帶地下結(jié)構(gòu)的大型轉(zhuǎn)載點(diǎn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

費(fèi)江 尤晴

摘 要：帶地下結(jié)構(gòu)的大型轉(zhuǎn)載點(diǎn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中較為常見(jiàn)的建筑結(jié)構(gòu)形式，也是建筑設(shè)計(jì)中研究和關(guān)注的重點(diǎn)。本文將結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)帶地下結(jié)構(gòu)的大型轉(zhuǎn)載點(diǎn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：地下結(jié)構(gòu);大型;轉(zhuǎn)載點(diǎn);建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);研究

1 工程實(shí)例分析

1.1 某大型轉(zhuǎn)載點(diǎn)項(xiàng)目情況分析

某大型轉(zhuǎn)載點(diǎn)項(xiàng)目的建筑設(shè)計(jì)是一座地下兩層/地上一層共三層的工業(yè)建筑項(xiàng)目，建筑總面積為2880m2。其中，地上建筑面積為1080m2，地下建筑面積為1800m2，該建筑項(xiàng)目施工建設(shè)中，地上建筑部分采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，以磚墻圍護(hù)施工為主，地下建筑部分采用鋼筋混凝土豎壁作為地下室外墻，地下室基礎(chǔ)為整板基礎(chǔ)。此外，整個(gè)建筑項(xiàng)目的總體高度約為22m，建筑地下結(jié)構(gòu)部分施工中采用無(wú)支護(hù)的放坡開(kāi)挖方式進(jìn)行，對(duì)放坡比控制為1：1.2，開(kāi)挖深度控制在16m以上，以滿(mǎn)足該建筑項(xiàng)目及其地下結(jié)構(gòu)的施工要求。

1.2 建筑設(shè)計(jì)方案

上述建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，其建筑火災(zāi)危險(xiǎn)性類(lèi)別設(shè)計(jì)為丙類(lèi)，建筑房屋的耐火等級(jí)設(shè)計(jì)為二級(jí)。在建筑的整體結(jié)構(gòu)與平面形式上，則呈現(xiàn)出橫向2跨/縱向7跨，且縱向建筑長(zhǎng)度約為46m/橫向長(zhǎng)度約為18m，單層建筑面積在830m2以上的特征形式;建筑地下結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì)中，需要在每層建筑中進(jìn)行兩個(gè)獨(dú)立的防火區(qū)劃分和設(shè)置，以滿(mǎn)足其建筑地下結(jié)構(gòu)的防火需求。此外，在上述建筑項(xiàng)目的轉(zhuǎn)載點(diǎn)部分設(shè)計(jì)中，則是根據(jù)有關(guān)規(guī)定將其沿橫向進(jìn)行劃分成兩個(gè)部分，具體如下圖1所示。

圖1帶地下結(jié)構(gòu)的大型轉(zhuǎn)載點(diǎn)建筑設(shè)計(jì)示意圖

在進(jìn)行上述建筑項(xiàng)目的地下部分設(shè)計(jì)中，根據(jù)其建筑設(shè)計(jì)要求，未在地下結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行聯(lián)系樓梯設(shè)置，同時(shí)對(duì)豎向聯(lián)系的各層洞口（即工業(yè)生產(chǎn)中物料運(yùn)輸系統(tǒng)的提升孔洞與溜槽洞口等）也需要進(jìn)行合理的設(shè)置和處理，即在洞口部位進(jìn)行經(jīng)防火處理的鋼板加蓋實(shí)施，在工業(yè)廠房建筑處于生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，對(duì)其進(jìn)行封閉管理，檢修過(guò)程中則將其打開(kāi)。最后，在上述建筑項(xiàng)目的地下一層中，還設(shè)置有一條橫穿轉(zhuǎn)載點(diǎn)兩個(gè)部分的聯(lián)系帶式輸送機(jī)，由于該帶式輸送機(jī)在建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)中跨越了兩個(gè)防火分區(qū)，同時(shí)對(duì)帶式輸送機(jī)的皮帶穿越位置進(jìn)行防火門(mén)或者是防火卷簾設(shè)置難度較高，需要通過(guò)在轉(zhuǎn)載點(diǎn)兩部分的聯(lián)系位置進(jìn)行一組防火分隔水幕設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)防火分區(qū)的有效隔離和阻斷;轉(zhuǎn)載點(diǎn)的兩個(gè)部分均設(shè)置有相應(yīng)的封閉樓梯間，分布在對(duì)應(yīng)區(qū)域的兩個(gè)不同位置處，其中一部分的封閉樓梯為能夠到達(dá)建筑屋頂?shù)娜诵袠翘?，而另一部分的封閉樓梯則為非人行樓梯。

2 帶地下結(jié)構(gòu)的大型轉(zhuǎn)載點(diǎn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及要點(diǎn)分析

根據(jù)上述帶地下結(jié)構(gòu)的大型轉(zhuǎn)載點(diǎn)項(xiàng)目情況及其建筑設(shè)計(jì)方案，在進(jìn)行該項(xiàng)目的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于其建筑結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)與分析中，是采用PKPM系列的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型軟件，結(jié)合該建筑項(xiàng)目的具體情況，通過(guò)有關(guān)參數(shù)代入與計(jì)算分析后，在SATWE模塊功能支持下實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的空間整體有限元分析，進(jìn)而確定合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。對(duì)上述帶地下結(jié)構(gòu)的大型轉(zhuǎn)載點(diǎn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析，需要從建筑結(jié)構(gòu)的土壓力計(jì)算與地下室外墻設(shè)計(jì)/地下室抗浮能力驗(yàn)算等方面進(jìn)行把握。

2.1 建筑結(jié)構(gòu)的土壓力計(jì)算與地下室外墻設(shè)計(jì)

在進(jìn)行上述建筑項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于其建筑地下室深度為15m，并且地下室基坑開(kāi)挖采用放坡開(kāi)挖施工方法，對(duì)地下結(jié)構(gòu)開(kāi)挖施工完成后，根據(jù)其建筑結(jié)構(gòu)要求，采用相應(yīng)的填土材料進(jìn)行分層壓實(shí)回填，從而有效確保該建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和承載能力。需要注意的是，在上述建筑項(xiàng)目建設(shè)完成并投入使用階段，由于其建筑地下室墻壁的背部為直立/光滑的狀態(tài)，墻面與后部填土面為水平情況，與郎金主動(dòng)土壓力理論相符合，此外，對(duì)該建筑地下結(jié)構(gòu)部分的地下穩(wěn)定水位線最高部位的絕對(duì)標(biāo)高進(jìn)行勘測(cè)顯示為1256m，即相對(duì)標(biāo)高達(dá)到-6m，因此，在進(jìn)行該建筑項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與荷載情況計(jì)算中，需要對(duì)上述標(biāo)高以下部分的地下室墻體結(jié)構(gòu)所承載土壓力按照扣除地下水容重方式進(jìn)行計(jì)算和設(shè)置，以確保其建筑地下室結(jié)構(gòu)承載性能符合建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載需求，從而有效增加建筑地下室墻體的豎壁抗土壓力性能。針對(duì)上述建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在具體設(shè)計(jì)中，為提高建筑地下室墻體的豎壁剛度，還可以通過(guò)在轉(zhuǎn)載點(diǎn)的軸線部位進(jìn)行扶壁柱設(shè)計(jì)與應(yīng)用，來(lái)滿(mǎn)足上述大型轉(zhuǎn)載點(diǎn)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。

在進(jìn)行上述建筑項(xiàng)目的地下室外墻結(jié)構(gòu)計(jì)算與設(shè)計(jì)中，根據(jù)建筑地下室外墻設(shè)計(jì)與豎壁配筋情況，需要對(duì)以底板作為嵌固端/以地下室一層的樓板作為中間支座/以地上建筑樓板作為簡(jiǎn)支支座的兩跨連續(xù)梁板的具體結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)荷載情況進(jìn)行計(jì)算和明確。其中，上述建筑地下室外墻的結(jié)構(gòu)荷載主要包含水平土壓力/上部填充墻的豎向壓力等。

2.2 建筑地下室抗浮能力驗(yàn)算

在對(duì)上述建筑項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與驗(yàn)算分析中，根據(jù)其工程情況，在進(jìn)行建筑地下室的抗浮能力設(shè)計(jì)與驗(yàn)算中，由于該工程的地下室抗浮水位標(biāo)高值經(jīng)勘測(cè)顯示為-6m，同時(shí)建筑基坑底部標(biāo)高為-17.2m，根據(jù)該情況可以看出，在建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要對(duì)超出地下室抗浮水位標(biāo)高的11.2m大小的地下室結(jié)構(gòu)抗浮能力進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和計(jì)算。在具體設(shè)計(jì)中，根據(jù)建筑工程現(xiàn)場(chǎng)的有關(guān)勘察反饋數(shù)據(jù)顯示，其建筑基礎(chǔ)施工中降水深度約為8，因此，在進(jìn)行該建筑的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為確保建筑地下室結(jié)構(gòu)的安全性，就需要按照-6m進(jìn)行該建筑地下室抗浮設(shè)計(jì)和驗(yàn)算分析。

結(jié)合上述建筑地下室抗浮能力驗(yàn)算要求，在實(shí)際設(shè)計(jì)與計(jì)算分析中，為提高建筑結(jié)構(gòu)自重與壓重設(shè)計(jì)性能，需要從以下幾個(gè)方面對(duì)其設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行有效把握和控制。1）在建筑地上部分設(shè)計(jì)中，對(duì)建筑地面結(jié)構(gòu)的填充墻采用厚度為490mm的燒結(jié)普通磚進(jìn)行砌筑;2）對(duì)建筑地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要求建筑的地下室底板與建筑外墻相比，每側(cè)寬度應(yīng)高出1.75m;3）在建筑底層的排水溝設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意避免采用傳統(tǒng)局部降板操作方法，使用厚度為500mm的素混凝土填料，根據(jù)有關(guān)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行基礎(chǔ)抗浮計(jì)算設(shè)計(jì)，在明確其基礎(chǔ)抗浮設(shè)計(jì)參數(shù)情況下，通過(guò)抗浮錨桿或者是抗拔樁等技術(shù)措施，促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)的壓重增加，提高其建筑地下室抗浮能力。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，對(duì)帶地下結(jié)構(gòu)的大型轉(zhuǎn)載點(diǎn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究，有利于促進(jìn)其建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量和水平提升，從而為有關(guān)建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)踐及研究開(kāi)展提供參考，同時(shí)促進(jìn)我國(guó)建筑設(shè)計(jì)水平提升，推動(dòng)建筑行業(yè)的更快發(fā)展，具有十分積極的作用和意義。

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