住宅小区地下室底板结构设计分析

发表时间:2020/9/8   来源:《建筑实践》2020年4月10期   作者:吴荣军
[导读] 本文将对小区地下室结构展开探讨,从而对居住小区结构设计当中的地基基础、上部结构设计等进行详细分析

         摘要:本文将对小区地下室结构展开探讨,从而对居住小区结构设计当中的地基基础、上部结构设计等进行详细分析,并研究居住小区地下室结构载荷如何计算、地下室基本结构的设计方法,以及抗浮设计的相关问题,从而研究地下室结构设计开展过程当中的具体步骤与方法。
         关键词:住宅;小区;地下室;底板结构;设计分析
         自改革开放以来,我国的社会主义市场经济建设取得了巨大成效,我国的社会经济发展取得了重大突破,我国的文化实力大幅度提升,科研工作取得了长足的进步。随着整个社会的飞速发展,城市建设工作也得到了显著增强,城市的功能越来越丰富,广大居民的居住条件得到改善,居住建筑的形式更加丰富多样,房地产行业开始迅速兴起。随着城市人口数量的激增,城市当中本就供应不足的土地越来越难满足人口增长带来的需求。为了适应时代的发展变化,住宅建筑的形式也在逐渐改变。住宅建筑已经开始从上世纪的多层建筑向着新世纪的小高层、高层甚至是超高层建筑方向发展。
         住宅建筑林立,高楼拔地而起,建筑形式越来越丰富,建筑风格越来越奇特。但与此同时,地下室结构的设计问题却很少得到行业内的关注。如何使地下室结构的设计更加合理成为了一个亟待解决的问题。小区地下室结构对每平米含钢量具有十分重要的影响,也在一定程度上对建设成本起到一定程度的作用,也是对广大居民生命财产安全的重要保障。因此,本文将探讨当前阶段小区地下室的底板结构。
一、地下室底板结构设计方案确定
         地下室底板结构主要包括无梁楼盖式底板结构与肋梁式筏板结构两种。现就无梁楼盖及肋梁式筏板两种。两种方法各有利弊,需要根据实际情况判断使用哪种结构。
(一)无梁楼盖式底板
         无梁楼盖式底板方案的内力分析与配筋计算工作主要应当依照柱上板带与跨中板带来完成。这一方案的截面弯矩,设计值必须能够满足多种活荷载不利组合的承载需求。在应用浮梁楼盖式底板结构时,必须确保工程符合一定的条件。要想应用无梁楼盖式底板方案,就必须确保每一个方向内都有三个或以上的连续跨,并且相邻两个跨度之间的差值应当在较长跨度的1.3倍以内。这一方案对隔板也提出了一定的要求,长板不能超过短板的两倍以上。再对无梁楼盖式底板进行计算时,不用考虑活荷载不利布置的情况,而应当直接计算全部均布荷载。弯矩系数法的计算,应当遵循一定的步骤:
         1.在计算弯矩系数法时,应当首先对各个区格内两方向的总弯矩设计值进行计算。计算公式如图一所示:
         
                           图一
         2. 在计算处总弯矩设计值之后,应当将各个方向上的总弯矩分配给柱上板带跟跨中板带的支座截面与跨中载面。这一计算过程可以通过总弯矩乘相应系数来完成。如果该住宅小区所在的地区地下水资源较为充足,就必须在计算时考虑到高水压的影响。通过这一步骤可以计算出水浮力标准值。在完成水浮力标准值计算工作后,还应当扣除版自重与覆土重。同时还可以计算出底板自重加面层与使用荷载。从而判断出地下室底板是否处在向上作用的水浮力的控制当中。
(二)肋梁式筏板结构
         肋梁可以单项或双项设置,从而使板厚尽量减小。肋梁的设置可以向上,也可以向下。如果底板墙板与顶板连成了一个整体,就会形成一个箱形基础,并具有较高的刚度。当地下室底板应用类梁式筏板时,量可以作为柱间连梁,同时也可以作为板的支座。尤其是梁上凸型肋梁筏板, 既可以使底板上坑、沟更加便利,又能够防止基础边缘应力集中,从而保障基础边缘不会发生断裂。梁板结构受力情况十分清晰,并且具有较大的刚度。当连续基础高度方向的尺寸比其他两方向的尺寸小很多时,也可以试做地基上的梁板结构。这一结构具有较为明显的受力特征:
         1.剪力墙与柱下梁顶压应力较大,梁底拉应力也并不小, 受拉部位主要有跨中梁顶、内纵梁跨中顶、支座处梁底座、纵向边梁与横向主梁相交处的梁顶,受压部位主要有梁底与梁顶,受杖部位主要是次梁相交处梁顶。此外,在柱角处处梁底还会出现应力集中的现象。
         2.内柱周边板顶拉应力与板底压应力较大, 常常会出现较为严重的应力集中的情况。
         3.基础梁中间会产生较大的竖向位移,而在两端产生的竖向位移往往很小,边界元压力分布和基础位移分布相对应,与文克勒假定基本符合。
二、地下室底板抗浮设计处理
         如果地下室结构与上部结构的荷载重量过小,就难以与地下水的浮力相抵消。如果地下水浮力大于荷载重量,就会造成地下室上浮问题的出现。因此,必须确保筏板基础底板结构重量比浮力更大,才能够使基础结构更加稳定。而如果地下室底板,地下室顶板以及其他的地下室结构共同作用产生出来的永久荷载没能做到比浮力更大,就无法与水浮力相互抵消。当这种情况出现时,就需要进行抗浮设计处理。在进行抗浮设计处理时,可以使用锚杆来进行抗浮。但锚杆需要较高的工艺水平,耗费较长的施工时间,并且要增加较大的成本投入,是一种很不划算的设计,在住宅小区的地下室当中难以实际应用。因此,在住宅小区的地下室底板抗浮设计当中,可以采用灌注桩的方法形成抗拔桩,通过侧摩阻力与自身重度的共同作用使浮力被抵消。在实际的施工过程当中,可以应用后张法无粘结预应力技术,从而使钢筋的使用量减少, 进一步减小抗浮设计带来的成本增加。
三、展望
         在居住区工程的实际设计工作当中,地下室结构的设计是否完善,往往决定了项目能否成功。对结构设计进行合理的优化,可以使地下室更加整洁,更加便于使用,还可以节省单位停车位的成本投入。此外,科学合理的结构设计与美学要求是相统一的。实现了结构设计的优化,也可以使地下室的观感得到改善。因此,本文通过对实际项目结构的计算、对地基基础与上部结构设计等结构的软件分析以及对地下室载荷的分析,探究了住宅小区地下室底板结构的设计要点,分析了居住小区地下室结构的设计方法,以期在住宅小区地下室底板结构设计的实际工作当中提供参考作用。
结语:
    综上所述可以知道,地下室结构在做好抗浮处理的同时,还要使防水处理措施得当,从而尽量避免局部渗漏问题的出现,防止结构破坏现象的发生。在对地下室底板结构进行设计时,只靠后浇带,难以使混凝土收缩问题和温度变化问题得到很好的解决。遇到这种情况,可以使用补偿收缩混凝土,合理安排膨胀加强带。在开展结构设计工作时,还应当对地下室各个部位的混凝土限制膨胀率,提出一定的要求,从而保证地下室底板结构设计的合理性,促进地下室底板结构设计的优化。
参考文献:
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