地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

1、<p>　　地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題</p><p>　　摘要：地下建筑空間的開(kāi)發(fā)因其能夠有效解決城市用地矛盾而受到各方的關(guān)注。然而，由于地下空間的特殊環(huán)境及其復(fù)雜性，也給地下室工程的設(shè)計(jì)帶來(lái)了一系列技術(shù)問(wèn)題。本文對(duì)地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的幾個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行了歸納和總結(jié)，提出了解決相關(guān)問(wèn)題應(yīng)采取的具體措施。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：建筑工程;地下室;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </

2、p><p>　　中圖分類號(hào)： TU198文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　伴隨著大規(guī)模的城市建設(shè)，對(duì)地下空間的利用越來(lái)越重視，地下工程越來(lái)越多，基本上每個(gè)工程都會(huì)有地下室，地下工程在整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目中所占的比重越來(lái)越大,地下工程材料消耗大、建造周期長(zhǎng)、施工難度大,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞將會(huì)對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)周期、

3、施工工期以及建造費(fèi)用產(chǎn)生巨大的影響。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須深度掌握其設(shè)計(jì)常識(shí)及要點(diǎn)。 </p><p>　　一、地下室設(shè)計(jì)需要考慮的因素 </p><p>　　地下室設(shè)計(jì)必須考慮上部建筑高度、結(jié)構(gòu)形式，包括結(jié)構(gòu)剛度及分布、整體性、荷載大小等；計(jì)算參數(shù)中必須根據(jù)上部結(jié)構(gòu)考慮是否采用模擬施工二，確定合理的地基反力模型及抗傾覆計(jì)算模型。 </p><p>　　設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)工程地

4、質(zhì)條件選擇適宜的基礎(chǔ)形式，保證地基承載力、沉降、底板變形和內(nèi)力的統(tǒng)一；合理確定水壓力，進(jìn)行抗浮設(shè)計(jì)、防水設(shè)計(jì)等。 </p><p>　　地下室作為上部結(jié)構(gòu)與地基基礎(chǔ)的銜接部位，必須考慮地震作用及風(fēng)荷載向基礎(chǔ)傳遞，保證水平力傳遞途徑、變形協(xié)調(diào)及反力重分配。 </p><p>　　地下室設(shè)計(jì)中需考慮周邊環(huán)境房屋、管線、地鐵等，必要時(shí)應(yīng)與基坑支護(hù)單位密切配合，確定適宜的支護(hù)形式。 </p&

5、gt;<p>　　二、地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 </p><p><b>　　1、荷載 </b></p><p>　　地下室結(jié)構(gòu)荷載包括核爆動(dòng)荷載（考慮人防）、上部建筑物自重、土壓力、水壓力及地下室自重等。規(guī)范給出了防空地下室不同部位應(yīng)考慮的荷載組合，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可依各工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行荷載組合。地下室各部位參與組合的荷載分別為：頂板：頂

6、板核爆動(dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，頂板靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值。側(cè)墻：豎向，頂板傳來(lái)的核爆動(dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值、靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值，上部建筑物自重標(biāo)準(zhǔn)值（僅有局部剪力墻部位），外墻自重標(biāo)準(zhǔn)值；橫向，核爆動(dòng)荷載產(chǎn)生的水平動(dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值、土壓力、水壓力。內(nèi)承重墻（柱）：頂板核爆動(dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值、靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值，上部建筑物自重，內(nèi)承重墻自重標(biāo)準(zhǔn)值。應(yīng)對(duì)比戰(zhàn)時(shí)所增加的頂板核爆動(dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值與平時(shí)各樓層的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值之和，由大的荷載起控制作用?；A(chǔ)：底板核爆動(dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，上部建筑物自重標(biāo)準(zhǔn)值，頂

7、板傳來(lái)靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值，地下室墻身自重標(biāo)準(zhǔn)值。防空地下室進(jìn)行荷載組合時(shí)，主要解決核爆動(dòng)荷載作用下如何確定同時(shí)存在的靜載問(wèn)題 </p><p>　　2、荷載組合和內(nèi)力分析 </p><p>　　作用在防空地下室結(jié)構(gòu)上的荷載,應(yīng)包括核爆動(dòng)荷載、上部建筑物自重、土壓力、水壓力及防空地下室的自重等,規(guī)范中對(duì)防空地下室不同部位應(yīng)考慮的荷載組合給出了一個(gè)表格,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)各工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)合表中確定所

8、需進(jìn)行荷載組合的項(xiàng)目。在進(jìn)行荷載組合時(shí),需要明確兩個(gè)問(wèn)題:一是對(duì)于甲類防空地下室結(jié)構(gòu)應(yīng)分別考慮平時(shí)使用狀態(tài)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載、戰(zhàn)時(shí)常規(guī)武器爆炸等效靜荷載與靜荷載同時(shí)作用以及戰(zhàn)時(shí)核武器爆炸等效靜荷載與靜荷載同時(shí)作用這三種組合,取最不利的組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。二是上部建筑物質(zhì)自重標(biāo)準(zhǔn)值的確定,規(guī)范已詳細(xì)說(shuō)明了各種不同的上部結(jié)構(gòu)型式,在進(jìn)行荷載組合時(shí)可分為全部考慮、考慮一半和不考慮三種情況,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析確定。 </p><p>

9、;　　3、地下室外墻的配筋計(jì)算 </p><p>　　實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí)，在帶扶壁柱的外墻配筋計(jì)算方法是按雙向板計(jì)算配筋，而不是根據(jù)扶壁柱的尺寸大小來(lái)計(jì)算。而扶壁柱不是按外墻雙向板傳遞荷載算其配筋，而是根據(jù)地下室結(jié)構(gòu)的整體電算分析結(jié)果來(lái)配筋。這樣設(shè)計(jì)會(huì)使外墻豎向受力筋配筋偏少、扶壁柱配筋不足，而外墻的水平分布筋過(guò)多。在計(jì)算地下室外墻的配筋時(shí)，除了垂直于外墻方向部分有鋼筋混凝土的，內(nèi)隔墻之間有相連的外墻板塊或者扶壁柱橫

10、截面積較大的外墻板塊需要用雙向板計(jì)算之外，其他形式的外墻通常都按豎向單向板計(jì)算配筋。豎向載荷小的外墻扶壁柱，無(wú)論是外墻轉(zhuǎn)角處還是內(nèi)外側(cè)的主筋部分都需做適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)。扶壁墻的截面積的大小則是界定外墻水平分布筋的依據(jù)。在計(jì)算地下室外墻時(shí)底部支座應(yīng)固定，并且它的厚度要和配筋量匹配。側(cè)壁的抗彎能力比底板的大，而彎矩則和底板相等。 </p><p><b>　　4、地下水及抗浮 </b></p&g

11、t;<p>　　地下水位及其變幅是地下室抗浮設(shè)計(jì)重要依據(jù)，實(shí)際地下室抗浮設(shè)計(jì)中往往只考慮正常使用極限狀態(tài)，對(duì)施工過(guò)程和洪水期重視不足，因而會(huì)造成施工過(guò)程中由于抗浮不夠出現(xiàn)局部破壞。另外，實(shí)際中在同一整體大面積地下室上建有多棟高層和低層建筑，而地下室面積大，形狀又不規(guī)則，加之局部上方?jīng)]有建筑，此類抗浮問(wèn)題也相對(duì)比較難以處理，須作細(xì)致分析處理。 </p><p>　　常見(jiàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題如：地下水位未按勘察報(bào)告

12、確定，或勘察報(bào)告未提供計(jì)算浮力的地下水位及其變幅，違反了GB50007-2011第3.0.2條的要求；斜坡道未進(jìn)行抗浮驗(yàn)算，斜坡道與主體分縫處未作處理；抗浮驗(yàn)算不滿足規(guī)范GB50007-2011第5.4.3條的要求。 </p><p><b>　　5、超長(zhǎng)處理措施 </b></p><p>　　隨著地下空間最大限度的開(kāi)發(fā)利用，地下室超長(zhǎng)超大已非常普遍。由于設(shè)置變形縫會(huì)

13、使變形縫處的防水處理變得復(fù)雜，因此，地下室結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能少設(shè)縫或不設(shè)縫。地下室結(jié)構(gòu)雖然受溫度變化的影響較地上結(jié)構(gòu)小，但是對(duì)于體型龐大的超長(zhǎng)地下室結(jié)構(gòu)，由于混凝土的干縮、施工期間的水泥水化熱和溫度應(yīng)力導(dǎo)致地下室裂縫等結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)問(wèn)題仍然不容忽視，必須采取有效措施來(lái)解決混凝土收縮及徐變和溫度應(yīng)力問(wèn)題。在超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用“抗與放”的裂縫控制原則，采用“抗放兼施”的方法，以確保滿足設(shè)計(jì)要求。目前比較成熟的做法有：1）選用低水化熱水泥（如礦渣硅酸鹽

14、水泥或普通硅酸鹽水泥）；2）采用低強(qiáng)度等級(jí)混凝土（宜≤C35）；3）采用粉煤灰混凝土技術(shù)，采用60d或90d齡期的強(qiáng)度指標(biāo)作為混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度；4）設(shè)置施工（伸縮）后澆帶，釋放約束力，控制早期裂縫；5）設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶；6）采用補(bǔ)償收縮（微膨脹）混凝土，在混凝土中摻入U(xiǎn)EA、HEA等微膨脹劑，利用膨脹劑的補(bǔ)償收縮功能解決混凝土硬化過(guò)程中的收縮開(kāi)裂；7）采用抗裂混凝土；8）提高構(gòu)件的抗拉性能，增加水平溫度鋼筋（采用變形鋼筋），減小鋼筋間距（不

15、大于150mm），以控制溫度裂縫；9）采用預(yù)應(yīng)</p><p>　　三、建筑工程地下室結(jié)構(gòu)中的設(shè)計(jì)要點(diǎn) </p><p>　　1、地下室結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì) </p><p>　　地下室的全部施工工程極為復(fù)雜，在設(shè)計(jì)高層建筑的地下室時(shí)，必須要考慮到防火和最終的使用功能，根據(jù)人防要求，結(jié)合管坑道、排水、通風(fēng)、采光等專業(yè)知識(shí)進(jìn)行最終的設(shè)計(jì)。當(dāng)?shù)叵率业慕ㄔO(shè)長(zhǎng)度超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定的長(zhǎng)度時(shí)

16、，就需要結(jié)合專業(yè)結(jié)構(gòu)去設(shè)置變形縫，減少變形縫的設(shè)計(jì)甚至可以根據(jù)具體情況不予設(shè)計(jì)，以避免讓變形縫處的防水處理功能變得復(fù)雜。設(shè)計(jì)人員還可以依靠設(shè)置后澆帶和合理使用混凝土外加劑來(lái)調(diào)整地下平面，通過(guò)分割地下室的方法，滿足使用要求。在地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該合理地設(shè)置采光通風(fēng)井，在側(cè)壁外附加通長(zhǎng)采光井，還要避免采光井外壁不能與地下室頂板整體連接的弊端，確保地下室結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定功能，有效將上部的地震及風(fēng)力作用傳至側(cè)壁及地面。 </p>&

17、lt;p>　　2、地下室的抗震設(shè)計(jì) </p><p>　　地下室的抗震設(shè)計(jì)也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最重要的環(huán)節(jié)之一，也影響著建筑工程的整體抗震性。在設(shè)計(jì)的施工圖審中對(duì)于審查要求必須進(jìn)行嚴(yán)格要求，確保半地下室的埋深要求高于地下室的外地面，地下室的墻柱與上部結(jié)構(gòu)的墻柱協(xié)調(diào)一致，并采取適當(dāng)?shù)姆绞绞沟叵率翼敯迨覂?nèi)外板面的標(biāo)高變化最終形成錯(cuò)層。在上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室摟層的頂樓蓋應(yīng)采用梁板結(jié)構(gòu)，并合理計(jì)算地下室樓層或底板的固

18、定要求。 </p><p>　　3、地下室保護(hù)層設(shè)計(jì) </p><p>　　對(duì)于地下室保護(hù)層和墊層厚度的設(shè)計(jì)中，必須保證相應(yīng)的結(jié)構(gòu)厚度保持有250mm，裂縫寬度則不能超過(guò)0.2mm，迎水面的鋼筋保護(hù)層厚度保持在50mm。充分確保結(jié)構(gòu)厚度以及迎水面鋼筋保護(hù)層厚度大于規(guī)范限值，從而確保地下室保護(hù)層的質(zhì)量。 </p><p>　　4、地下室基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p&

19、gt;<p>　　地下室基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須滿足強(qiáng)度和變形問(wèn)題的要求，根據(jù)不同的實(shí)際情況，采取相應(yīng)的圍護(hù)措施確?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)的施工現(xiàn)場(chǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)安全經(jīng)濟(jì)省時(shí)的設(shè)計(jì)目的。在內(nèi)支撐的設(shè)置中必須確保整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)的合理性，滿足設(shè)計(jì)內(nèi)力要求，方便于對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和附近建筑的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)信息化施工目的，從而保證施工質(zhì)量和施工安全。 </p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ) </b></p

20、><p>　　在建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員要綜合分析整體建筑結(jié)構(gòu)的具體情況，綜合考慮到建筑的防火，防震，通風(fēng)，采光等各個(gè)方面的因素，在滿足建筑基本功能的前提下，做出創(chuàng)意設(shè)計(jì)，選擇合理的結(jié)構(gòu)方案。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]GB50009-2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 </p>&l