时间:2023-06-07 09:10:06
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇地下室设计,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:无梁楼板,有限元法,等代框架法
中图分类号: S611 文献标识码: A 文章编号:
地下室底板相对于一般的楼板受力比较复杂,其计算方法没有统一单一的计算方法。作用在底板面上的荷载包括板自重、装修层重量、固定设备、均布活荷载,地下水浮力,在高层建筑当中,地下室埋深比较深,往往地下水浮力对底板的设计起控制作用。
目前广泛采用的底板结构形式主要有两种: 梁板式和无梁平板式。梁板式结构传力途径明确,易于掌握,但施工较为困难。无梁平板式受力比较为复杂,但易于施工。
一、梁板式底板的计算:
进行结构设计时,根据地下水浮力对基础梁、底板进行设计,根据柱底轴力及单桩承载力对承台进行设计,基础梁、底板配筋与承台配筋是分别计算的。目前工程实践中常规做法是将基础梁、底板钢筋与承台钢筋分别按计算结果进行配置。
1.1荷载取值
计算时程序要求输入恒、活荷载标准。在设计时不能简单的把自重和水浮力荷载作为恒载和活载输入程序。可以把自重荷载和水浮力荷载进行荷载等效组合求得输入程序的恒荷载和活荷载值[1],也可以较为简单的把自重荷载和水浮力荷载组合设计值除以1.2取值作为恒荷载,活荷载取值0作为输入程序的荷载参数[2]。框架柱输入承台尺寸,并考虑梁、柱重叠部分作为刚域计算,可减小梁断面及配筋。
1.2求解计算
梁板式地下室底板可采用 SATWE等程序按一层框架结构进行计算。
二 、无梁板的计算问题:
2.1计算方法
1、经验系数法:运用经验系数法必须满足下列的条件①活荷载为均布荷载,且不大于恒载的 3 倍;②每个方向至少有 3 个连续跨;③任一区格内的长边和短边之比不应大于 1.5;④同一方向上的最大跨度与最小跨度之比不应大于1.2;
2、等代框架法,等代框架法的做法是,将无梁楼盖结构沿纵、横柱列方向划分为纵向和横向的等代梁,与柱子形成等代框架。
经验系数法和等代框架法是在电算发展之前的一种实用分析方法[3]:
1)从无梁楼板中选择一个具有代表性的三维计算单元,把这个三维的计算单元简化为一个二维的梁柱框架结构,该结构即为等效框架。如下图所示:
图1:等代框架计算模型
当无梁楼板结构体系满足经验系数法的限制条件时,上图中的等代梁端负弯矩和等代梁跨中弯矩可以直接给出。这即为经验系数法。
2)将等效框架求得到的框架支座弯矩和跨中弯矩分配给柱上板带和跨中板带。
图2:柱上板带和跨中板带内力分配
3)根据所求得的内力进行截面设计;
3、有限元计算方法,适用面较广。现在采用较多的有限元软件有 PKPM 的SlabCAD 和 和其他有限元分析软件,其中SlabCAD有限元分析结果能够得到板的内力和精确的计算配筋值,方便工程师进行结构设计,《地下室结构选型与设计优化》对利用SlabCAD有限元来分析地下室底板进行了简单的叙述[4]。需要注意的是,在 SlabCAD 的后处理中查看节点内力及配筋,因为考虑了柱子和剪力墙的刚度,柱子内部或者剪力墙内部的刚度相对楼板很大,使有些房间边界和柱子中心处内力和配筋都极大,截面配筋设计中应酌情调整。
以上三种分析方法各有特点,总的来说经验系数法收到的限制比较多,并且比较繁琐。相比之下,利用有限元分析地下室底板比较方便。地下室底板由于底板厚度与基础梁高度的比值较大, 底板的刚度不可忽略不计。因此, 传统的杆- 膜单元组合模型理应由精度更高的有限元单元代替, 通常采用壳单元模拟板单元和梁单元可以取得较真实合理的计算内力[5]。
三、配筋设计
1、地下室底板应该满足设计强度和裂缝、挠度的要求。底板(包括承台)负弯矩一侧(即临水土一侧)裂缝控制0.2 mm,基本上是由裂缝来控制配筋;底板正弯矩一侧(即室内一侧)裂缝控制0.3 mm,基本上是由钢筋设计强度来控制配筋[6]。
2、地下室底板和承台一般是分开计算求得配筋,在进行设计配筋时,可利用底板钢筋来代替一部分的承台钢筋,在工程设计实践中,对采用桩基础的地下室,底板及承台进行设计时,将底板钢筋与承台钢筋统一考虑,联合设计[2]。
3、当采用天然基础加防水板设计时,由于天然基础容易产生沉降问题,为了满足防水板的计算假定,需要在防水板下设置一层容易压缩材料或者把防水板底土层刨松。未采取有效的措施时候,柱下独立基础沉降时,防水底板承受地基反力,从而形成了筏板基础,是的地下室底板承受较大的地基反力,容易改变底板受力状态,产生裂缝,也使得底板处于不安全的工作状态[7]。当持力层为岩石层或者采用嵌岩桩等有效措施控制沉降时,可以不考虑该问题。
参考文献
[1] 黄梅芝.地下室底板的SATWE 计算[J]. 建材与装饰. 2008 (5):93-94.
[2] 赵艳秋,丁荣龙,鲍育明.采用桩基的建筑地下室底板及外墙的结构设计[J]. 建筑结构. 2010(4):276-278.
[3] 朱聘儒.双向板无梁楼盖[M].北京:机械工业出版社,1999.
[4] 杨慧来.地下室结构选型与设计优化[J]. 建筑与结构设计. 2010 (8):65-67.
[5] 肖德周,张元坤. 梁板式地下室底板设计和计算分析[J]. 广东土木与建筑. 2007(12) :11-12.
【关键词】地下室;抗浮水位;抗浮措施;抗浮桩;
引言
改革开放30年来,随着经济的迅速发展,城市建设的加速,人们对地下室空间的利用要求越来越高,地下室、人防地下室建设数量越来越多,面积也越来越大,因此在结构设计中,如何解决地下室的抗浮问题已经成为一个经常面临的问题,引起工程师的广泛关注。
1 地下室抗浮设计分三种情况
1.1 地下室施工完毕后便停止降水,这时即便地上结构层数较多,但因上部结构还没有施工,地下室的自重无法抵抗地下水的浮力,这种情况应对地下室进行施工阶段的抗浮验算,并采用相关的抗浮措施。
1.2 地下水位较高,且地下室埋深较大、地上结构层数较少。这种情况下,结构的自重无法抵抗地下水的浮力,需对整体结构进行抗浮验算。
1.3 结构本身的自重可以抵抗地下水的浮力,但地下室底板也需进行抗浮设计。
2 地下室抗浮水位的选取
目前地质勘查单位提供的岩土工程勘查报告中对地下水水位提供了三个指标:1)拟建场地历史最高水位;2)近3~5年最高水位;3)勘查时的实测静止地下水位。确定地下室抗浮设防水位时应根据设计规范中确定的原则:防水要求严格的地下室,其设防水位可按历年最高地下水位;对防水要求不严格的地下室其设防水位可参照近3~5年最高水位及勘查时的实测静止地下水位。
3 地下室抗浮验算
在抗浮验算中,永久荷载的效应对结构是有利的,因此现行的《建筑结构荷载规范》规定荷载的分项系数小于1.0,也可以按照安全系数法进行验算:
S――地下水对地下室浮力的标准值
G――结构自身重量及上部永久荷载标准值之合
K――抗浮安全系数,可取1.1
当G>KS,说明建筑物的自重及覆土自重比受到的水浮力大很多,足以满足抗浮要求而无需抗浮桩,仅需满足竖向抗压承载力就可以了。
当G
4 地下室抗浮设计的常用方法
4.1 自重平衡法,即:采用回填土、石或混凝土等手段,来平衡地下水浮力;
4.2 抗力平衡法,即:设置抗拔锚杆或抗拔桩,来消除或部分消除地下水浮力对结构的影响;
4.3 浮力消除法,即:采用疏、排水措施,使地下水位保持在预定的标高之下,减小或消除地下水对建筑物的浮力,从而达到建筑物抗浮的目的;
采用浮力消除法的相关问题:①地下室底板宜位于弱透水层;②地下室四周及底板下应设置截水盲沟,并在适当位置设置集水井及排水设备;③设置排水盲沟,应具有成熟的地方经验,必要时应进行相关的水工试验。应采取确保盲沟不淤塞的技术措施(如设置砂砾反滤层,铺设土工布等),并加以定期监测和维护,保证排水系统的有效运转。
4.4 综合设计方法,即:根据工程需要采用上述两种或多种抗浮设计方法,采用综合处理措施,实现建筑物的抗浮。
上述设计方法(1)和(2),从工程角度属于“抗”的范畴,能解决大部分工程的抗浮问题,但对地下水浮力很大的工程,投资大,费用高。而设计方法(3)则属于“消”的范畴,处理得当,可以获得比较满意的经济、技术效果。
一般情况下,当地下水位较高,建筑物长期处在地下水浮力作用下时,宜采用自重或抗力平衡法;当地下水位较低,建筑物长期没有地下水浮力作用或水浮力作用的时间很短、概率很小(虽然其有可能在某个时间出现较高的水位)时,宜采用浮力消除法。采用“抗”和“消”相结合的设计方法,对于防水要求不是很高的大面积地下车库等建筑尤为重要。
5 抗浮桩的设计
抗浮桩宜采用抗拔性能较好的桩型,如扩底桩,挤扩桩,锚杆等。抗浮桩可与建筑主体的抗压桩采用不同的桩型和桩长,桩端可以不在同一个持力层上。抗浮桩应根据环境类别及水土对钢筋的腐蚀程度,钢筋种类对腐蚀的敏感性及荷载作用时间等因素确定抗拔桩的裂缝控制等级,且抗浮桩须通长配筋。抗浮桩应尽可能不采用预应力管桩,因为光滑的圆断面桩在饱和土内抗拔性能很低,其抗拔承载力很难达到理论计算值,抗拔效果大大减弱而增加了安全隐患。目前抗浮桩的设计是工程设计中最为广泛使用的一种解决方法。但仔细分析,这种方法也有一定的局限性,因为地下室的抗浮设防水位是根据拟建场地历年最高水位结合近几年的水位变化情况提出来的,即使是经过重新评估后确定的抗浮设防水位,也是按一定的统计规律得出的结论,很显然,这种方法确定的地下水位在一般情况下很难达到,加之设计计算的不精确性也使得抗浮桩都具有一定的安全储备,因此,“抗浮桩”实际上长期起着“抗压桩”的作用,这种“反作用”将阻碍有抗浮要求的地下室的合理沉降,而这种变化将会使不设缝的大底盘地下室在主体结构和裙房之间产生更大的不均匀沉降差,这正是我们在设计中想极力避免的。因此,针对抗浮桩的使用,应该结合工程的实际情况及当地的工程经验。
6 结束语
地下室的抗浮设计往往被忽略,而导致的不良后果便是地下室底板拱起,底板裂缝渗水甚至地下室上浮及结构破坏等,处理起来非常棘手且效果不好。因此,我们在设计中必须对地下水保持高度重视,还应根据工程特点、地质情况、场地条件、环境和当地当时的情况等因素,综合考虑,选择一个最佳的抗浮方案。
参考文献
[1] JGJ94-2008《建筑桩基技术规程》[S]
关键词:短柱 脆性破坏 剪跨比
1 概述
建筑物向地基传递荷载的下部结构就是基础。基础是建筑物的根本,属于地下隐蔽工程。它的勘察、设计和施工质量直接关系着整个建筑物的安危。因此基础设计的重要性可想而知,其中地下室的抗浮设计更是不容忽视。
2 地下室的抗浮设计分为三种情况
2.1 地下室施工完毕后便停止降水,这时即便地上结构层数较多,但因上部结构还没有施工,地下室的自重无法抵抗地下水的浮力。这种情况下应对地下室进行施工阶段的抗浮验算,并采取相关的抗浮措施。
2.2 下水位较高,且地下室埋深较大、地上结构层数较少。这种情况下,结构的自重无法抵抗地下水的浮力,需对整体结构进行抗浮验算。
2.3 本身的自重可以抵抗地下水的浮力,但是地下室底板也需进行抗浮设计。
3 地下室的抗浮设计水位选取
一般情况下,抗浮设计水位可采用地质勘察报告会所提供的抗浮设防水位。当地勘中没有提供该参数时,抗浮设计水位可综合考虑如下几种情况:
3.1 设计基准期内抗浮设防水位应根据长期水文观测资料确定;
3.2 无长期水文观测资料时,可采用丰水最高稳定水位(不含上层滞水),或按勘察期间实测最高水位并结合地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定;
3.3 当平整场地后的场地标高高于原有地面时,应按照整平后场地的情况来确定水位标高。
3.4 对于台地可按照勘察期间的实测平均水位增加2~4m;对于一、二级阶地,可按勘察期间实测平均水位增加1~3m;雨季勘察时取小值,旱季勘察时取大值。
3.5 施工期间的抗浮设防水位可以按照1~2个水文年度的最高水位确定。
4 地下室抗浮验算
在抗浮验算当中,永久荷载的效应对结构是有利的,因此现行的《建筑结构荷载规范》规定荷载分项系数小于1.0,也可以按照安全系数法进行验算:
S——地下水对地下室的浮力标准值;
G——结构自身重量及上部永久荷载标准值之合;
K——抗浮安全系数,可取1.05.
除对地下室进行抗浮验算外,还应对地下室底板进行承载力验算。
5 抗浮措施
5.1 增加自重
当K>1.05时,如果安全系数刚刚超过限值,可以采取增加自重的方法来抗浮要求。
5.2 设置抗拔桩、抗浮锚杆:
这里着重介绍一下抗浮锚杆的布置。抗浮力与水浮力平衡计算可分成两种区域:柱、墙、梁影响区域和纯底板抵抗区域。纯底板抵抗区域的计算方法应是抗浮锚杆设计承载力除以每平方米水浮力(减去每平米底板自重),得到抗浮锚杆的受力面积;而柱、墙、梁影响区域应充分利用上部建筑自重进行抗浮,验算传递的上部建筑自重是否能平衡该区域的水浮力,此外,还应验算在水浮力作用下梁强度和裂缝满足要求。
6 结论
地下室的抗浮设计往往被忽略,而导致的不良后果便是地下室浮起、地下室底板裂缝渗水等等,都是直接影响到结构的正常使用甚至是安全的。因此,地下室的抗浮应引起足够重视。
参考文献
[1]《全国民用建筑工程设计技术措施—结构(地基与基础)》.北京:中国计划出版社,2010.
[2]《建筑结构荷载规范(2006版)》(GB 50009-2001).北京:中国建筑工业出版社,2006.
1、关于柔性防水层的设计问题
李书山等从工程实际出发,指出地下室底板迎水面柔性防水层的种种弊端,主要是“柔性防水层与需防水的结构主体实际上是不密贴,防水层与结构底板之间容易产生剥离脱落”,“柔性防水层只要一处有缺陷而漏水时,则整个隙缝将会充满水,柔性防水层失去其意义”。因此,他们建议改为背水面刚韧性防水,即在底板面上用聚合物水泥砂浆或渗透结晶刚性防水材料等作内防水层。而王天网认为“地下室内防水,无论选用卷材还是涂料都和基层难以达到牢固粘结。一旦混凝土渗水,会把内防水层破坏,劳民伤财”。牛光全认为“从原则上否定外防水是不恰当的,外防水将水拒之地下结构物之外,是真正的防水层,实为上策;一旦地下水侵入地下结构,内防水层就难以长期抵抗水压,难免渗漏之虞,应该视内防水为不得已而为之的下策”。
笔者同意王天、牛光全之观点,在迎水面作防水层是阻挡水侵入混凝土结构的附加措施,从理论上讲得通。在背水面作防水层,如何防止地下水侵蚀混凝土,这一内防水层能否抵挡水压产生的渗漏,令人存在疑虑。作为规范不能把外防水改为内防水,这是原则问题。
业内人士普遍反映,近年地下结构长大化,地基复杂,且受施工气候和工期影响,搞好外防水、使其“天衣无缝”确实困难。以笔者指导施工的地下室为例:武汉国际会展中心地下二层,平面尺寸161m×153m,用sbs卷材作外防水层,正值雨季施工,由于工期紧,雨停稍干后就铺卷材,施工时也没有涂刷潮湿界面隔离剂,这层外防水整体质量就难以保证。该工程采用掺膨胀剂的补偿收缩混凝土浇筑。竣工五年无渗漏,业主认为,防水全靠混凝土。
笔者遇到许多地下室为桩板结构,桩头几百个至几千个,底板与桩头的柔性防水层如何联成一体,施工单位十分头痛,质量也难以保证。难怪李书山等提出内防水的工法。笔者不是反对外防水做法,在实际工程中,确实存在设计与施工、防水施工与工期等矛盾的现象,外防水如同虚设,这些问题亟待解决。
2、结构自防水是否可靠
王天认为,钢筋混凝土自防水在南方成功事例多,而在北方成功者鲜见。因为“混凝土密实是阻止渗水的关键,然而高的密实度又很难达到”,“既然自防水难以实现,外加柔性防水层对混凝土结构进行保护就成了必需”。我认为这一观点颇有偏误。从1990年起,我国大力发展泵送(商品混凝土,在混凝土中加入减水剂后,水胶比从以往0.5以上降至0.35~0.50,而混凝土的坍落度从60~80mm提高到160~180mm,混凝土具有良好的流动度,只要稍为震捣,混凝土变得很密实,极少出现蜂窝现象。大量工程实践表明,这种泵送混凝土不但强度高,而且抗渗标号大于s15,渗透系数远小于(5~8)×10-10cm/s。根据我国现有混凝土技术,使混凝土高度密实已不成问题。由于混凝土存在收缩开裂的弱点,可能成为渗水通道,我国在设计上采用每30~40m设一道后浇带,等混凝土收缩40~50d后再用膨胀混凝土回填,这是解决结构收缩裂缝的有效措施。近10多年来,许多地下工程采用补偿收缩混凝土和纤维混凝土作地下室的结构自防水材料,进一步提高了地下结构的抗裂防渗功能。据2003年统计,全国膨胀剂用量约80万t,以平均40kg/m3计,折合防水混凝土达2000万m3。目前我国混凝土外加剂和高性能混凝土技术已普及,混凝土质量已大大提高,这是地下结构自防水的保证。另外,王天提出的钢筋混凝土自防水施工中存在的一些不利因素,其实在柔性防水层施工中也存在,这只能靠工程质量“终身制”去解决。
3、外防水层设计是否应“一刀切”
gb50108—2001《地下工程防水技术规范》实施后,北方许多设计院不管地下室大小,一律要设外防水层,因为要执行规范。而在南方许多地下室设计中,尤其底板为桩板结构,或反梁底板,或1~2m厚的大底板,多采用混凝土结构自防水而取消外防水。这就存在是否“一刀切”问题,它的依据是什么?
Abstract:The thesis illustrates the design of basement floor with construction cases. Considering the requirements of the construction combined with the construction situation, tower part take the use of raft plate,and the skirt part is an independent foundation.
关键词:底板的冲切承载力;柱上板带;跨中板带;计算跨度
Key words:capacity of the punching shear of bottom; column strip; midspan strip; span calculation
中图分类号:TU22 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)04-0209-02
0引言
清远新世纪城北花园工程为商业住宅小区,塔楼由18栋住宅组成,各栋建筑层数地上16~18层,为框支剪力墙结构,建筑总高度约54米;设1层地下室,1层裙楼(局部2层),总建筑面积约15万平方米。
地下室X向最大长度约170m,Y向最大长度约为180m,面积约3万平方米,属较大规模的地下室(如图1),X、Y向长度均大于规范要求的伸缩缝最大设置间距,但由于建筑使用功能的要求不能设缝,因此必须采取有效措施减少收缩对地下室防水带来的不利影响。拟采取下列措施,避免或减少砼的前期收缩和温度效应引起的混凝土构件可见裂缝的产生:①采用补偿收缩混凝土,要求14天龄期的水中限制膨胀率为:板不小于万分之2.0,侧墙不小于万分之2.5。②每50m以内设置一道连续式或后浇式膨胀加强带,要求其水中14天的限制膨胀率不小于万分之3.0。③适当提高地下室板及侧墙的构造配筋率。④从严格控制材料质量、规范施工和养护操作的角度来考虑,一方面优化砼的配合比设计,加入合适的添加剂,控制水灰比、砂率、水泥用量及塌落度等指标;另一方面要求加强砼的振捣及养护,应有可靠措施保证砼在全湿润条件下硬化,优先考虑蓄水养护。
1底板计算过程
1.1 确定荷载
地下水的设防水位应取建筑物设计使用年限内(包括施工期)可能产生的最高水位,因本工程岩土工程勘察报告中没有提供地下水的最高水位,故地下水设防水位取建筑物的室外地坪标高。近似的算法为:由平时水压的荷载控制q=[1.35×10×3.92(水头)-0.4(底板厚)×25] ×1.15(裂缝调整系数)=49.4。
1.2 确定底板厚度
确定底板厚度时一般需考虑如下因素:①底板的冲切承载力;②兼作筏板功能时尚要考虑其调节不均匀沉降的能力及筏板的整体刚度。
(1)底板的冲切承载力。底板的冲切承载力一般指底板在水压或水压与人防组合荷载作用下,其抵抗冲切破坏的能力,通常由承台或独立基础的冲切控制。冲切锥体的形状通常为从底板底与承台(基础)的交接处沿向墙柱方向的45度线交于底板面。
验算公式为:Fl≤0.7ftumh0×?浊(详砼结构设计规范公式7.7.1-1),
荷载Fl=(相应位置柱按面积法所占面积-
承台(基础)的面积)×q底板
本工程板厚暂取400mm,取8m×8m计算跨度进行验算:
fl=(8.0×8.0-4.0×4.0)×49.4=2371.2KN。
0.7ft?滋mh0×η=0.7×1.43×10 ×14.64×0.340×1.6=7972.1KN>Fl,满足要求。
当冲切不满足时,可先考虑适当加大承台(基础)的尺寸,以获得较优的经济指标。
(2)底板同时用作筏板时需同时满足筏板的构造要求。此工程底板未用作筏板,故无需考虑。
1.3 内力及配筋计算
本工程采用等代框架的简化方法计算,而非经验系数法,其优点为不受各跨跨度的限制,可考虑到大小跨对内力的影响,并对任何位置可只抽出单跨来进行验算。具体步骤如下:
(1)用连续梁模型计算等代框架每米宽度的弯矩平均值。各部位弯曲的计算通式为M=?琢ql02。
(2)按柱上板带将内力相应调大。根据无梁楼盖中弯矩在柱上板带与跨中板带的分配规律,结合考虑穹顶效应的影响,可得出柱上板带各部位处单位宽度的简化计算式如下:①中间跨支座处M'=0.08ql02×1.5×0.8,其中1.5为柱上板带内力增大系数,0.8为考虑穹顶效应的折减系数;②中间跨跨中处M=0.05ql02×1.1×0.8,其中1.1为柱上板带内力增大系数;③边跨支座处M'=0.11ql02×1.5,其中1.5为柱上板带内力增大系数,并注意边跨不能考虑穹顶效应;④边跨跨中处M=0.08ql02×1.1,其中1.1为柱上板带内力增大系数。
而跨中板带可根据图2所示分配系数近似计算。
(3)计算跨度l0的确定
当基础为独立基础时,分以下两种情况:a.当≥5时,对所有部位l0=l-(c1+c2);b.当
本工程取计算跨度l0=l-(c1+c2)。此时还应注意验算柱边截面处弯矩,考虑到实际底板与基础相连,相当于变截面梁,计算柱边弯矩时,需将按等截面梁的计算结果乘以放大系数1.25,因该截面同时又属于基础,故最终弯矩应为按变截面梁在水压作用下的结果与扣除水浮力后作为承台的所受弯矩的叠加,此时截面高度取基础高度。
大小跨的计算在此就不赘述。
(4)配筋计算及裂缝验算:按上述算得的弯矩对柱上板带和跨中板带各截面进行配筋设计,并按强度计算得到的配筋进行裂缝验算,其中迎水面裂缝限值为0.2mm(保护层厚度为50mm),背水面裂缝限值为0.3mm(保护层厚度可取20mm)。一般情况下,迎水面的钢筋均由裂缝控制,根据弯矩大小的不同,可比相应的强度计算配筋增大约20%~55%。
本工程塔楼与裙楼采用了不同的基础形式,需要考虑它们之间的沉降差问题。首先需要计算出主裙楼的沉降,看是否存在沉降差。经计算本工程存在较大的沉降差,可以采用“抗”、“放”结合的方法来处理,即一方面加大主裙楼连接构件的配筋、一方面留置沉降后浇带等方法。
参考文献:
[1]中华人民共和国国家标准.GB50010-2002 混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[2]GB50007-2002 建筑地基基础设计规范[S].
关键词:地下室;设计;抗震;荷载
中图分类号:TU973+.31文献标识码:A
为了提高地下室的设计质量,避免各种问题的出现,设计人员应不断加强相关标准、规范的学习,将地下室设计中的安全隐患、质量隐患排除掉,并进行合理的抗震设计、平面设计、抗浮抗渗设计等地下室设计过程中存在的问题及解决措施进行分析介绍,希望对同行有所帮助。
1、地下室结构平面设计中存在的问题及相应的解决措施
由于地下室设计过程中涉及了多个专业,大量的学科交叉使得其平面设计存在一定的难度。在进行地下室的结构设计时必须同时考虑到建筑物的使用功能、防火、通风、防水、采光、管道安装等多个专业之间的合理设计和配合[1]。因此地下室的结构平面设计很容易出现问题,比如说,在地下室结构设计过程中如果地下室的长度已经超出规范规定的最大长度时,就需要各专业之间的协调,对于变形缝的留设问题也应认真考虑,通常情况下应遵循能不留变形缝尽量不留,不得不留变形缝时少尽量留变形缝。这是由于变形缝的留设会为地下室的防水增加难度。为了有效避免这一问题,设计人员可以通过合理的留设后浇带、增加预应力温度钢筋或者使用混凝土外加剂等方式来设计。如果地下室的设计长度远远大于规定的最大长度时,通过上面的方法已经无法满足质量要求,就必须通过合理的调整地下室结构的建筑平面,要求设计人员科学合理的将地下室换分为多个小地下室,然后使用窄的通道将各个小地下室连接起来,进而达到地下室的使用功能要求以及管道的连接要求。这样一来,地下室的变形缝就自然到了通道处,使得接缝变小,当出现问题时也可以及时的进行补救[2]。
2、地下室抗震设计中存在的问题及相应的解决措施
众所周知,抗震设计是建筑设计的重要环节,在地下室设计过程中抗震设计具有不可忽视的作用,地下室一旦出现抗震问题就会对建筑物整体的抗震性能产生巨大的影响。在进行半地下室设计时应该严格按照规范要求来进行设计,当地下室的埋深大于地下室露出地面的高度时就可以不计算地下室层数,这时应从室外地面开始计算建筑物的高度。除此之外,还应该确保地下室的墙柱和建筑物上部结构的墙柱相匹配。地下室结构设计时经常出现地下室顶板的室内外板面的标高位置出现问题,当地下室顶板的室内外板面的标高变化的绝对值大于地下室的梁高时就会产生错层,这时必须采取相应的补救措施来进行修正,否则该地下室的顶板就不能被看做是建筑物上部结构的嵌固部位。按照相关标准、规范的要求,地下室的顶板充当上部结构的嵌固部位时必须使用梁板结构,否则不能作为建筑上部结构的嵌固部位。这时在进行结构的计算时就应该从下开始计算直到嵌固部位符合相关规定标准以后为止。
3、地下室抗浮、抗渗设计中存在的问题及相应的解决措施
在进行地下室的抗浮设计中应该对地下水位以及水位的变化进行认真的调查,这是抗浮设计的重要依据。在地下室的抗浮设计时,不但要考虑整体抗浮,而且也要验算局部抗浮。要满足现行《建筑地基基础设计规范》5.4.3条抗浮稳定安全系数的要求[3]。除此之外,当地下室的占地面积很大,形状多种多样不均匀分布时,由于地下室所承受的上部荷载同样不均匀,某一部位上只有几层,另一部分是高层,甚至还有的部分没有上部结构时,地下室所承受的荷载就会产生很大的不均,这时地下室的抗浮设计就显得尤为重要,抗浮设计的难度也会加大。这时就要求设计人员认真研究设计方案,对建筑模型进行认真的分析以后在进行设计。
除了抗浮设计之外,地下室的抗渗设计也经常出现问题,抗渗设计已经成为地下室设计的难点和重点[4]。这是因为钢筋混凝土结构一般都会有裂缝,要想达到抗渗要求,笔者建议使用补偿收缩混凝土、提高钢筋混凝土的抗拉强度或者是使用膨胀后浇带等来满足地下室的抗渗设计要求。
4、地下室外墙模型设计中存在的问题及相应的解决措施
地下室设计过程中的外墙模型设计同样具有很大的复杂性,尤其是地下室外墙的配筋设计,也是经常出现问题的地方。笔者结合多年的设计经验针对上述问题给出下面的解决措施:
当地下室外墙的扶壁柱尺寸很大或者是垂直于外墙方向具有钢筋混凝土内隔墙连接的外墙板时,可以按照双向板配筋的计算规则来进行外墙板块的配筋计算[5]。除此之外的应根据竖向单向板的配筋规则来计算地下室外墙板块的配筋计算,此时应注意地下室顶板是作为外墙的简支支承还是弹性嵌固支承。当地下室外墙所承受的竖向荷载不大时,应该对外墙扶壁柱内外两侧的竖向配筋进行合理的加强。然后根据外墙扶壁柱的截面尺寸来配置外墙的分布钢筋,并进行水平负筋的加强,可以通过设置额外的外侧水平负筋。除此之外,还应该加强外墙转角处的配筋。
在进行地下室的外墙计算时一般将底部作为固定端,应该保证地下室底板的弯矩大于等于地下室外墙的下部弯矩,并且应该保证底板抗弯性能大于等于地下室外墙的抗弯性能[6]。
5、地下水超长裂缝控制措施
为了有效控制地下室的超长裂缝,在设计过程中应该充分考虑到混凝土的收缩变形以及受温差影响所产生的变形。笔者结合多年的工作经验提出下面几条解决措施:
第一, 在满足要求荷载的前提下,增大配筋率;第二,设计时对混凝土收缩采取补偿措施,可以通过掺加膨胀剂;第三,设置伸缩缝和温度后浇带来缓解混凝土的收缩变形,这是因为混凝土在浇筑后 1个月就会完成40%到50%的应变,在2个月内完成 60%到70%的应变,在这之后封闭后浇带可以有效的控制混凝土的收缩变形,进而有效控制地下室的超长裂缝;第四,合理控制混凝土强度,由于强度越高则收缩越大,因此底板、外墙、顶板均为 C30、P6混凝土;第五,要求加强施工过程控制,做好养护工作。
结束语:建筑行业的发展顺应了时展的需求和人们生活不断进步的产物。地下室随着建筑物的发展也不断普及,但是目前地下室的设计仍然存在许多问题亟待解决,文章中笔者结合地下室设计过程中的平面设计、抗震设计、抗浮抗渗设计以及地下室外墙设计中存在的问题进行了分析探讨,并针对这些问题给出了相应的解决措施。如有不足之处,希望大家批评指正!
参考文献:
[1]杨芳. 钢筋混凝土薄壁及地下室设计中常见问题及相应对策[J]. 建设科技,2006,11:114-115.
[2]蔡兴发. 浅谈防空地下室设计与施工中常见问题与对策[J]. 西部探矿工程,2006,12:165-166.
[3]郭诚胜. 地下室设计中常见问题及对策措施[J]. 山西建筑,2007,05:85-86.
[4]荣光美. 浅析地下室设计中的常见问题及处理[J]. 科技咨询导报,2007,15:94.
关键词:普通地下室;结构设计;载荷;构造
随着建筑行业的发展,越来越多的建筑工程投入施工建设。地下室是建筑工程施工建设中的重要项目,与建筑工程的整体效益存在密切的关系。普通地下室结构设计较为复杂,需要考虑多项因素的影响,采用合理计算和技术控制的方式,解决地下室结构设计中的问题,同时规划结构设计中的要点,加强普通地下室结构控制的力度,满足地下室结构对稳定性、安全性的需求,进而完善建筑工程的建设,体现地下室结构设计的优势。
一、普通地下室的结构设计
普通地下室的结构设计中面临着较大的压力,主要是因为地下室结构设计项目多而且较为复杂,因此,针对普通地下室进行稳定的结构设计,如下:
1、外墙设计
外墙结构设计中控制静止土压力,促使其达到结构设计的条件。静止土压力决定了外墙设计的方式,规范了配筋的选择方式,同时对标高、弯矩等因素进行了规定,促使外墙结构能够满足地下室对稳定性的需求,规避外墙中潜在的裂缝问题。
2、抗渗防水设计
抗渗防水是普通地下室结构设计中的重要内容,关系到地下室结构的稳定与安全。地下室位于建筑工程的底部位置,承载着大部分的载荷,而且受到外界因素的影响比较大,很容易出现性能问题,进而引起了渗漏问题[1]。地下室的抗渗防水设计,需要以普通地下室的实际为主,全面调查地下室所处的环境,根据环境的影响优化地下室结构抗渗防水设计,提高地下室结构抗渗防水的能力。
3、支护设计
支护设计是普通地下室结构设计中的基础项目,有利于控制地下室的强度并解决变形问题。地下室结构的支护设计中,应该维护地下室结构的整体性,安排支护监测工作,严格控制地下室支护的质量,保障地下室结构设计的合理性,优化普通地下室结构中的支护设计,确保其能达到安全的实践性,以免影响地下室结构的稳定性。
二、普通地下室结构设计中的要点
普通地下室结构设计要点,应该实现全方位的质量控制,规范地下室结构的施工建设。根据地下室的结构设计,例举设计中的要点内容,如下:
1、确定嵌固端
嵌固端是地下室结构中的特殊部位,嵌固端是指地下室结构的某一个区域,可以承载地下室的轴力、弯矩,但是很容易受到强震的干扰。嵌固端是地下室结构设计中的核心要点,关系到地下室结构的稳定性,结合普通地下室结构的设计,准确找出地下室中的嵌固端,合理设计地下室结构中的内力,按照嵌固端的位置调整结构设计,消除嵌固端对结构设计的影响。嵌固端段确定需要采取相关的计算方式,通过计算地下室板厚、钢筋等的刚度,同时对比嵌固层的要求,找出地下室结构中的嵌固端,规范嵌固端在地下室中的设计,避免其影响地下室结构的稳定性。
2、顶板、侧墙、底板设计要点
顶板、侧墙和底板是普通地下室结构设计中的主要控制点,结合普通地下室结构施工的案例,分析顶板、侧墙、底板设计要点。
2.1 顶板设计要点
普通地下室顶板设计包括载荷和构造两个部分。顶板载荷类型比较多,用于控制载荷的稳定性,避免其影响地下室的结构构成,载荷设计时要考虑地下室覆土的干扰,按照载荷规范进行设计,顶板载荷设计中有明确的规范内容,规定了载荷的设计方式,按照规范执行载荷设计,顶板设计的过程中,每平方米的施工载荷应该大于10kN,分项系数=1.0,由此可以保障顶板设计的合理性[2]。顶板构造基本是梁板结构,厚度不能超出180,配筋率控制在0.25%以上,由于顶板构造设计中牵扯到抗震设计,需要考虑嵌固端的影响,适当调整构造中的内力,促使顶板抗震符合结构要求,避免出现弱柱的问题,进而控制顶板构造中的屈服变化。
2.2 侧墙设计要点
普通地下室侧墙方面,受到压力、载荷的影响比较大,干预了侧墙的结构设计。侧墙的受力分为竖向和水平两个部分,竖向受力需要达到稳固的支撑性能,而水平受力主要是指侧向受力及压力,在侧墙设计时应该重点考虑受力的影响。侧墙设计要点同样分为载荷和构造两个部分,分析如:(1)载荷设计要点,结构设计中要控制载荷引起的弯矩变化,简化侧墙的载荷设计,消除弯矩荷载的影响,按照侧墙的载荷设计,规划侧墙的结构支点,如果地下室侧墙结构中有扶壁柱,还要控制弯曲刚度,避免影响侧墙的支撑水平;(2)构造设计要点,地下室的面积大,侧墙相对比较长,构造设计不仅要满足侧墙的需求,还要符合普通地下室结构控制的标准,解决侧墙构造中的裂缝问题,侧墙构造配筋率应大于0.3%,钢筋间距控制在150mm以内,规范构造设计中混凝土的使用规范,预留的混凝土缝宽不能超过0.2mm。
2.3 底板设计要点
底板设计中的载荷要点,综合考虑底板自身载荷、基础载荷等,选择恰当的载荷分配方式,以免影响底板的载荷,底板设计中的恒载系数为1.0,底板载荷的性质不同,按照底板受力分布规范载荷性能,例如:底板设计中的水浮力,水浮力不同,底板载荷也会存有异同点,转化为永久载荷或者可变载荷,促使底板载荷设计符合地下室结构设计的实际情况[3]。底板构造设计的核心是受力、防水,底板承载着地下室的整体结构,配筋不能过小,按照规范的要求,底板厚度要大于400mm,如果保护抗水板,厚度大于250mm,钢筋可选择通用配置,可以设计独立的防水结构,用于提高底板的抗渗能力。
3、抗浮验算
抗浮验算的过程中,需要以水位浮动资料为依据,监测实际的地下水位,观察水位的变动方式,明确是否存有补给或排泄,不能单独考虑地下室施工过程中的浮动,必须做好抗浮控制的工作[4]。地下室结构设计必须满足抗浮验算,用于稳定的支持上方的建筑工程,如果地下室结构达不到抗浮验算的要求,需要采取科学的抗浮措施,按照普通地下室结构设计的实际情况确定。
4、结构裂缝控制
地下室结构中不存在永久缝隙,目的是稳固地下室的结构,避免地下室超出标准。针对普通地下室结构实行裂缝控制,根据地下室结构设计的实际,找出结构中可能出现的裂缝问题,进而设计裂缝控制的方式,保障地下室结构的整体性。
结束语:
普通地下室结构设计要点分析的目的是实现质量控制,保障地下室结构的建设质量,避免其影响建筑工程的运营效益。普通地下室结构设计要点,应该达到规范的标准,全面落实结构设计要点的质量控制,促使其达到安全建设的水平,规避地下室结构设计中潜在的质量隐患,确保地下室结构设计的实践性,体现地下室结构要点的重要性。
参考文献:
[1] 马勇军.地下室及基础结构设计要点探讨[J].科技与企业,2011,08:128-129.
[2] 郭文坤.浅谈某高层人防地下室结构设计[J].福建建筑,2005,Z1:294-295.
关键词:地下室;结构设计;讨论
地下室的设计应遵循安全、适用和合理的原则,安全是合理设计的前提。地下室往往作为高层上部结构的嵌固部位,地下室的外墙刚度大,结构布置时应根据JGJ 3―2002《高层建筑混凝土结构技术规程》来保证其刚度,平面上尽量保持刚度均匀,各层板包括顶板的厚度应尽可能符合设计要求,尽量能使得地下室形成一个坚固的箱体。只有在参建各方的通力合作下,不断地进行探索和创新,才能更加合理、更加有效地开发和利用地下空间。
1 地下室结构平面设计
地下室工程涉及的专业极为复杂,在高层建筑的地下室结构设计时,需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。例如地下室的长度超过设计规定的长度时,需要与结构专业配合,确定是否设置变形缝,通常应尽可能少设或不设变形缝,因为设置变形缝会使得变形缝处的防水处理变得复杂。设计人员可以通过设置后浇带和合理使用混凝土外加剂或地上设缝、地下不设缝等方式,达到不设缝的目的。若地下室过长,依靠设置后浇带的方法难以解决,设计人员应合理地调整平面,将地下室分割成几个小地下室,中间用较窄的通道相连,以满足使用及管道相连的要求,而将变形缝设置在通道处,这样可以使接缝较少且处于受力较小处,便于补救。在结构设计时应合理地设置采光通风井,若高层建筑采光通风井位置设计不当,例如在侧壁外作附加通长采光井,而采光井外壁又不能与地下室顶板整体连接,会造成地下室结构稳定功能的丧失,不能有效地将上部的地震及风力作用传至侧壁及地面,不能满足高层建筑的埋深要求。
2 地下室外墙结构设计
地下室的外墙是结构设计的重点,应按水、土压力验算外墙抗裂。在设计时应注意以下要求:
2.1 荷载。地下室外墙所承受的荷载分为水平荷载和竖向荷载。竖向荷载包括上部及地下室结构的楼盖传重和自重,水平荷载包括地面活载、侧向土压力和人防等效静荷载。风荷载或水平地震作用对地下室外墙平面内产生的内力较小。在实际工程设计中,竖向荷载及风荷载或地震作用产生的内力一般不起控制作用,墙体配筋主要由垂直墙面的水平荷载产生的弯矩确定,而且通常不考虑与竖向荷载组合的压弯作用,仅按墙板弯曲计算弯曲的配筋。
2.2 静止土压力系数。静止土压力宜由试验确定。当不具备试验条件时,砂土可取0.34~0.45,黏性土可取0.5~0.7。
2.3 地下室外墙的配筋计算。实际设计时,在外墙的配筋计算中,对于带扶壁柱的外墙,不是根据扶壁柱的尺寸大小进行计算,而是均按双向板计算配筋;扶壁柱则按地下室结构的整体电算分析结果进行配筋,不按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。根据外墙与扶壁柱变形协调的原理,这种设计将使得外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋则有富余量。因此,在计算地下室外墙的配筋时,对于垂直于外墙方向、有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大的外墙板块,如高层建筑外框架柱之间,按双向板计算配筋为宜,其余的外墙宜按竖向单向板计算配筋。对竖向荷载(轴力)较小的外墙扶壁桩,其内外侧主筋也应予以适当加强。外墙的水平分布筋应根据扶壁柱截面尺寸的大小,适当地配以外侧附加短水平负筋加强,外墙转角处也应适当加强。地下室外墙计算时,底部为固定支座(即底板作为外墙的嵌固端),侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩相等,底板的抗弯能力应不小于侧壁的抗弯能力,其厚度应与配筋量相匹配。这种情况在地下车道中最为典型,车道侧壁为悬臂构件,底板的抗弯能力应不小于侧壁底部的抗弯能力。
2.4 地下室底板标高的设计。地下室底板标高变化处仅设1根梁,梁宽甚至小于底板的厚度,梁内仅靠两侧箍筋传递板的支座弯矩难以满足要求。地面层开洞位置(如楼梯间)外墙顶部无楼板支撑,计算模型和配筋构造均应与实际相符。车道紧靠地下室外墙时,车道底板位于外墙的中部,应注意车道底板作用于外墙的水平集中力,该荷载常被忽略。
3 地下室抗浮设计
地下水位及其变幅是地下室抗浮设计的重要依据。实际在地下室抗浮设计时仅考虑正常使用的极限状态,而对施工过程和洪水期重视不足,因而会造成地下室施工过程中因抗浮不够而出现局部破坏。另外,在同一整体大面积地下室的上部常建有多栋高层和低层建筑,由于地下室的面积较大、形状又不规则,且地下室上方的局部没有建筑,此类抗浮问题相对比较难以处理,须作细致分析后再进行处理。
4 地下室防水设计
地下室防水设计是一项十分重要的工作,甚至是决定地下室设计成败的关键。在防水设计时,应根据工程的性质、使用要求和重要性等合理确定防水等级,根据防水等级确定防水层数。无论防水等级为几级,地下室混凝土都应采用结构自防水混凝土,防水混凝土的抗渗等级应根据水头高度与混凝土壁的厚度比确定,不得人为地自行降低。
根据防水等级的要求,建筑的地下室仅设1道防水混凝土是不能满足要求的,一般应做卷材防水。在选用防水卷材时,应考虑到地下室环境恶劣、无法更换的特点,尽量选用耐久性好的卷材。防水卷材在地下室底侧应能闭合,尤其应重视节点设计如桩头、承台和积水坑等处,若构造设计不当,势必会形成漏底之舟,失去卷材防水的意义。另外,为了防止少量渗水,便于地下室车道处积水的排放,地下室应设排水明沟和积水坑。
5 地下室抗震设计
若地下室设计不当,对其整体的抗震性能会产生较大的影响。根据施工图审查要点,对于半地下室的埋深要求应大于地下室外地面以上的高度,才能不计算其层数,总高度才能从室外地面算起。地下室的墙柱与上部结构的墙柱应协调统一。对地下室顶板室内外板面标高变化处,当标高变化超过梁高范围时则形成错层,应采取一定的措施进行处理,否则不应作为上部结构的嵌固部位。相关规范明确规定,作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构,地下室顶板为无梁楼盖时不应作为上部结构的嵌固部位。结构计算应向下计算至满足嵌固端要求的地下室楼层或底板,但剪力墙底部加强区层数应从地面往上计算,并应包括地下层。
6 地下室保护层和垫层厚度
GB 50108―2008《地下工程防水技术规范》规定,防水混凝土结构厚度应≮250 mm;裂缝宽度应≯0. 2 mm,并不得贯通,在地下工程中宽度小于0.2的裂缝多数可以自行愈合;迎水面钢筋保护层厚度应≮50 mm。对于防水混凝土结构底板的混凝土垫层,其强度等级应≮C 15,厚度≮100 mm,在软弱土层中应≮150 mm。工程实践表明,若结构厚度或迎水面钢筋保护层厚度小于规范限值,经常会出现渗漏水现象,因此,修订以后的规范对限值作了相应的提高,在实际施工时应引起注意。GB 50108―2008《地下工程防水技术规范》在旧规范GB 50108―2001的基础上作了部分修订,设计人员应注意。
参考文献:
[1] 叶金舟.地下室结构设计常见的问题及解决措施[J].建筑与工程,2008,(06).
[2] 张显恩,黄自彰.地下室结构设计常见问题及处理措施[J].科技创新导报,2009,(20).
关键词:人防地下室;给排水设计;平战结合;消防设计
Abstract: Taking the underground water supply and drainage engineering of a building in a city area as an example, this paper analyzes each main points and matters needing attention of the underground water supply and drainage engineering in the civil air defense works.
Key words: civil air defense basement; supply and drainage design; peacetime and wartime combining; fire protection design
中图分类号:TU7文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
由于地下室的特殊性,每个防护单元的战时给排水均为独立的系统,不能与建筑上部空间相连。其给排水工程的好坏直接影响着地下室的使用功能。本文以某市某区的某建筑地下人防工程为例,从地下室的给排水、消防设计以及工程中的管道材料及其连接问题这几方面进行了论述,目的在于给其他工程提供一个参考。
1.工程概述
本文以某市某区的人防地下室的给排水设计为例,本工程为附建式平战结合人防工程,该建筑负一层,平时用来停车和设备储放。战时为二级人员掩蔽所、五级防空专业队队员掩蔽所及五级人防防空专业队装备掩蔽所。该地下室防水等级为 2,并且主要是地下室结构本身防水,该结构抗渗等级为 S8。人防地下室使用的人防设备要到国家指定的人防设备点进行购置或者订购,并且由定点人员进行安装。工程按照有关规范要求,按照平战结合的原则进行设计,由于战时使用频率比平时使用频率低得多,所以设计时在不影响战时使用到的前提下,应尽量考虑平时给排水的需求。本地下室设有 17 个口,每个口处均安装有密闭门和密闭墙。通风口安装防爆悬板活门供战时使用,并且门前安装铁栅。
2.人防地下室给排水设计
2.1 给水设计
考虑到人防地下室的使用功能,一般来说给水设计是按照战时给水情况设计的。此时给水需满足所掩蔽人员的日常生活的需求,并且战后应该有清理地下室的冲洗用水。地下室在战争时期使用之前,需将地下室人防专用水箱打满以供掩蔽时期的冲洗使用,地下室内部也设有储水设备,供战时正常用水,其中供掩蔽人员日常饮用的水需达到《人民防空地下室设计规范》(GB50038.2005)表 6.2.7 的要求。地下室设有多个出入口,每个出入口都安装有皮带水龙头供室内冲洗使用。战争结束地下室人员撤出之后,需对战争时期受污染的房间进行冲洗,洗消用水主要是从储水池中抽取。并且每个出入口通过皮带水龙头,以储水池中的水作为水源对个出入口进行冲洗。地下室的洗漱间安装有洗漱用水装置,并在给水管道增加管道泵以增大水压力以供战时使用。本工程中地下室设置有 180 千瓦的发电机,发电机一台为战时使用,另一台做备用。发电机能量来源是柴油,每小时的耗油量为 67.2 升,柴油存储装备两套,可存储11.5 立方米的柴油,可供地下室使用时间为 7 天。
由于本工程给水设计时按照战时用水需求设计的,所以对地下室战时用水量的计算是给水设计的重中之重。本地下室战时掩蔽人员用水量如表 1 所示。前四个防护单元用水量为 116.2 立方米,防护单元 5的用水量为 48.3 立方米,防护单元 6 和风冷电站用水量为 2 立方米。
2.2 排水设计
地下室有给水设备就必须有配套的排水设备。人防地下室的排水系统不能和地上建筑物的生活用水排水系统连接,地下室应该有其自己单独的排水系统。人防地下室的排水系统战时主要排放的是生活污水洗消污水以及战后对污染房间和出入口进行冲洗的冲洗废水。上部建筑的排水系统不能穿过地下室的人防区域,地下室的排水管道应装设阀门从而避免地下室污水的回流。排水管的材料考虑到战时的特殊情况应选用抗震效果比较好的水管。
本地下室设计的排水系统,平时的集水井和排水管道可同时被战时利用。由于战时对污水泵的流量和扬程的要求与平时不同,所以在战时人员入住之前,需将平时使用的污水泵进行更换。出于地下人防的隐蔽性考虑,在隔绝防护时间内不能向外界排水。该地下室战时出入口的密闭门之外的通道均构建有染毒水池,与各出入口和受污染的房间连接。待战后再进行洗消并将废水排出室外。
表 1 战时人员掩蔽用水量
2.3消防设计
因为人防地下室平时作为车库使用,由《汽车库 修车库、停车场设计防火规范》(GB50067—1997)可知,该地下室必须设消防系统,该系统必须满足发生火灾的时候能够自动喷水。而当地下室作为人防地下室时,根据笔者多年经验,认为其消防系统可通过与上部建筑的消防系统连接从而通用,为了方便进行系统转换其连接出应安装阀门控制器,实现简易操作。这种做法并不违有关规范的规定。
3.平战结合要求
由于地下室不同时期的不同作用,所以在设计时应考虑平战结合的原则,保证给排水系统在不同时期都满足人们的不同需求。人防地下室由于其结构的特殊性,给排水管道的的位置应在混凝土浇筑之前预留孔道,并且其管道施工不能进行二次安装以免破坏其整体性和密闭性。与防空地下室无关的管道不宜穿过人防围结构;上部建筑的生活污水管、雨水管、燃气管不得进入防空地下室。不得不穿过防空地下室顶板、临空墙和门框墙的管道,其螺纹大径的基本尺寸应小于 150 毫米。若管道外径大于 150 毫米并且不得不穿过密闭隔墙的时候,应该在管道孔处设置防水套管,此防水套管外侧需有刚性防护挡板。此外,为了方便战时封堵平时的给排水管道,管道需比墙体多出的最小距离为 30毫米。穿过防护单元隔墙和楼板的管道,应在隔墙和楼板两侧的管道上设置隔断设施。由于地下室通常都为平时使用,所以战时的有些设备可不进行安装,但是需要进行预留以便不时之需。
4.给排水系统管材和连接
人防地下室的给排水系统管材和连接不同于一般建筑的给排水,笔者结合实际工程,对管材和连接要求进行说明:
4.1 给水管采用内壁衬塑的钢塑复合管,围护结构以内的重力排水管采用防腐处理的镀锌钢管,在结构底板中及以下敷设的管道应采用机制排水铸铁管或热镀锌钢管,集水池通气管采用热镀锌钢管,供油管采用热镀锌钢管。
4.2 不超过 100 毫米的给水管直径可以选择螺纹拧接,超过 100 毫米的给水管直径适合用卡箍接口进行连接。
4.3 当管道穿越人防围护结构时,在人防围护结构的内侧设置防护阀门,当管道穿越防护单元间的防护密闭隔墙时,在防护密闭隔墙两侧的管道上设置防护阀门。
4.4 防护阀门的管材 20℃时输水的工作压力应高于 1.0 兆帕;其适合选择铜芯或全铜材质;人防围护结构内侧距离阀门的近端面应该小于 200 毫米。
5.结语
现阶段,人防地下室多作为车库或者是成为地下商场,战争时期其主要作用是进行人员掩蔽。通常情况下,地下室一般都是按照二等人员掩蔽所的规范要求进行设计,规范要求设计时的防护等级为5级、6级,而对于那些重要的人员,也就是一级人员的掩蔽所,则设计时需按照 5 级进行设防。为保证人防地下室无论是在平时还是战时都能正常使用,其内部给排水系统的必不可少至关重要。
参考文献:
[1]金霞,夏安林.人民防空地下室给排水设计探讨[J].有色冶金设计与研究,2006,27(3):39~42.
[2]尹秋继,詹兢兢,武齐永等.人民防空地下室给排水系统设计中应注意的几个问题[J].给水排水,2003,29(4):63~65.
[关键词]防空地下室;口部设计;建筑设计
中图分类号:TU74 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2014)13-0003-02
随着国家经济的发展,我国的房地产业也快速增长各类新建小区的人防工程的建设量也在扩大。人民防空地下室是战时保障人民生命和财产安全的重要设施,除了要满足战时的防护和使用要求外,还需要平时使用的不同要求做好平时和战时的结合,达到安全、经济、合理的基本要求。文章结合防空地下室的设计规范和各大城市成功的设计案例,对防空地下室建筑设计时的要点进行一些探讨。
1.前期准备
在进行防空地下室设计之前必须熟悉《人民防空工程设计规范》(GB50225-2005)、《人民防空地下室设计规范》(GB50038-2005)、《人民防空工程设计防火规范》(GB50098-2009)等设计规范的要求,贯穿“长期准备、重点建设、平站结合”的方针,结合当地城市的发展情况与城市建设相结合的原则、保证战时具体保障人民生命财产安全等功能的有效工作的情况下根据工程规模、类别、战时功能进行建筑设计。
1.1工程规模
防空地下室的规模作为设计的的首要考虑因素,其主要依据是国家规范和各个城市的发展的要求确定其设防等级记忆平时和战时的功能。现今由于城市发展的要求其新建的小区的建筑规模都比较大,因此其配套的人防工程的规模也比较大。一般来说新建的单个防空地下室的面积大于5000m2,对于分期建设的单体人防空地下室的面积之和也应该大于5000m2,并且每个人防必须布置区域电站,地址应布置在战时的负荷中心其供电半径一般不宜超过500m。
1.2工程类别
规范规定人民防空地下室工程分为甲类和乙类,其中甲类防空地下室需要同时考虑防核武器和常规武器的破坏效益,而乙类防空地下室只需要考虑常规武器的破坏效应。所以进行防空设计前应向当地的人防部门确定人防工程的类别。
1.3战时功能
防空地下室作为战时的避难场所主要有指挥功能、医疗救护功能、防空专业队工程、人员掩蔽功能、以及配套的功能等,其功能由当地的人防部门根据城市人防规划确定,建设单位和设计单位根据这些功能进行设计,但不能私自制定和修改其战时功能,以避免对整个人防布局的修改。
2.主体的设计要点
当防空地下室上部结构的层数为9层和9层以下时,地下室需要按照不同类别工程的面积要求划分抗爆单元和防护单元,防护单元和抗爆单元的面积要求如表1所示。对于9层以上的建筑可以不进行划分。
主体设计时对于相邻的抗爆单元之间应设置抗爆隔墙和联通口,在连通口的处抗爆隔墙的一侧还应设置抗爆挡墙,以保证建筑的安全性。规范规定对于人员掩蔽防空地下室的面积一般按每人1m2计算,地下室的层高一般不能低于2.4m,净高不低于2.0m。主体结构必须避开设备室,同时设备室也应该避开主体清洁区,主体的定点和防护、抗爆单元的设计除了满足人防规范要求外最好还能和防火、防烟分区相互协调。
关于主入口的设置,其中战时使用的主要出入口一般设置在室外且不应采用竖井式。如果设在建筑倒塌范围之外的室外出入口宜采用单向式,尽量避免采用梯跑正对防护密闭门的直通式的出入口。对于备用出入口为了达到经济的目的一般可与通风竖井合并设置,如果其范围在倒塌之内则应设置倒塌删架。
2)进、排风口
进、排风口作为防空地下室通风换气的主要设施,其不但要求有一定的通风量还需要具有滤毒、消波的作用。设计时进、排风口的水平距离不宜小于10m,以保证将排出的有毒气体与室内隔开。在战时的进、排风口还需设置消波设施,同时还应避免人防设计时因为选用悬板活门时,用战时的滤毒通风量计算新风量造成选型的错误。同时不能为了达到节约成本的目的选用最小规格的防护设备造成不能满足防空地下室的功能要求。这就要设计人员能够熟练防空地下室的设计规范及各种设备的计算参数,从而做到经济和质量的协调。
3.2顶板埋置深度的控制
顶板埋置深度的雀帝要结合总平规划和工程的设防等级来进行分析。防空地下室应避免布置在高差较大的部位,对于甲类设防上部为钢筋混凝土结构的的地下室顶板一般要求不得高出室外地面;上部为砌体结构地下室核五级不得高出室外地面0.5m,核六级不得高出室外地面1m。乙类设防的地下室顶板高出室外地面高度不得大于地下室净高1/2。对于新建的城市住房一般都为混凝土结构,所以一般情况下防空地下室都要求不高出室外地面。然而实际工程中,不免受到一些外部因素的影响在高差较大的地方不能达到规范的要求,这时处理的方法一般是在人防的墙外一定距离设置挡土墙。
3.3防水防潮
防空地下室作为一个地下空间结构,其防水与防潮的设计关系到地下室的正常使用。其设计应根据场地的地形、地貌和水文条件选择防水材料和防水构造。结合场地的常年静止水位、最低水位、最高水位、地表水的渗透系数、管道的破坏等来考虑防空地下室的设计最高水位,并采取相应的防水防潮措施。对于一些地下水位比较高并且是比较重要的工程采用防水措施不能满足要求时,除了必要的防水措施外应采取相应的排水措施。此外,防空地下室的结构类型也应简单、对称、规则,对于一些防水比较薄弱的部位如:抗震缝、伸缩缝、沉降缝以及电梯井、出入口等,应采用一些特殊的技术和构造来防止渗漏。防空地下室的上部也应做好地表的排水处理,避免上部建筑周围的积水和地面水倒灌。
3.4平战功能转换
防空地下室作为一个战时的避难场所,它需要能够在战时有效的从平时功能向战时功能的转换。其转换分成三个阶段:早期转换、临战转换和紧急转换。采用平战转换的部位三个阶段的设计应考虑能够在规定是时限完成物质、器材的筹措、构件的加工、出入口的封堵以及各种设备管线的安装、单元连通口的调试等,并且这些设施的转换不需要熟练的工人就能在规定时间内完成,依据以上的要求进行平站功能转换的设计。对于平站转换中的口部封堵一般采用防护密闭门封堵和与之封堵两种方法,在设计中应该注意以下几个问题:1)因为防护密闭门具有临战是转换工作量小,数量不受限的有点,在设计时应该优先考虑;2)采用预制构件封堵的做法时,对于预埋件、预留孔应在施工过程一次就位;在工程施工做好的同时预制构件也应完成并设置好预制构件的存放位置。
同时在设计中也应注意:预制构件的封堵口的高度一般不宜大于3.0m,宽度不宜大于7.0m;对于防护单元隔墙上开设的平时通行口,其洞口净宽之和不宜大于应建防护单元隔墙总长度的1/2,一个单元的平时出入口不宜超过2个。平站转换的设计与整体项目同时完成,在防空地下室的设计文件中应包含关于平站转换设计的内容,应包括各个转换阶段、部位、型号、方法、实施等的详细内容。
4.结语
文章结合笔者在多面防空地下室设计时的一些体会,首先阐述了在进行防空地下室设计时应注意结合相应的规范、标准、图集,熟悉工程的概况和技术要求等,然后详细的对在设计中的出入口、顶板埋置深度、防水防潮、和平战功能的转换等部位的设计要点进行了探讨。
参考文献
[1]GB 50038-2005人民防空地下室设计规范[S].中国计划出版社.2004
[2]陆雪婷.防空地下室建筑设计[J].江西建材.2012(1)
关键词:高层建筑 地下室; 设计
1前言
现代建筑体形越来越庞大 随着汽车的相对普及和城市的空间相对有限使得人们对地下室的依赖程度越来越高.地下室超长超大已非常普遍。超长地下室作为一个整体来设计可以避免许多问题因设置伸缩缝很难解决漏水的问题 也不利于布置设备管线.施工比较困难,结构质量也难以保证。因此大部分地下室设计都不再设置永久性的伸缩缝。但是超长地下室的设计也存在不少问题.如温度应力.地下水浮力,不均匀沉降等等。在设计中怎样解决好这些问题将成为地下室设计成败的关键。
2地下室外墙计算模型
(1) 地下室外墙配筋计算有的工程外墙配筋计算中,凡外墙带扶壁拄的,不区别扶壁柱尺寸大小,一律按双向板计算配筋,而扶壁柱按地下室结构整体电算分析结果配筋,又未按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。按外墙与扶壁柱变形协调的原理,其外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋有富余量。建议:除了垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大(如高层建筑外框架柱之间)外墙板块按双向板计算配筋外,其余的外墙宜按竖向单向板计算配筋为妥。竖向荷载(轴力)较小的外墙扶壁桩,其内外侧主筋也应予以适当加强。外墙的水平分布筋要根据扶壁柱截面尺寸大小,可适当另配外侧附加短水平负筋予以加强,外墙转角处也同此予以适当加强。
(2) 地下室外墙计算时底部为固定支座(即底板作为外墙的嵌固端),侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩大小一样,底板的抗弯能力不应小于侧壁,其厚度和配筋量应匹配,这方面问题在地下车道中最为典型,车道侧壁为悬臂构件,底板的抗弯能力不应小于侧壁底部。地下室底板标高变化处也经常发现类似问题:标高变化处仅设一粱,梁宽甚至小于底板厚度,梁内仅靠两侧箍筋传递板的支座弯矩难以满足要求。地面层开洞位置(如楼梯间)外墙顶部无楼板支撑,计算模型和配筋构造均应与实际相符。车道紧靠地下室外墙时,车道底板位于外墙中部,应注意外墙承受车道底板传来的水平集中力作用,该荷载经常遗漏。
图1基础形式 1―外墙 ;2―内柱
3地下室抗浮设计
当地下室埋藏较深或地下水位较浅时,裙房及纯地下室部分可能会有抗浮不满足要求的问题。针对此种情况, 应采取以下措施:
(1) 在设计允许的情况下,尽可能提高基坑坑底的设计标高,间接降低抗浮设防水位。高层建筑的基础底板多采用平板式筏板基础和梁板式筏板基础。一般而言,平板式筏板基础的重量与梁板式筏板基础上填覆土的重量基本相当,但后者的基础高度一般要比前者高,在保证基顶标高不变的情况下,后者的基础埋深要大于前者。从而相对提高了抗浮水位,故采用平板式筏板基础更有利于降低抗浮水位。
(2)楼盖提倡使用宽扁梁或无梁楼盖。一般宽扁梁的截面高度为跨度的1/22~1/16,宽扁梁的使用将有效地降低地下结构的层高,从而相对降低了抗浮设防水位。
(3) 增加地下室的层高来增加地下室的重量是解决地下室抗浮问题的一个直接有效的方法,但这种方法还应该结合地基土的承载力而定;在对主体结构的地基承载力进行深度修正时,增加地下室的层高可以提高主体结构的有效埋置深度, 从而提高了主体结构修正后的地基承载力特征值。①增加基础配重。此种方法大致有以下3种情况:增加基础底板的厚度、增加基础项面覆土厚度、基础项面采用容重大且价格低廉的填料。这三种方法的共同特点是:在增加基础配重用以解决抗浮问题的同时又不可避免的增加了基础的埋置深度,从而相对地提高了地下室抗浮设防水位的高度,因此它不是一种效率最高的方法。② 增加地下室项板的厚度。这种方法的优点是:在不增加基坑坑底标高的前提下,增加了地下室的重量,而且使用厚板后,地下室顶板的大板块之间可以不再设置次梁。但此种方法的缺点是会略增加地下室项板框架梁的负荷,而且由于板厚有限,这种方法解决抗浮问题的效果也是有限的。
(4)设置抗浮桩。表面上看这是一种解决抗浮问题行之有效的方法,但仔细分析,这种方法也有一定的局限性,从结构受力方面讲,由于地下室的抗浮设防水位是根据拟建场地历年最高水位结合近几年的水位变化情况提出来的,即使是经过重新评估后确定的抗浮设防水位,也是按一定的统计规律得出的结论。很显然,这种方法确定的地下水位在一般的情况下是很难达到的。加之设计计算的不精确性也使得抗浮桩具有一定的安全储备,因此, “抗浮桩”实际上长期起着“抗压桩”的作用。这种“反作用”将阻碍有抗浮要求的地下室的合理沉降,而这种变化将会使无沉降缝的大底盘地下室在主体结构和裙房之间产生更大的不均匀沉降差;同时设置抗浮桩后,计算基础底板内力及配筋时应考虑地下水压力,这样也会增加基础底板的荷载。另外一方面,如果地下水位长期处于一种较高的水平之上,设置抗浮桩也不乏是一种有效的方式。因此,抗浮桩是一把双刃剑,使用时需仔细考虑。
4 地下室不均匀沉降
解决不均匀沉降问题大致有以下几种方法:
(1) 裙房和高层建筑之间设沉降缝,让各部分自由沉降,互不影响,避免由于不均匀沉降产生的内力,这是所谓“放”的方法。但实际上这样做,给建筑的立面处理、地下室的防渗漏、基础的埋置深度和整体稳定等带来很多困难。
(2)裙房和高层建筑之间不设沉降缝,采用端承桩,将桩端置于坚硬的基岩或砂卵石层上。这样,既满足了地基承载力要求,又避免了明显的沉降差。这是所谓的“抗”的方法。但这种方法基础材料用量多,不经济,一般用于超高层建筑或地基持力层较差的情况。
(3)在设计中不设沉降缝,而采取一定的措施,调整地基反力,尽量减少不同部分的地基反力差,从而减少沉降差。这是所谓“调”的方法。如:裙房部分采用天然地基,主楼部分采用复合地基或桩基。裙房和主楼部分采用不同的基础形式,主楼采用筏基或箱基,裙房采用独立基础或条形基础。
(4) 在主裙楼之间设置沉降后浇带,钢筋不断,先施工主楼,待主楼封顶完成大部分沉降后,再施工裙房。两部分沉降基本稳定后再浇筑后浇带。这样,用调时间差的办法解决了沉降差, 同时又避免了设置沉降缝带来的麻烦。这也是一种“调”的方法。
5 高层建筑地下结构的抗震等级
(1) 当地下室顶板作为上部结构嵌固端时,地下一层的抗震等级应与上部结构相同,地下一层以下抗震等级可逐渐降低一级;对于标准设防类(丙类)建筑,6、7度时不宜低于四级,8度时不宜低于三级,九度时不宜低于二级;对于重点设防类(乙类)建筑,6度时不宜低于四级,7度时不宜低于三级,8度时不宜低于二级,9度时应专门研究。地下室中无上部结构部分,可根据具体情况采用三级或四级。除九度外,上部结构以外范围较大的地下室结构可采用三一四级。
(2) 当地下室不能作为上部结构的嵌固端而需嵌固在地下其它楼层时,实际嵌固部位所在楼层以及以上的地下室楼层(与地面以上结构相对应的部分)的抗震等级,可取为与地上结构相同。嵌固部位以下可按上述(1)采用。
(3) 当地下室为大底盘其上有多个独立塔楼时,若嵌固部位在地下室顶板,地下一层高层部分以及受高层部分影响范围以内部分的抗震等级应与高层部分底部结构抗震等级相同。地下一层其余部分以及地下二层以下各层抗震等级可以按照上述(1)方法确定。当地下一层受高层部分影响范围在规范没有确定前,设计可以按照工程具体情况考虑取一倍主楼对应尺寸和基础埋深较大值。具体抗震等级的确定见图2。
图2高层建筑地下室抗震等级示意图
5、结语
关键词:建筑结构;地下室;设计要点
为了确保地下空间能够得到充分利用,就对建设技术以及建成前的设计提出了较高的要求。越来越多高层建筑在设计时将地下室纳入了整体结构的设计当中,对地下室进行合理设计不但可以适当增强地基的承载能力,而且还可以减轻地震对建筑上部结构的影响。
1 地下室设计过程中应注意的问题
1.1 地下室适用建筑
通常而言,高层建筑在进行地下室设计的过程中,需要合理的依据建筑整体的建设特点来对地下室结构进行设计,针对建筑结构地下室进行合理设计的过程中,要合理的将顶盖放置到建筑结构的顶端位置进行嵌固处理,这样就可以使得地下室顶板不会出现开大洞的问题。同时,地下室柱截面的钢筋在进行施工设计的时候,要合理的对建筑结构的需求进行详尽的分析。
同时要对钢筋面积进行合理的掌控,使得柱截面的钢筋面积超过第一层钢筋面积的1.1倍。要将地下室的顶板梁柱点左右的横梁截面受力控制在同一方向上,并使得受力的和能够与受弯承载力相等,保障上段柱的受弯承载力能够超过下段受弯承载力的1.3倍。一般来说,建筑结构地下室的设计,要合理的保障地下室与上层剪力墙上各个构件纵向钢筋截面面积的大小,要保障纵向钢筋的截面面积与上一层纵向钢筋的截面面积相一致或者是大于上一层的钢筋截面面积。
1.2 高层建筑地下室设计时需注意的问题
高层建筑结构的地下室在设计的过程中,首先要充分的考虑到各种不同的不利影响因素,如地下荷载以及上部荷载等。在清楚的了解各种不同的不利影响因素的情况下,就能够有效的采取应对的手段,使得这种不利影响降到最低,从而确保地下室能够得到合理的设计,保障设计的质量和效果。其次,在对建筑结构地下室进行设计的过程中,还需要充分的考虑到地下水位这一因素,针对地下水位的标高进行合理的预测,严格的依据的地下室的应用时间,以及水位的最高状况等,来计算得出最高水位的具置,根据计算的结果,就能够清楚的了解到建筑抗浮需求,并且也可以利用加配重等方式来进行抗浮处理。
1.3 地下室缝隙设计
建筑结构地下室的设计中,不应该进行变形缝的设计。在地下室缝隙的伸缩量超过了标准伸缩量的范围,那么就需要在地下室中进行顶板、底部以及墙板后浇带的设置。所布设的后浇带,其宽度要控制在800mm范围内,而后浇带的布设位置可以在剪力墙的中间位置上也可以在柱距三等分的位置处。
然而,在对后浇带进行布设的时候,要注意保障梁与后浇带呈现正相交的关系,在竖向上,后浇带要贯穿建筑结构地下室的内跨,并且要注意在底板上以及外墙上均进行防水层的铺设,后浇带在关注2个月的时间后,并等到混凝土的强度得到一定的升级后,就可以借用入模的方式来对无收缩的混凝土进行降温处理。建筑结构地下室的设计中,需要将地下室的底部的薄底板与地下室主体结构上厚底板的交接点当做是集中点,针对这一点进行设计的过程中,需要把控好配筋的厚度以及截面的厚度,从而使得建筑结构地下室可以保障设计的质量。
2 抗震结构分析要点
针对建筑结构地下室进行抗震设计的过程中,要严格的依据建筑所需的抗震等级来进行设计,确保抗震的强度,并针对抗震墙进行合理的设计,在抗震设计的底部区域进行合理的抗震设计,之所以要这样做,就是为了能够抗震墙的加强范围可以得到有效的拓宽,同时,在墙体的边缘位置进行相关构件的强化处理,针对横向的钢筋进行箍筋处理,这样能够使得墙体的抗震性能可以得到有效的加强处理,这在一定程度上使得墙体的脆性得以有效的规避,从而确保了建筑的完整性,使得建筑的抗震性能得以提升。
在针对地下室的抗震设计进行规范化处理的过程中,还没有建构相关的抗震设计文献,对于抗震墙的高度也没有明确的进行说明,但是,地下室底部所需要的加强高度与抗震墙的高度之间却有着较强的联系,如果都在发现问题的时候,不能够及时的进行解决,就会使得建筑在施工上存在较大的困难,所以,在对建筑结构地下室进行抗震设计的时候,必须要对高度做出详细的规定,并设计出具体的地下室高度。
3 地下室的建筑嵌固位置分析
目前,绝大部分地下室为钢筋混凝土结构,在对此类结构进行分析前,一定要确定结构的嵌固端位置,这关系到计算机模型与实际受力态势的吻合度。根据《建筑抗震规范》中的相关要求,在对高层建筑建造地下室是,必须确保其顶板能够被作为上部建筑结构的嵌固端,为了达到这一要求,就必须从以下几个方面着手:
3.1 结构材料方面
在对地下室进行设计时,为了使其达到相关要求,最好选用现浇梁板结构,且所用楼板厚度不能低于180mm,选用的混凝土强度不能低于C30,同时还必须选择双层双向的配筋形式,但每层每个方向的配筋率不能低于0.25%。为了满足上述条件,就必须对楼板厚度以及配筋的设计进行严格把关,与梁板结构的地下室相比,无梁楼盖平面结构外部的刚度相对较小,其在实际建设过程中不能满足刚性楼板的基本要求。基于此,在对建筑结构的地下室进行设计时,对于无梁楼盖平面结构一定要慎用,最好选用现浇梁板结构。
3.2 塔大底盘地下室刚度设计
在对多塔大底盘的地下室进行设计时,须对地下室楼层结构的剪切刚度进行合理计算,确保地下室的整体刚度与全部楼层的刚度比复合高层建筑的基本刚度比要求。在对每一栋塔楼范畴内的地下室剪切刚度进行设计时,须确保其刚度大于塔楼上部结构剪切刚度的1.5倍。
3.3 单层地下室的建设
在对单层地下室结构进行设计时,须选择合适的基础底板来作为整个结构的嵌固端,以便于满足建筑整体结构的嵌固要求。通过对基础底板进行适当的选择,可以使基础"无线刚"假定得以利用,这也是确保首层楼面造型可以灵活设计的基本条件。即在对首层楼面进行建设时,选择无梁楼盖或楼面存在大开洞均不会对设计的准确性产生影响。不过在对防空抗暴地下室进行建设时,其顶板以及墙体都必须具备相应的刚度,确保其能被作为建筑结构上部的嵌固端。
结束语
在对高层建筑的地下室进行设计时,一定要根据地基、建筑结构等具体情况来对其进行合理设计,以便于更好的满足人们的生活需求,提高地下空间的利用率,为城市发展提供便利。
参考文献
[1]尤志鹏,王伟.小议地下室防水设计要点[J].科技致富向导,2013(8).
[2]于永杰.浅谈建筑结构地下室设计要点[J].科技风,2012(24).