對(duì)地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思考分析

1、<p>　　對(duì)地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思考分析</p><p>　　摘要：隨著高層建筑的飛速發(fā)展，其建筑設(shè)備用房、地下消防水池和汽車停車位多功能都應(yīng)用在地下室，因此在高層建筑設(shè)計(jì)中，地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難點(diǎn)繁多、意義重大。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗浮抗震荷載 </p><p>　　中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p>

2、<p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　隨著人們對(duì)地下空間需求的不斷增長(zhǎng),地下工程在整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目中所占的比重還會(huì)越來越大。由于地下工程材料消耗大、建造周期長(zhǎng)、不確定因素多、環(huán)境復(fù)雜、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、施工工期、使用效果以及建造費(fèi)用產(chǎn)生巨大的影響。所以，每個(gè)設(shè)計(jì)人員都應(yīng)重視地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題，力求使項(xiàng)目取得最大經(jīng)濟(jì)利益和預(yù)期

3、的使用功能。以下就地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的部分設(shè)計(jì)要點(diǎn)展開討論。 </p><p>　　二、地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) </p><p><b>　　(一）抗浮設(shè)計(jì) </b></p><p>　　對(duì)于具有大底盤地下室的高層建筑群體而言,塔樓部分一般在使用階段不會(huì)存在抗浮問題,但裙房及純地下室部分經(jīng)常會(huì)有抗浮不滿足要求。所以，地下室抗浮設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)方案中不可少的

4、環(huán)節(jié)。在設(shè)計(jì)地下室的抗浮前，要先確定科學(xué)合理的抗浮設(shè)防水位，才能根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)抗浮。而地下室抗浮設(shè)計(jì)主要有以下幾種方法： </p><p>　?。?）在建筑允許的情況下,盡可能提高基坑坑底的設(shè)計(jì)標(biāo)高,間接降低抗浮設(shè)防水位；① 采用平板式筏板基礎(chǔ)。② 樓蓋提倡使用寬扁梁或無梁樓蓋。 </p><p>　?。?）增加地下室的重量；① 增加地下室的重量是解決地下室抗浮問題的一個(gè)直接有效的方法,

5、但這種方法還應(yīng)該結(jié)合地基土的承載力而定；② 在對(duì)主體結(jié)構(gòu)的地基承載力進(jìn)行深度修正時(shí),增加地下室的重量可以提高主體結(jié)構(gòu)的有效埋置深度,從而提高了主體結(jié)構(gòu)修正后的地基承載力特征值。 </p><p>　?。?）設(shè)置抗浮樁；但這種抗浮方法有一定的弊端?！翱垢丁遍L(zhǎng)期起著“抗壓樁”的作用,這種“反作用”將阻礙有抗浮要求的地下室的合理沉降,而這種變化將會(huì)使不設(shè)縫的大底盤地下室在主體結(jié)構(gòu)和裙房之間產(chǎn)生更大的不均勻沉降差；同時(shí)

6、設(shè)置抗浮樁后,計(jì)算基礎(chǔ)底板內(nèi)力及配筋時(shí)應(yīng)考慮地下水壓力,這樣也會(huì)增加基礎(chǔ)底板的荷載。 </p><p><b>　　（二）抗震設(shè)計(jì) </b></p><p>　　在地下室設(shè)計(jì)中，若設(shè)計(jì)不當(dāng)，將對(duì)其整體的抗震性能會(huì)產(chǎn)生很大的影響。而一般的抗震等級(jí)要求有。 </p><p>　　（1）地下一層相關(guān)范圍的抗震等級(jí)應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同，地下室一層以下樓層以

7、下抗震構(gòu)造措施的抗震等級(jí)可逐層降低一級(jí)，但不應(yīng)低于四級(jí)；對(duì)超出上部主樓相關(guān)范圍且無上部結(jié)構(gòu)的部分，可根據(jù)具體情況采用三級(jí)或四級(jí)。 </p><p>　?。?）地下室有一側(cè)或二側(cè)開敞：在滿足規(guī)范剛度及構(gòu)造要求時(shí)，仍可按嵌固考慮，但由于土的約束作用減小，所以地下各層抗震等級(jí)均取與上部結(jié)構(gòu)相同。 </p><p>　?。?）半地下室：半地下室指房間地平面低于室外地平面的高度超過該房間凈高的1/3

8、，且不超過1/2者。在頂板滿足嵌固條件時(shí)， 地下一層抗震等級(jí)同上部結(jié)構(gòu)，地下二層可比地下一層減一級(jí)考慮。半地下室的埋深地下室外地面以上的高度時(shí)，不計(jì)其層數(shù)，即可仍然當(dāng)做地下室處理；（4）地下一層以下樓層抗震等級(jí)，7度不宜低于四級(jí)、8度不宜低于三級(jí)、9度不宜低于二級(jí)；對(duì)于乙類建筑，6度不宜低于四級(jí)、7度不宜低于三級(jí)、8度不宜低于二級(jí)。同時(shí)，在進(jìn)行地下室的抗震設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮其與建筑物嵌固方式：A.頂板嵌固時(shí)，先采用底部剪力法計(jì)算地下室結(jié)構(gòu)水

9、平地震作用及結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：a.抗震墻底部加強(qiáng)部位的高度應(yīng)從地下室頂板算起,部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)位于地下室內(nèi)的框支層不計(jì)入規(guī)范允許框支層數(shù)之內(nèi)；b.與地上一層相連的地下室各層抗震墻的截面尺寸和邊緣構(gòu)件的縱向鋼筋配筋率不應(yīng)小于地上一層對(duì)應(yīng)的抗震墻；若地下一層抗震墻的截面尺寸和邊緣構(gòu)件的縱向鋼筋配筋率大于地上一層對(duì)應(yīng)的抗震墻時(shí),地下二層及以下各層抗震墻的截面尺寸和邊緣構(gòu)件的縱向鋼筋配筋率不應(yīng)小于地下一層對(duì)應(yīng)的抗震墻。B.基礎(chǔ)頂部嵌

10、固時(shí)：a.不考慮地下室結(jié)構(gòu)水平地震作用降低</p><p>　　圖1基礎(chǔ)頂部嵌固時(shí)抗震墻底部加強(qiáng)部分的高度 </p><p><b>　　（三）荷載計(jì)算 </b></p><p>　?。?）豎向荷載有上部及各層地下室頂板傳來的荷載和外墻自重；水平荷載有室外地坪活荷載、側(cè)向土壓力、地下水壓力、人防等效靜荷載。 </p><p&

11、gt;　?。?）室外活荷載：一般民用建筑的室外地面，施工活荷載宜取10kN/m2。室內(nèi)（一般指住宅樓平面范圍內(nèi)）部分宜取5kN/m2。其與覆土、消防車活荷及人防荷載不同時(shí)考慮，且應(yīng)在施工圖中注明相關(guān)要求。當(dāng)室內(nèi)部分考慮施工荷載時(shí)，室內(nèi)隔墻可不考慮。 </p><p>　　另外覆土厚度可以根據(jù)園林的寬度取值 如果園林寬度較榨可以覆土薄些，這樣可以更準(zhǔn)確計(jì)算覆土荷載，使覆土取值值比較符合綠化和達(dá)到經(jīng)濟(jì)性。 </

12、p><p>　?。?）水壓力：水位高度可按最近3～5年的最高水位確定，不包括上層滯水。 </p><p>　　（4）土壓力：a. 當(dāng)?shù)叵率也捎么箝_挖方式，無護(hù)坡樁或連續(xù)墻支護(hù)時(shí)，地下室外墻承受的土壓力宜取靜止土壓力，土壓力系數(shù)K0，對(duì)一般固結(jié)土可取K0=1-sinφ(φ為土的有效內(nèi)摩擦角)，一般情況可取0.5。 地下水位以下土的容重，可近似取11kN/m2。 </p><p

13、>　　實(shí)際上，風(fēng)荷載和地震區(qū)地面運(yùn)動(dòng)使土壓力超過靜態(tài)土壓力而有所增加，但其對(duì)外墻平面外產(chǎn)生的內(nèi)力較小，可以不予考慮。 </p><p>　　（5）風(fēng)荷載：地下室在底面以下，不受風(fēng)荷載的影響；如果地下室層數(shù)不填0，表示有地下室，程序自動(dòng)取地下室部分的基本風(fēng)壓為0，并從上部結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載中自動(dòng)扣除地下室部分的高度。 </p><p>　?。ㄋ模┗A(chǔ)形式的選取及計(jì)算分析方法 </p>

14、;<p>　　現(xiàn)代高層建筑大都為大底盤多塔樓式建筑群,由于上部結(jié)構(gòu)荷載差異巨大,導(dǎo)致基底反力相差很大,因此,對(duì)基礎(chǔ)而言,有必要根據(jù)不同的上部結(jié)構(gòu)形式、上部結(jié)構(gòu)荷載大小、地基的承載力及壓縮模量等問題,因地制宜地采用不同的基礎(chǔ)形式。而一般常用的基礎(chǔ)形式有:筏板基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)、樁筏和樁箱基礎(chǔ)等。 </p><p>　?。?）平板式筏板基礎(chǔ)和梁板式筏板基礎(chǔ)的適用范圍 </p><p>

15、;　　相鄰柱間距及柱荷載差別較小時(shí)適用平板式筏板基礎(chǔ),反之則宜采用梁板式筏板基礎(chǔ)。通常,在材料用量相當(dāng)?shù)那闆r下,梁板式筏板基礎(chǔ)的剛度較平板式筏板基礎(chǔ)大,底板標(biāo)高變化較多時(shí)宜采用平板式筏板基礎(chǔ)。 </p><p>　　（2）梁高、板厚的選取及計(jì)算方法 </p><p>　　目前計(jì)算筏板基礎(chǔ)時(shí),常用的方法有“倒樓蓋”方法、彈性地基梁板方法和有限元分析方法,其中“倒樓蓋”方法是一種傳統(tǒng)方法,按該

16、法進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),基礎(chǔ)內(nèi)力按基底反力直線分布進(jìn)行計(jì)算。基礎(chǔ)內(nèi)力按基底反力直線分布進(jìn)行計(jì)算時(shí),要求地基土比較均勻、上部結(jié)構(gòu)剛度較好、荷載分布比較均勻、梁板式筏板基礎(chǔ)梁的高跨比或平板式筏板基礎(chǔ)的厚跨比不小于1/6 ,當(dāng)不滿足上述要求時(shí)應(yīng)按彈性地基梁板計(jì)算。 </p><p>　?。?）基礎(chǔ)底板抗沖切驗(yàn)算及抗剪切計(jì)算 </p><p>　　梁板式筏基底板應(yīng)滿足受沖切承載力和受剪切承載力的要求,通

17、過對(duì)跨度從6～10m、長(zhǎng)寬比從1～3、板厚從400～1000mm 變化的梁板式筏基底板的計(jì)算來看,梁板式筏基底板都是受沖切承載力起控制作用,因此一般的梁板式筏基底板可以不進(jìn)行底板受剪切承載力的驗(yàn)算。對(duì)于平板式筏基而言,底板的柱下及核心筒邊的抗沖切驗(yàn)算則必不可少,且應(yīng)考慮不平衡彎矩的作用,尤其是邊柱和角柱。 </p><p>　?。?）采用平板式筏板基礎(chǔ)時(shí),宜設(shè)置平面尺寸較大的柱帽。當(dāng)有條件時(shí)設(shè)置上翻式柱帽,沒條件

18、時(shí)設(shè)置下翻式柱帽。設(shè)置柱帽有以下優(yōu)點(diǎn):a.解決底板抗沖切問題；b.減小底板的計(jì)算跨度；c.減小支座負(fù)筋。 </p><p><b>　　四、結(jié)束語 </b></p><p>　　高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顯然是一個(gè)復(fù)雜的過程，但是，只要把握設(shè)計(jì)要點(diǎn)，抓住設(shè)計(jì)重點(diǎn)，以合理的設(shè)計(jì)為前提，進(jìn)行全面考慮，使建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作發(fā)揮其最大的經(jīng)濟(jì)作用和社會(huì)效益、戰(zhàn)略效益。 <

19、/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　【1】地下工程防水技術(shù)規(guī)程(GB50108—2008)【S】． </p><p>　　【2】建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB5001 1-2010)【S】 </p><p>　　【3】李享，譚素群，地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的若干問題【J】山西建筑，2007 </p>