建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析與探討

王號(hào)

【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)和建筑行業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)科技技術(shù)以及建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)建筑各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量要求也日漸提升。建筑地基基礎(chǔ)及地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接決定了建筑整體的實(shí)際質(zhì)量，本文將針對(duì)建筑地基基礎(chǔ)及地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)疑難處理進(jìn)行詳細(xì)的研究。

【關(guān)鍵詞】建筑工程;地下室結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)分析

目前，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的建筑開(kāi)始將地下室設(shè)計(jì)納入整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范疇。通過(guò)合理的地下室設(shè)計(jì)，不僅可以消減地震對(duì)上部建筑結(jié)構(gòu)的影響，而且還可以提高地基承載力。地下室的設(shè)計(jì)問(wèn)題直接影響著建筑造價(jià)和其正常使用。為此，本文圍繞建筑結(jié)構(gòu)地下室設(shè)計(jì)問(wèn)題展開(kāi)了探討。

1、當(dāng)下建筑地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

近年來(lái)，我國(guó)建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，地下室的性能也逐漸多樣化。從最初簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)性能到目前的地下停車(chē)場(chǎng)多功效構(gòu)造的配合，如大型商業(yè)區(qū)和民防項(xiàng)目，這些功能需要適合、更高設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的基礎(chǔ)架構(gòu)。需要設(shè)計(jì)者不僅具備更專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)水平，并且具備前瞻性的設(shè)計(jì)理念。建筑物的地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，因此，建筑物地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性對(duì)建筑的設(shè)計(jì)和使用功能非常重要。

2、分析地下室設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

2.1分析相關(guān)人防地下室的問(wèn)題

對(duì)人防地下室的設(shè)計(jì)，需要尤其關(guān)注人防結(jié)構(gòu)截面的最小取值。設(shè)計(jì)應(yīng)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)完全相符，混凝土厚與頂板最小防護(hù)厚度均必須能防護(hù)建筑面層。此外，還必須充分考慮人防構(gòu)件荷載取值問(wèn)題和控制底板荷載問(wèn)題。由于地下室也會(huì)用于防空，在對(duì)核爆炸荷載進(jìn)行分析時(shí)，應(yīng)借助等效靜荷載法來(lái)展開(kāi)計(jì)算。另外，在進(jìn)行人防地下室的設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)考慮人防底板荷載的控制功能。

2.2分析沉降不均勻問(wèn)題

為了解決地下室中的沉降不均勻問(wèn)題，可人工處理地基，進(jìn)而降低地基沉降。對(duì)主體結(jié)構(gòu)中的沉降不均勻問(wèn)題，可通過(guò)樁基礎(chǔ)或主體部分結(jié)構(gòu)或整體基礎(chǔ)可以降低最終沉降量。與此同時(shí)，還可發(fā)揮基礎(chǔ)形式的作用和優(yōu)勢(shì)，展開(kāi)相關(guān)計(jì)算，進(jìn)而確定最終的設(shè)計(jì)。

3、建筑工程的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

3.1關(guān)于結(jié)構(gòu)選型的設(shè)計(jì)

地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅要保證結(jié)構(gòu)具有足夠的抵抗側(cè)力的剛度，而且要確保其具有較強(qiáng)的承載力，使結(jié)構(gòu)在水平作用力的作用下產(chǎn)生的側(cè)向位移值在允許范圍內(nèi)[2]。應(yīng)整體權(quán)衡和分析結(jié)構(gòu)的適用性和安全性等因素，宜選用框架結(jié)構(gòu)形式，由混凝土框架結(jié)構(gòu)承載縱向力和側(cè)向力?；炷量蚣軕?yīng)具有較強(qiáng)的剛度，在滿(mǎn)足建筑整體功能的前提下，降低平面扭轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。平面設(shè)置要相對(duì)簡(jiǎn)單、規(guī)則，使荷載均勻分布。本工程地下室的結(jié)構(gòu)形式在主樓區(qū)域同主樓的上部結(jié)構(gòu)，將主樓的框架-核心筒結(jié)構(gòu)貫穿至基礎(chǔ);裙房部分和純地下室部分為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，可以從整體保證結(jié)構(gòu)的連續(xù)與穩(wěn)定[3]。由于基礎(chǔ)工程的造價(jià)占據(jù)整個(gè)建筑總造價(jià)的很大比例，對(duì)地下室基礎(chǔ)進(jìn)行選擇時(shí)，要充分考慮地基承載力，且要考慮整體的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)合理性，避免大體積混凝土的收縮和溫差裂縫以及整體的不均勻沉降。

3.2地下室抗震結(jié)構(gòu)

在我國(guó)現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中，更加注重建筑的抗洪、抗震等多種因素。尤其是針對(duì)地震頻發(fā)的地區(qū)來(lái)說(shuō)，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)更加注重的建筑的抗震能力。在我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷推進(jìn)的當(dāng)下，很多高層小區(qū)、高層建筑，針對(duì)此種建筑更應(yīng)該重視建筑整體、地下室的抗震性能。地下室的抗震設(shè)計(jì)作為地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最為重要的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，與地下室的深度、地下室的墻壁結(jié)構(gòu)、地下室材料等各個(gè)內(nèi)容都有著非常緊密的聯(lián)系。建筑師在開(kāi)展地下室建筑與設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須要嚴(yán)格的結(jié)合地下室的設(shè)計(jì)圖紙，把握地下室建筑工程的實(shí)際地勢(shì)、地理構(gòu)建情況，結(jié)合科學(xué)的地下室墻壁加固工藝，確保地下室的墻壁、地下室深度的標(biāo)準(zhǔn)化，使地下室的抗震能力實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。此外，地下室的頂板和上層建筑必須要緊密、牢固的緊貼在一起，必須要保障建筑地上部分的抗震等級(jí)是二級(jí)，此外，還應(yīng)該保障建筑地下室部分的抗震等級(jí)也達(dá)到二級(jí)，確保地震發(fā)生時(shí)，地下室整體抗震的穩(wěn)定性，避免地震導(dǎo)致重大災(zāi)難事故出現(xiàn)。

3.3外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)地下室外墻結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)深入分析其靜止土的實(shí)際壓力系數(shù)。如果靜止土壓力沒(méi)有試驗(yàn)條件，則應(yīng)根據(jù)工程標(biāo)準(zhǔn)，選用粘性土或砂土來(lái)幫助設(shè)計(jì)。并在設(shè)計(jì)外墻配筋時(shí)，按照固定支座（即底板用作墻的嵌固端）設(shè)計(jì)底部，側(cè)壁底部和鄰近底板的彎矩相同，底板抗彎能力應(yīng)比側(cè)壁大，其厚度匹配配筋量。在地下車(chē)道中，存在這方面最為典型的問(wèn)題。車(chē)道側(cè)壁采用懸臂構(gòu)件，其底部抗彎能力應(yīng)小于底板。如果地面層的開(kāi)洞部位（比如樓梯間）具有的外墻頂部沒(méi)有樓板支撐，則配筋構(gòu)造及計(jì)算模型都需要完全符合實(shí)際情況。

3.4地下室頂板結(jié)構(gòu)

地下室頂板結(jié)構(gòu)是與建筑上層連接、貼合的位置，其實(shí)際質(zhì)量直接決定了上層建筑與地下室的實(shí)際質(zhì)量，對(duì)于建筑整體都起到了重要的影響。所以在開(kāi)展地下室頂板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要嚴(yán)格的針對(duì)建筑整體的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的分析，統(tǒng)籌建筑整體的各項(xiàng)環(huán)節(jié)，充分的考慮建筑管線的高度和保護(hù)土層等基礎(chǔ)要求。地下室頂板結(jié)構(gòu)必須要保障一定的承載力，通過(guò)合理的計(jì)算與分析，得數(shù)建筑標(biāo)準(zhǔn)化的承載數(shù)值，結(jié)合建筑的實(shí)際高度、性能、建筑特點(diǎn)、外部環(huán)境、可能預(yù)見(jiàn)的惡劣氣候特點(diǎn)等內(nèi)容，確保地下室頂板的實(shí)際稱(chēng)重和承載能力。針對(duì)一些特定的建筑功能，緊密的結(jié)合地下室的防爆能力，提升地下室的穩(wěn)定性。地下室設(shè)計(jì)人員還應(yīng)該的注重頂板設(shè)計(jì)中存在的漏洞，嚴(yán)格的統(tǒng)籌多種因素，切實(shí)的針對(duì)頂板設(shè)計(jì)中不合理的結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確的分析并彌補(bǔ)，確保地下室頂板設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性。

3.5基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

基坑支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)和地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，進(jìn)行基坑支護(hù)需要提前做好防水帷幕，為地下室施工提供安全可靠的施工環(huán)境。另外，應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求確定基坑開(kāi)挖和打樁的先后順序，全面考察周邊建筑物、構(gòu)筑物和整體作業(yè)環(huán)境，對(duì)于一些不利因素，應(yīng)采取一定的安全防護(hù)措施。

3.6設(shè)計(jì)平面結(jié)構(gòu)

對(duì)地下室進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，采光通風(fēng)井的外壁和頂板必須保持一定的距離，避免破壞地下室的穩(wěn)定性。由于建筑物的整體需求，地下室中通常會(huì)存在結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)問(wèn)題，外界環(huán)境較易影響加長(zhǎng)結(jié)構(gòu)尺寸，而形成裂縫，降低整個(gè)建筑物的強(qiáng)度。因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須實(shí)施防裂縫設(shè)計(jì)。此外，還要注重地下室頂板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，全面考慮覆土厚度、設(shè)備管線和消防車(chē)荷載等因素，精確計(jì)算頂板的實(shí)際承載力。與此同時(shí)，在最初設(shè)計(jì)地下室平面結(jié)構(gòu)時(shí)，還應(yīng)綜合考慮建筑的人防要求，并根據(jù)其用途，綜合設(shè)計(jì)防水安全通道、采光及通風(fēng)等。

結(jié)語(yǔ)：

總而言之，建筑地基基礎(chǔ)及地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅決定了地下室的質(zhì)量，而且對(duì)建筑整體起到了重要的影響。在實(shí)際開(kāi)展建筑地基基礎(chǔ)及地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須要嚴(yán)格的結(jié)合建筑的實(shí)際設(shè)計(jì)要求和地勢(shì)地形、潛在氣候環(huán)境影響，合理的針對(duì)地下室的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)。保障地下室各個(gè)環(huán)節(jié)的承載力和建筑質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)建筑工程設(shè)計(jì)工作不斷發(fā)展。

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