摘要:当下,我国的经济正在飞速增长,城市化进程的发展和加快等,都对建筑领域提出了新的一个又一个的挑战,其中高层建筑是当下城市的主要建筑。不同于多层建筑的地下室的结构,高层房建的地下室结构要复杂的多,所存在的问题也有很多。为此,本文通过分析高层房建过程中地下室结构存在的问题,并对其结构设计进行探究与科学合理的设计分析,望为广大高层房建工程设计者带来帮助。
关键词:高层房建工程;地下室结构;设计
引言:
城市化进程的发展和加快,高层建筑也随之越来越多,现下土地资源有限且紧张,许多建筑设计师会设计地下室来增大空间以及满足人们的需要。实际中的地下室建造和结构会比想象中要难得多,所以,要在确保地上和地下的连接没有问题的前提下,来严格把控高层房建的地下室结构的设计,来提升高层房建的工程的稳定性与安全性,来促进我国建筑行业的健康可持续发展。
一、高层房建工程地下室的结构设计所存在的问题
高层房建工程中存在的问题主要有地下室层高的问题和变形缝问题。对于高层房建工程中的地下室层高问题,在一般情况下,设计工作者对地下室结构的设计都是在敲定建筑方案之后。为此,在设计地下室结构时,应当根据建筑的设计方案紧密结合,避免大幅度的去调整建筑设计方案。要想确保建筑工程的质量,地下室层高是最直接的因素之一,地下室的层高也会对基坑的支柱等产生重要影响。为此,设计工作者在设计时,应当对地下室层高进行科学、合理的规划、调控、布置,来有效的降低地下室层高出现问题的概率。此外,设计工作者应当采用合理、科学的结构形式,如:无梁盖楼等,在一定程度上也能降低高层房建工程中地下室层高的问题。
地下室的变形缝问题也是高层房建工程中存在的重要问题之一。在变形缝问题中,出现频率比较高的有:防震缝、括沉降缝、伸缩缝等。在高层房建工程中,应当尽量去避免对防震缝的设置,如果平面或竖向布置上没有很规则,并且没有办法来调整时,设置防震缝来将它们划分成较为简单的单元结构。在设置沉降缝时,应从上部上部到底部基础来进行全部断开。通过把整个建筑进行多部分划分,同时保证每个沉降部分都保持相应的均匀,才能有效的去避免因沉降差异太大,所使建筑开裂、破坏等问题的出现。防震缝与沉降缝相结合一直贯穿到发生沉降问题,可以从基层或地下室以上来贯通。遇到多层地下室,并且上部的结构是多塔结构的裙房时,在确保地下室顶板具有较高的整体性和刚度的情况下,可利用防震缝把裙房从地下室往上进行分割,并把地震所产生带来的影响分散到地下室的各个部分。一般情况下,伸缩缝是把建筑物从基础往上断开,去避免因温度变化而导致高层房建发生开裂的现象。在工程项目中,在设置变形缝时,应把防震缝、伸缩缝、沉降缝结合起来进行全面综合的考虑,来避免在发生地震等地质灾害时,相邻的部分发生碰撞的现象从而造成高层房建破坏。此外,防水是高层房建地下室工程中最基本也是最重要的要求,同时也是在设置变形缝时最为薄弱的一个环节。从当下的情况来看,许多高层房建设计工作者在对地下室结构进行“解剖”、设计时,还不能科学的对变形缝问题进行处理,也导致了在后期工程实施时,地下室出现渗漏等问题的发生。
二、高层房建工程地下室的结构设计策略
(一)顶板设计
顶板设计工作是高层房建地下室结构设计中的重要项目之一。高层房建工程中,地上建筑的水平约束支座就是地下室的顶板,其支座的刚度越大,它的约束效果也相应越强。地下室结构的顶板也需具备一定的厚度,通常顶板厚度的指数为大于或等于160毫米。
设计工作者在进行高层房建地下室结构中的顶板设计时,首先要确定好厚度指数是否符合建筑结构指标,要满足地下室的人防需求,还要严格根据”抗震设计规范“来进行设计顶板结构的嵌固,严格把控和设计顶板的板配筋率、顶板强度以及顶板的侧向刚度。另外,设计工作者还要根据相关规范,在上部结构嵌固中严格采用梁板结构。在对地下室结构设计时,要往下算直至满足嵌固端需求的地下室的底板。并从地面往上计算剪力墙底部的加强区,其中也包括了地下层。
(二)荷载合计
高层房建中的地下室结构的荷载设计主要有:土压力荷载、自重荷载、爆动荷载、人防荷载和地面建筑荷载。根据我国高层房建工程对地下室结构设计的相关规范说明:设计工作者在进行地下室结构的设计时应当全面、综合的去考虑地下室结构中的各个部分的荷载,根据所要实施的高层房建工程,来确定合理、科学的荷载组合。其中,地下室结构设计中涉及到的荷载部分是由外墙、侧墙、顶板、基础、内承重墙等所组成。为此,设计工作者应当着重从这几个方面来严格把控荷载的标准值,并予以高度重视。此外,静荷载和核爆动荷载作用共同所存在的问题是需要设计工作者重点去解决的。
(三)外墙设计
外墙设计也是设计工作者在高层房建地下室结构设计中的重要环节之一。在
进行外墙设计时,为了确保底部是固定的支座,应合理调整弯度,并把荷载中的分项系数作为考虑范畴的一部分,来对地下室的结构进行多跨连续的计算。设计工作者要确保地下室的侧壁部分的抗弯能力小于外墙部分的抗弯能力,来保证配筋量和底板厚度相符合。例如:在高层房建的地下室的车库中,悬臂构件是车道部位的侧壁,其中,底板部分的侧壁底部要小于或等于其抗弯能力。在高层房建工程地下室结构的设计中,楼板捉供支撑是地面部分设计所必须要考虑到的,比如:楼梯间等,要根据实际的情况来对计算模型进行优化与调整,来确保实际需要的配筋构造达标。
(四)底板设计
高层房建过程中地下室结构的地板设计的原理和外墙设计较为相似。在进行高层房建的地下室结构设计时,设计工作者不但要考虑好地下室底板的受力状况,同时还需考虑底板的防水性能和抗渗性能。在实际的设计工作中,设计工作者应严格的根据相关指标来设计高层房建的地下室的底板厚度,对配筋量也要进行适当、合理的调整,保证其厚度在40cm到60cm之间,并且底板的配筋率不能超过0.25%。此外,设计工作者要全面、综合的对地下室结构的底板部分中的桩筏与桩箱进行设计,以确保它在抗弯、剪切等性能上满足相关的指标。
(五)保护层设计
对于在进行高层房建工程地下室结构设计中的保护层设计时,设计工作者应根据我国现有的相关法律法规来进行开展、设计,如《地下工程防水规范》,切实做好规范的保护层设计工作,根据实际的施工状况,对地下室结构中防水板块的混凝土底板垫层的厚度进行靳准设计。一般情况下,防水混凝土底板垫层的厚度应当大于等于160毫米,并且设计工作者还要考虑到实际的施工现场的软土层的状况,要确保软土层的厚度设计大于等于150毫米。另外,高层房建工程中的地下室防水混凝土结构的厚度应设计在250毫米以上,同时迎水面的钢筋处的保护层的厚度应当设计在50毫米以上。
三、结束语
总的来说,在高层房建工程中,地下室结构的设计对于整个工程的综合质量
和性能等方面都发挥着十分重要的作用。从实际中的高层房建工程现状看,我国许多高层房建工程对于其地下室结构的设计还存在着许多的问题,如:地下室层高问题、变形缝问题等,这些都是需要解决和加强的。此外,要对地下室的顶板、底板、荷载、保护层、外墙等设计工作中的重要部位进行严格把控,才能去全面提升高层房建工程中的地下室结构的设计。
参考文献
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