摘要:本文首先阐述了地下室结构设计存在的问题,接着分析了建筑工程地下室结构设计主要策略。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
关键词:建筑工程;地下室;结构设计分析
引言:
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。
2 建筑工程地下室结构设计主要策略
2.1 水平结构设计策略
在建筑工程地下室水平结构设计工作中,设计工作人员应对通风、防火、人防、公用设施、机房、管道、排水以及照明等专业设计内容进行全面考量。根据地下室施工需要解决的现存设计专业问题,以照明设计为例,地下室照明设计本身存在一定难度,设计师应保证地下室照明设计起到良好的照明效果,如在侧墙位置进行额外光照附加设计,对无灯座外壁进行设置,就可以让光照设备与地下室屋顶直接连接,进而让地下室整体结构稳定性得到保证,转移外部因素对侧墙、地板的影响,满足整体建筑结构要求。
2.2 防渗结构设计策略
在地下室结构设计工作中,设计师应对地下水位问题予以高度重视,做好建筑结构防渗设计工作。一般情况下,受地下水位影响,如果设计师存在防潮、防洪设计不足问题,引起地下室抗膨胀性不足、泄露严重,就会导致局部裂缝问题。在具体的设计工作中,设计师可采用主要防渗结构设计策略如下。首先,设计师可以有效使用补偿收缩混凝土,通过在混凝土中加入少量膨胀剂,可以让混凝土膨胀值、最终收缩值得到有效平衡,让其差值不小于混凝土抗拉强度,以对混凝土裂缝起到控制作用。
其次,设计师应明确膨胀剂所起到的膨胀应变效果无法让混凝土早期收缩变形得到完全补偿,因此为保证收缩变形补偿效果,设计师可以选择使用混凝土连铸连续施工,之后进行注入处理措施。和长期变形接头施工技术相比,此技术应用具有一定的先进性。最后,设计师应在设计中考量利用混凝土材料提升钢筋抗应变能力,如在侧壁中添加水平施工内容,就可以让混凝土表面层得以加固,在侧壁方面,考虑到混凝土具有差异化膨胀系数,设计师可以在参数设置中间位置调整参数。
2.3 抗震结构设计策略
地下室抗震结构设计与建筑工程高度设计、整体强度具有密切联系,如果地下室抗震水平不足,就会让整体建筑工程结构安全性受到不利影响。通常情况下,设计师在地下室抗震结构设计工作中,首先,应保证混凝土中墙柱匹配于底部墙柱。设计师可以对地下室顶板内外板高度进行合理调整,如果发现高度变化比梁高度要大,那么应采用一定措施开展处理工作,避免有误差层产生。其次,在设计工作开展中,设计师应依照相关科学规定,对地下室顶层结构进行精准设计,并对顶部结构、梁结构构件予以科学利用,同时应注意地下室屋顶不能作为上部结构使用。最后,针对高架地板,设计师应完成向下计算静态应力工作,确保整体设计可以让地下室地面、建筑物抗震要求得到满足。
2.4 外墙结构设计策略
地下室外墙结构设计在地下室结构设计中占有重要地位,只有对其进行科学设计,才能保证地下室外墙有效承受建筑上层压力。一般情况下,在建筑工程中,地下室承受压力主要为建筑周围土层产生的水平压力以及上层建筑质量产生的竖向压力,与此同时,受到天气环境如大风天等的影响,建筑地下室结构承受压力可能会有所增加。设计师在地下室外墙结构设计工作中,应对水平方向、竖向压力进行科学计算,同时应考虑外部天气环境因素,并保证水、混凝土、钢筋与相关材料使用与规定相符,提升外墙抗压能力,让整体建筑工程结构稳定性得到保证。
2.5 超长结构设计策略
超长混凝土结构主要指的是伸缩缝间距大于规定中最大间距的钢筋混凝土结构,或是混凝土收缩、结构温差变化相对较大,竖向抗侧构件约束较大的混凝土结构。地下室超长结构设计工作具有一定的特殊性,其整体外部条件较为复杂,且施工技术要求水平相对较高,如果设计不合理,就有可能因不均匀沉降等因素对地下室框架结构造成损害,导致房屋出现墙体开裂、局部倾斜等问题。对此,在超长结构设计中,设计师应对配筋率、后浇带数量进行调整,规避问题产生,以我国新泰鲁投天赋青云项目为例,该项目包含一层地下车库,东西方向长为450m,南北方向宽为150m,为框架结构,使用现浇梁板,其中包含大量超长结构。设计师应选择沿东西方向加大配筋率,适当增加后浇带数量,混凝土中合理掺加抗裂剂等措施,保证地下室虽然超长较多,但是不出现裂缝问题。
结束语:
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。此方案一定要符合建筑地下室的实际情况,不可脱离现实,否则所制定的设计方案则无法实行。在进行地下室结构设计的时候,需要考虑层高问题,要处理好抗浮设计问题,应当针对可能出现的超长状况和沉降状况,实施有效的规划和预防。
参考文献:
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