要求,所以,在高层建筑设计的过程中,我们必须要采取有效的措施做好地下结构设计工作。
一、高层民用建筑地下室结构设计难点
(一)合理确定上部结构的嵌固部位
上部结构嵌固位置的合理选择,在高层建筑地下室结构设计的过程中,计算模型占据着十分重要的位置,而地下室设计中每一个部分都有非常关键的作用,同时我们在这一过程中需要对承载力进行全面的计算,上部结构的嵌固端主要就是结构塑性铰预计出现的位置,它可以对两个水平方向转动的位移加以限制和调整,在这一过程中可以将地震作用直接传递到上部结构当中,上部嵌固端的位置选择主要有以下几个要求。
首先,要加強上部嵌固的抗震能力。因为上部嵌固部分一般是地下室顶板的部分,而地下室一层的抗震等级一般都是按照上部结构的具体情况来对其进行全面的测定,在这样的情况下,就必须要采取有效的措施不断的加强上部嵌固结构的抗震能力,首先,地下一层的抗震等级一定要比上部结构的抗震等级更高,其次是因为地下室顶板的厚度对承受荷载而言有着十分重要的作用,其地下室顶板所承受的纵向荷载和垂直荷载是非常关键的组成部分,在这样的情况下一定要减少开洞的问题,如果在这一过程中必须要对其开展开洞处理,就要采取有效的措施对洞口的面积加以控制,这样也就可以十分有效的避免或者是避免其强度大幅度降低,这样也就会对结构的竖向构件连接的刚度和强度不会出现突变的问题,构件的连续性也可以在这一过程中得到保障。
其次,严格按照地下室设计的要求去处理。按照相关的标准和规范,在地下室结构设计的过程中,我们一定要对地下室顶板的厚度加以控制,在厚度方面一定要在160mm以上,而上部的嵌固不为其地下室的楼板必须要在180mm以上,地下室防水规范当中已经做出了相关的规定如果其是车库顶板和地下水接触,其厚度的增加应为250mm,为了更好的确保地下室作为千骨断的功能,配筋率要求必须要达到0.25%,同时在这一过程中还要对其进行双向的布置,混凝土强度必须要在C30以上。
(二)确定地下室结构设计的抗震等级
对于高层建筑的大底盘结构而言,地下室结构自身存在着非常多的塔楼,此外,每一个塔楼之间都存在着非常强的独立性,如果地下室是上部塔楼的嵌固端,地下室的抗震等级一定要和上部结构的抗震等级完全一致,同时地下室以下的抗震等级应该适当降低,但不能低于四级。
二、高层民用建筑的地下室结构设计的施工条件的影响
首先,合理节省施工工期提高经济效益。由于施工工期在整个高层民用建筑过程中占有重要地位,而工期的长短将直接影响着业主及施工单位的经济效益。对于施工单位来说,缩短施工工期可以节省人员工资、固定资产折旧等建筑安装工程费用。一方面,对于业主方来说,缩短工程施工工期,有利于提前还清贷款,降低工程项目的投资成本。另一方面,受传统设计材料限制,地下室这种以大体积混凝土为主的结构施工周期过长,施工时遇到问题也较多,而目前越来越多的工程采用了新技术新材料,加快了施工周期,虽然增加了投资成本,但是节省了人工费用,模板费用等。
其次,结合高层民用建筑的地下室结构设计的施工条件,优化设计结构。高层民用建筑的地下室结构设计的初步设计阶段,主要确定结构形式、主要构件尺寸及主要结构材料等。由于高层民用建筑的地下室结构初步设计阶段对整个工程的结构造价影响约占70%。因此设计人员就要选择符合当地施工资源的结构材料,采用符合当地工业、经济情况的施工技术,这样才能控制好工程的可行性和经济性。
三、高层建筑地下室结构设计的常见问题和措施
高层民用建筑地下室结构设计要求是整个高层民用建筑中的关键部分,因此,在对高层民用建筑地下室结构进行设计的过程中,要严格按照建筑设计行业的相关规范制度,严格要求,全面统筹考量,确保高层民用建筑地下室结构的设计质量,具体分析如下:
(一)顶板的设计
根据建筑结构设计的相关标准,对于地下室顶板作为上部结构的嵌固端时,地下室的顶板上不易开洞,而对于顶板的厚度要求,要大于180mm,同时在配筋方面的要求也有严格控制,需采用双层双向配筋的方式,按照合理的配筋率进行设计。
(二)外墙的设计
由于高层民用建筑的地下室结构的外墙设计有严格要求,这要求外墙不仅防水,防渗漏,还要起到挡土墙作用,这就要求外墙设计中不仅要考虑挡土作用,还要从裂缝来考虑抗渗防水,这样才能正确的对裂缝宽度进行合理计算。
(三)荷载的设计
对于荷载的设计要求,根据建筑需要,特别是消防车通道的荷载考虑及折减,这需要结构人员精确考虑地下室顶板荷载,特别在高层地下室车库项目中尤为突出,这关乎地下室整体结构安全及经济效应。
(四)抗浮和抗渗的设计
由于地下水位的变幅和地面种植浇灌水的影响,在进行地下室设计的过程中要全面考虑抗浮和抗渗因素,一旦抗浮和抗渗设计没有得到良好的进行,将会直接影响到高层民用建筑的质量。
1、抗浮设计
抗浮设计主要分为局部抗浮和整体抗浮两种,结合若干抗浮桩与抗浮锚杆的实际工程经验发现,目前地下室抗浮设计主要面临着地下水浮力计算理论不成熟、地勘报告不精准等问题。
2、抗渗设计
在进行地下室的设计过程中,还应考虑地下水位变幅和施工技术等方面的因素所造成的抗渗问题,建筑结构抗渗问题直接威胁高层民用建筑的使用寿命。因此,在设计过程中,要对影响抗渗的因素做一个全面考量。设计时可采用外加膨胀剂、设置伸缩后浇带、加入合成纤维等方法予以控制。
四、结语
高层民用建筑地下室结构设计是一个非常重要也非常复杂的工作,为了可以更好的保证高层建筑地下室工程的建设需要,我们在设计的时候一定要非常严谨得根据地下室设计的具体要求去处理,所以在设计的过程中必须要将加强地下室结构的质量当成是最为关键的内容,此外还要对设计过程中出现的影响地下室结构的因素加以控制,只有这样,才能更好的保证建设的质量及水平。
参考文献:
[1]严恒林.高层建筑地下室防水施工技术[J].中国新技术新产品,2009,21:168.
[2]吕森;建行浦东培训中心综合楼结构设计[J];上海建设科技;2010,(4):32-34
[3] 陈冬萍. 大底盘多塔楼高层建筑地下室结构设计中的若干问题[J]. 广西水利水电. 2010(04)
[4] 陈璋. 高层建筑地下室结构设计常见问题分析[J]. 中国高新技术企业. 2009(12)
[5] 冯海华,肖昌飞. 高层建筑的地下室结构设计中的几个问题的探讨[J]. 建筑结构. 2009(S2)
关键词:民用建筑;地下室;结构设计;嵌固端
当前,我国的经济发展水平有了非常显著的提升,同时高层建筑在这一过程中数量也有所提升,将高层建筑的设备永丰和汽车库设置在地下室当中一方面能够节省一定的空间,同时,在基础埋深方面也更容易满足施工的要求,所以,在高层建筑设计的过程中,我们必须要采取有效的措施做好地下结构设计工作。
一、高层民用建筑地下室结构设计难点
(一)合理确定上部结构的嵌固部位
上部结构嵌固位置的合理选择,在高层建筑地下室结构设计的过程中,计算模型占据着十分重要的位置,而地下室设计中每一个部分都有非常关键的作用,同时我们在这一过程中需要对承载力进行全面的计算,上部结构的嵌固端主要就是结构塑性铰预计出现的位置,它可以对两个水平方向转动的位移加以限制和调整,在这一过程中可以将地震作用直接传递到上部结构当中,上部嵌固端的位置选择主要有以下几个要求。
首先,要加強上部嵌固的抗震能力。因为上部嵌固部分一般是地下室顶板的部分,而地下室一层的抗震等级一般都是按照上部结构的具体情况来对其进行全面的测定,在这样的情况下,就必须要采取有效的措施不断的加强上部嵌固结构的抗震能力,首先,地下一层的抗震等级一定要比上部结构的抗震等级更高,其次是因为地下室顶板的厚度对承受荷载而言有着十分重要的作用,其地下室顶板所承受的纵向荷载和垂直荷载是非常关键的组成部分,在这样的情况下一定要减少开洞的问题,如果在这一过程中必须要对其开展开洞处理,就要采取有效的措施对洞口的面积加以控制,这样也就可以十分有效的避免或者是避免其强度大幅度降低,这样也就会对结构的竖向构件连接的刚度和强度不会出现突变的问题,构件的连续性也可以在这一过程中得到保障。
其次,严格按照地下室设计的要求去处理。按照相关的标准和规范,在地下室结构设计的过程中,我们一定要对地下室顶板的厚度加以控制,在厚度方面一定要在160mm以上,而上部的嵌固不为其地下室的楼板必须要在180mm以上,地下室防水规范当中已经做出了相关的规定如果其是车库顶板和地下水接触,其厚度的增加应为250mm,为了更好的确保地下室作为千骨断的功能,配筋率要求必须要达到0.25%,同时在这一过程中还要对其进行双向的布置,混凝土强度必须要在C30以上。
(二)确定地下室结构设计的抗震等级
对于高层建筑的大底盘结构而言,地下室结构自身存在着非常多的塔楼,此外,每一个塔楼之间都存在着非常强的独立性,如果地下室是上部塔楼的嵌固端,地下室的抗震等级一定要和上部结构的抗震等级完全一致,同时地下室以下的抗震等级应该适当降低,但不能低于四级。
二、高层民用建筑的地下室结构设计的施工条件的影响
首先,合理节省施工工期提高经济效益。由于施工工期在整个高层民用建筑过程中占有重要地位,而工期的长短将直接影响着业主及施工单位的经济效益。对于施工单位来说,缩短施工工期可以节省人员工资、固定资产折旧等建筑安装工程费用。一方面,对于业主方来说,缩短工程施工工期,有利于提前还清贷款,降低工程项目的投资成本。另一方面,受传统设计材料限制,地下室这种以大体积混凝土为主的结构施工周期过长,施工时遇到问题也较多,而目前越来越多的工程采用了新技术新材料,加快了施工周期,虽然增加了投资成本,但是节省了人工费用,模板费用等。
其次,结合高层民用建筑的地下室结构设计的施工条件,优化设计结构。高层民用建筑的地下室结构设计的初步设计阶段,主要确定结构形式、主要构件尺寸及主要结构材料等。由于高层民用建筑的地下室结构初步设计阶段对整个工程的结构造价影响约占70%。因此设计人员就要选择符合当地施工资源的结构材料,采用符合当地工业、经济情况的施工技术,这样才能控制好工程的可行性和经济性。
三、高层建筑地下室结构设计的常见问题和措施
高层民用建筑地下室结构设计要求是整个高层民用建筑中的关键部分,因此,在对高层民用建筑地下室结构进行设计的过程中,要严格按照建筑设计行业的相关规范制度,严格要求,全面统筹考量,确保高层民用建筑地下室结构的设计质量,具体分析如下:
(一)顶板的设计
根据建筑结构设计的相关标准,对于地下室顶板作为上部结构的嵌固端时,地下室的顶板上不易开洞,而对于顶板的厚度要求,要大于180mm,同时在配筋方面的要求也有严格控制,需采用双层双向配筋的方式,按照合理的配筋率进行设计。
(二)外墙的设计
由于高层民用建筑的地下室结构的外墙设计有严格要求,这要求外墙不仅防水,防渗漏,还要起到挡土墙作用,这就要求外墙设计中不仅要考虑挡土作用,还要从裂缝来考虑抗渗防水,这样才能正确的对裂缝宽度进行合理计算。
(三)荷载的设计
对于荷载的设计要求,根据建筑需要,特别是消防车通道的荷载考虑及折减,这需要结构人员精确考虑地下室顶板荷载,特别在高层地下室车库项目中尤为突出,这关乎地下室整体结构安全及经济效应。
(四)抗浮和抗渗的设计
由于地下水位的变幅和地面种植浇灌水的影响,在进行地下室设计的过程中要全面考虑抗浮和抗渗因素,一旦抗浮和抗渗设计没有得到良好的进行,将会直接影响到高层民用建筑的质量。
1、抗浮设计
抗浮设计主要分为局部抗浮和整体抗浮两种,结合若干抗浮桩与抗浮锚杆的实际工程经验发现,目前地下室抗浮设计主要面临着地下水浮力计算理论不成熟、地勘报告不精准等问题。
2、抗渗设计
在进行地下室的设计过程中,还应考虑地下水位变幅和施工技术等方面的因素所造成的抗渗问题,建筑结构抗渗问题直接威胁高层民用建筑的使用寿命。因此,在设计过程中,要对影响抗渗的因素做一个全面考量。设计时可采用外加膨胀剂、设置伸缩后浇带、加入合成纤维等方法予以控制。
四、结语
高层民用建筑地下室结构设计是一个非常重要也非常复杂的工作,为了可以更好的保证高层建筑地下室工程的建设需要,我们在设计的时候一定要非常严谨得根据地下室设计的具体要求去处理,所以在设计的过程中必须要将加强地下室结构的质量当成是最为关键的内容,此外还要对设计过程中出现的影响地下室结构的因素加以控制,只有这样,才能更好的保证建设的质量及水平。
参考文献:
[1]严恒林.高层建筑地下室防水施工技术[J].中国新技术新产品,2009,21:168.
[2]吕森;建行浦东培训中心综合楼结构设计[J];上海建设科技;2010,(4):32-34
[3] 陈冬萍. 大底盘多塔楼高层建筑地下室结构设计中的若干问题[J]. 广西水利水电. 2010(04)
[4] 陈璋. 高层建筑地下室结构设计常见问题分析[J]. 中国高新技术企业. 2009(12)
[5] 冯海华,肖昌飞. 高层建筑的地下室结构设计中的几个问题的探讨[J]. 建筑结构. 2009(S2)