高层房建工程中的地下室结构设计探究 杨文超

发表时间:2020/7/27   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:杨文超
[导读] 摘要:随着经济的发展和社会的进步,由于社会发展速度的不断加快,我国建筑行业也迈上了一个崭新的台阶。
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        摘要:随着经济的发展和社会的进步,由于社会发展速度的不断加快,我国建筑行业也迈上了一个崭新的台阶。在这一背景下,人们对于建筑工程的质量也越来越重视。为提升建筑工程的质量,一定要重视作为高层建筑工程主要结构的人防地下室,加大对其结构设计的重视,深入分析设计的难点。基于此,文章对高层建筑人防地下室结构设计的难点进行了研究,并提出了提升设计水平的对策,希望可以为相关人员提供一定的帮助。
        关键词:高层房建;地下室结构;设计
        引言
        近年来,随着我国经济迅速发展,城市高层建筑越来越多。通常情况下,高层建筑会有多层的地下室,这不但是为了充分对建筑功能及基础埋深需求进行满足,还可以作为设备用房及车库。由于建筑地下室工程设计荷载比较大,其对防水抗裂要求较高,工程造价也比较大。影响地下室结构设计因素比较多,在设计的时候,需要充分对技术问题进行考虑,比如:地下室抗浮、不均匀沉降等。如果出现设计过程当中的问题,就会给整体建筑质量带来比较严重的后果。因此,本文探讨了高层建筑地下室结构设计当中存在的一些问题,力求给有关工作人员带来一些参考和借鉴。
        1现阶段建筑地下室结构设计中存在的问题
        现阶段,建筑地下室结构设计中存在的主要问题有以下几点:一是地下室层高在设计的时不够科学。部分地下室设计的层高不适宜于地下室的结构形式,未以地下室的实际施工况为依据来制定层高设计方案。二是高层建筑裙房的的地下室抗浮设计考虑不足。带有裙房的高层建筑中高层部分虽然出现抗浮问题的几率不大,但裙房部分出现抗浮问题不容忽视。但部分工程设计人员在进行设计过程中往往会忽略了这一问题。三是当地下室超长设置时裂缝问题突出。地下室超长设置时,并没有采取有效的措施来解决其裂缝问题,也忽视了顶板设计,这直接影响了地下室的质量问题。四是建筑地下室的计算尚不够精确。主要问题在于设计的时候,忽视了荷载设计,纵向荷载和地震产生的力较难控制。在进行地下室外墙配筋计算的时候,所采用的计算方法较为落后,在计算上不够准确,以致于配筋容易出现不足或过于保守的状况,不足时会会为埋下工程安全隐患,甚至会危及结构的整体安全;而过多则会造成材料的浪费,增加不必要的工程造价。
        2高层房建工程中的地下室结构设计探究
        2.1高层建筑地下室结构设计———荷载合计
        高层建筑工程的地下室结构荷载设计主要包括:爆动荷载、土压力荷载、地面建筑荷载、自重荷载及人防荷载。我国建筑工程地下室结构设计相关规范指出:设计人员在设计过程中要综合地下室各个部门的综合荷载,考虑各工程的结构特点,严格依照相关规定开展荷载组合,并确定地下室结构中参与荷载部分,主要为:顶板、侧墙、外墙、内承重墙、基础;设计人员要分别确定顶板核爆动荷载标准值及静荷载标准值、侧墙竖向核爆动荷载标准值、上方建筑物自重标准值、外墙横向核爆动荷载标准值、内墙重墙自重标准值、底板核爆动荷载标准值、地下室墙身自重标准值。高层建筑工程地下室结构设计人员在进行地下室的防控荷载组合时,要重点解决核爆动荷载作用与静荷载共同存在的问题。
        2.2建筑地下室结构平面的设计
        对建筑地下室结构平面设计来说,需要对建筑地下室长度和有关问题进行综合考虑。通常情况下,在建筑物设计的时候,需要将建筑地下室长度考虑在其中,特别是由于建筑地下室长度太长而造成的地下室不稳定,同时还会影响地下室排水、防火以及采光等功能。另外,当地下室长度太长的时候,通常需要设置一定变形缝来保证地下室正常的使用,但是,在变形缝处如果防水处理不好,就会造成渗水问题。目前一些建筑地下室设计不再对变形缝进行过多的设计,而是利用设置后浇带或通过混凝土外加剂来实现这个目的。除了这个手段外,当建筑地下室长度太长的时候,可以采用将地下室分割方法来保证地下室稳定。这类方法主要是将一个大的地下室分成几个比较小的地下室,同时这些地下室间能够利用一定面积的小门来连接。

在连接位置处可以设置一些变形缝来保证建筑地下室结构更加稳定合理。
        2.3重视人防口部的设计
        在对该项目综合办公楼人防地下室结构进行具体的设计时,因为其比较特殊,涵盖了很多的内容,包括地下室主要出口通道的设计、消波系统进行设计等。而门框墙、临战封堵等都是口部设计的关键环节。通常情况下,对于口部墙体,为了更好地满足封闭性以及辐射性要求,需要严格把控其最小厚度。当无法达到防护厚度的标准时,应该在地下室内侧位置,有效应用砌砖,进一步增加墙体的厚度。消波设计也是人防口部设计过程中一个比较重要的部分,可以很大程度上影响综合办公楼人防地下室战时功能的发挥。一般而言,消波设计主要的作用就是保证在遭到空袭的时候,可以快速消除防爆炸物的冲击波,以便有效减小冲击波给进排风系统造成的干扰。现阶段,较为常见的消波系统,具体涵盖防爆波活门+扩散室等。因为消波系统所发挥出来的作用非常大,所以在具体的设计工作中,应该加大对这一环节的重视程度。
        2.4地下室的抗震性能设计
        在现代建筑的设计中,地下室结构设计的工作是整个工程中最为重要的环节之一,并且其抗震性能得到了广泛重视,我国很多地区都被划分到了地震多发区域,所以对于地下室结构的抗震等级和抗震性能都有非常强烈的需求,为了保证地下室结构抗震性能达标,就需要结合地层以上楼层结构层级,当地土质情况,地震发生规律……进行综合性考虑。与地下室抗震结构设计有关的重要环节,就是需要保证具有足够的地基用来提升建筑物的整体抗震等级,而为了达到这一效果,就需要地下室处于足够的深度,地下室的埋深深度与建筑物的地面高度之间,在数量上成正比,楼层高度越高就需要地下室结构埋深越深,已达到整体的稳定平衡。
        2.5地下室外墙结构设计
        在设计地下室外墙结构时,作用于地下室外墙上的荷载主要分为两个部分,一部分是横向荷载,包括地下水压力、土压力、人防等效静荷载(有人防要求时)室外地坪活荷载等;另一部分是竖向荷载,包括了地下室顶板荷载、上部结构传来的荷载、外墙的自身重量等。如果是一般的民用建筑,那么其室外地坪活荷载应当控制在5KN/m2,当考虑过消防车时,则应根据实际情况来确定。在设计地下室结构之前,首先需要根据勘察单位提供的地质勘察报告,获取相关数据,来计算水压力、土压力。其次,根据结构地下是外墙、顶板及底板的结构布置,合理地选取地下室外墙的计算简图模型。
        2.6确保荷载组合具有较强的科学性、合理性
        在综合办公楼人防地下室结构设计阶段,应该对平时应用状态的结构设计荷载组合等进行综合考量,合理进行设计。在人防顶板设计阶段,针对顶板静荷载,除了要对楼盖自重等进行综合考量,还应该对因为砌体墙倒塌堆积而出现的静荷载进行合理考虑。并且,在对竖向构件进行设计的过程中,如果上部建筑属于砌体结构,那么对于自重,应该将标准值作为依据,选择其一般的值。而上部建筑为其他结构形式的时候,可以依照标准取值,以确保设计的合理性。
        结语
        近些年我国建筑企业得益于社会经济的高速发展,得到了蓬勃的发展机会,而企业之间的技术竞争成为了行业的普遍现象,在人民群众越来越高的要求下,建筑物除了保证其基本功能性之外,在安全,质量,外观,使用效果上都需要进行升级,只有这样才能够在未来的市场竞争中占得一席之地,而地下室结构设计在过去的建筑行业中往往会被忽视,近些年随着行业内竞争白热化,这一类建筑设计优化工作也成为了同行业不同企业之间竞争的一个重点。
        参考文献:
        [1]邹道凡.建筑工程地下室结构设计分析与探讨[J].中国房地产业,2019(23):84.
        [2]张金涛.建筑工程地下室结构设计分析与探讨[J].装饰装修天地,2019(14):122.
        [3]张元禄.建筑工程地下室结构设计分析与探讨[J].建筑工程技术与设计,2019(19):1114.
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