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建筑工程地下室结构设计简述
【摘 要】如今,城市人口急剧增加,如何加大土地利用率、缓解用地紧张成为了规划和设计城市建筑的关键.现代建筑中,高层建筑的类型多种多样,这就给地下室结构设计提出了更加严峻的挑战和要求.地下室作为现代建筑技术的重要表现,其施工难度较大,尤其是在结构和稳定性上,一旦出现问题,不仅会影响地下室本身的功能和水平,还会对地上结构造成恶劣影响,危害极大.因此,需要加强对建筑工程地下室结构设计的研究和分析,以提出更加完善的设计方案,提高建筑物的稳定性和整体质量.
【关键词】建筑工程；地下室；结构设计；措施分析
由于专业要求高、设计难度大,地下室的造价会相对较高.建筑单位应该适当增加该结构所使用的资金数量,完善其结构设计,提高抗震性能、抗渗性能、抗浮性能和抗水性能,在提高土地资源利用效果的同时,保证建筑物整体的安全性和稳定性,发挥地下室部分的真正作用.
一、建筑工程地下室结构设计难点分析
(一)抗震结构设计
在地震多发地带和地质条件较为复杂的区域,抗震设计是至关重要的,地下室的抗震性能与建筑物整体结构的安全性有着直接的联系,因此需要结合相应的技术进行合理的规划.①需要加长地下室的深埋结构,时期大于地下室外墙的高度,这样能够增加地下室的整体稳定性,提高抗震效果.②地下室的顶板属于上端结构嵌固,地下室的抗震等级应该与地上部分保持一致,这样能够避免地震发生时产生结构分层或者断裂的情况,例如,若地上结构的抗震等级是3 级,那么地下室结构的抗震等级也应该是3 级.
(二)抗渗抗浮设计
雨季或者降雨天气内施工,地下室会存留一定量的雨水,因此必须结合抗浮设计,将地下部分和裙房部位作为主要部位,避免地下室雨水渗漏,影响其使用功能.抗浮抗渗设计主要包括以下几点：①将基坑底的标高尽量抬高,在保证结构稳定的情况下,达到更好的抗浮效果.一些高层建筑的地下室基础底板应该采用质量更加稳定、防渗性能更好的平板筏板或者梁板筏板.②使用无梁楼盖或者宽扁梁,减少地下室结构所承受的压力,延长其使用年限.③增大地下室的自重,增设梁板,或者按照分结构设计的原则,增加整体结构的承压能力.④设计抗拔桩,按照要求将其放置在合理的位置上,发挥其抗浮能力.
(三)超长结构设计
在现在的建筑结构中, 经常出现地下室结构设计超长的情况,40m~50m 为常见结构.然而, 地下室结构过长会对地下室的质量造成不利的影响.结构过长将扩大周围环境对于地下室造成的压力和约束程度, 极易产生墙体或平板裂缝, 影响地下结构的承载能力, 出现安全隐患.
(四)管线布设
日常生活生产离不开市政管线, 市政管线布置在建筑物的地下结构中, 或单独敷设, 或以综合管廊的形式布置在地下室.管线布置的位置将对地下室的人防、车库等结构设计造成一定的影响,需要考虑管线布设问题, 合理布置管线, 以达到地下空间的最有效利用.
(五)防水设计
我国大部分地区夏季均降雨量较大,为了保证地下室部分的防水性能,应该在设计之初,对当地的气象环境进行详细调查,明确年平均降雨量,方便制定防水层层数.选择防水材料时,应做好市场调查,在能力范围之内,选择质量高、防水性能好的卷材,延长材料的实际使用年限,避免出现防水失效、地下室雨水入侵的现象.另外,除了选用防水混凝土,还应该适当增加混凝土壁的厚度和高度,完善相应的防水设计.当前,很多商场和住宅楼地下室均为停车场,因此在进行设计时还要考虑到其应用功能,做好积水排放设计,提高称重台的质量等级,完善积水抗的节点设计.
二、建筑工程地下室结构设计难点应对
(一)规范地下室抗震设计
一方面, 地下室的抗震等级要与建筑物地上部分抗震等级相一致, 保证建筑的系统性和整体性.同时, 根据建筑结构的总体设计适当对于地下室的墙壁进行加固, 以达到预期的抗震等级.另一方面, 对于地下室顶板的抗震性能进行加强, 需要在完成顶板施工时对地下室的抗震等级进行进一步的测验, 防止顶板嵌固出现损害.一般顶板的抗震等级应设计在三层以上, 以保证上部结构的稳定性.
(二)加强地下室抗渗抗浮设计
建筑工程地下室结构的抗渗、抗浮设计对于保证建筑的整体质量和安全具有重要作用.一方面, 在建筑条件允许的情况下, 可以采用适当的提升基坑底部标高的方式来提升建筑结构的抗浮性能; 一方面, 可以通过无梁楼盖、宽扁梁两种梁的形式, 降低地下室高度, 达到抗浮水位的下降, 提升地下室结构的抗渗抗浮性能;另一方面, 还可以通过使用抗拔桩以及灌浆方式, 加强地下室的稳定性.
(三)缓解超长结构压力
地下室结构过长时, 容易因外部压力产生裂缝.在遇到地下室结构过长的情况时.需要采取适当的手段来缓解外界压力, 保证结构的稳定安全.可以采用后浇带形式保护钢筋, 依照钢筋性能及施工平台适当调正后浇带的宽度以达到最有效的保护; 在混凝土浇灌过程中, 可以通过物理手段, 添加uEA、HEA 等膨胀剂,或设置膨胀带等方式, 提升钢筋混凝土结构的抗压及抗拉能力, 达到防止裂缝产生的效果; 另外, 在地下室施工过程中, 需要按照相关标准规范选择钢筋型号, 同时在施工最后阶段对混凝土进行过养护, 保证钢筋混凝土结构抗压抗拉性能的发挥.
(四)综合规划管线
在地下室结构设计阶段, 需要充分考虑市政管网进线方向( 综合管廊走向)、布置要求, 对于地下室的设备用房、景观大树等结构布置的影响, 在地下室结构设计初期对管线布置进行合理规划,保证各管线布置能够优化地下空间结构, 同时符合个管线的规范要求, 如给水市政分区管道应布置在地下车库, 保证景观施工不受影响, 同时此类加压管道不应从车库穿出经过室外进人楼内; 地下室管线出墙面高度应与景观标高相对应, 保证覆土厚度; 所有管线不允许从防火卷帘上方穿过, 保证地下室防火系统的效率.
三、结论
综上所述, 由于我国地上空间资源的不足, 地下空间资源的利用开始引起更大的关注, 地下室作为可利用的地下空间的一部分,更需要进行科学合理的设计, 设置车库、备用房间、地下浴室等结构, 充分考虑通风、采光等要求, 有效提升地下空间的使用率及实用性.
参考文献:
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