2020年建筑工程中地下室结构设计探析论文

建筑工程中地下室结构设计分析论文关键词：建筑工程；地下室结构设计；结构平面设计；抗震设计摘要：随着高层建筑的快速发展，其多功能建筑设备房、地下消防水池和停车场都应用于地下室。因此，在高层建筑设计中，地下室的结构设计是一个难点，具有重要意义。本文分析了地下室结构设计中的难点问题，并提出了优化设计方案。目前，城市土地资源日益稀缺，建筑和城市交通逐渐向地下发展。然而，由于其功能和结构，大多数建筑都配有地下室。随着建筑层数的增加，地下结构已经发展到多层。地下结构的结构设计、施工和防水日益成为建筑工程领域关注的焦点。由于地下室工程施工环境特殊，隐蔽性大，涉及工种多，施工复杂，也容易出现质量问题，因此对设计和施工有一定的特殊要求。地下室工程涉及的专业极其复杂。建筑地下室结构设计时，应考虑防火、使用功能、人防要求、设备间及管道、隧道、排水、通风、照明等各专业的配合。应该全面考虑。对于地下室较大的高层建筑群体，使用阶段塔楼部分一般不存在抗浮问题，但裙楼和纯地下室往往存在抗浮问题。另外，实际的地下室抗浮设计通常只考虑正常使用极限状态，对施工过程和洪水期重视不够，施工过程中抗浮不足造成局部破坏。此外，地下室防水工程是一个系统工程，涉及设计、施工、材料选择等诸多因素，给地下室结构设计带来各种困难，一般概括如下：(1)结构平面设计；(2)抗震设计；(3)地下室抗浮防渗设计；(4)外墙结构设计。(a)结构平面设计高层建筑地下室结构设计中，防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、隧道、排水、通风、照明等各专业的配合。应全面考虑。例如，当地下室的长度超过设计中规定的长度时，有必要与结构专业合作以确定是否设置变形缝。通常，变形缝的设置应尽可能少或不设置，因为设置变形缝会使变形缝的防水处理复杂化。设计人员可以通过设置后浇带、合理使用混凝土外加剂或在地面设置接缝、不在地面设置接缝来达到不设接缝的目的。如果地下室太长，设置后浇带很难解决，设计人员应合理调整平面，将地下室分成几个小地下室，中间用窄通道连接，以满足使用和管道连接的要求，同时在通道处设置变形缝，这样可以减少接缝，减少应力，便于补救。在结构设计中，应合理设置照明和通风井。如果高层建筑中照明和通风井的位置设计不当，如在侧墙外增设一个长照明井，照明井的外壁不能与地下室顶板整体连接，将导致地下室失去保证结构稳定的功能，上部地震和风力不能有效传递到侧墙和地面，不能满足高层建筑的埋深要求。(2)抗震设计一般来说，地下室抗震设计中常见的问题有：多层建筑中半地下室的深度不够，包括半地下室在内的层数已达8层，层数和总高度超过要求，违反了GB50011-xx第7.1.2条。地下室的顶板是上部结构的固定端。Th如果地下室设计不当，将对其整体抗震性能产生很大影响。根据施工图审查的要点，一般来说，半地下室的埋深应大于地下室外地面的高度，以便不计算层数，总高度可从室外地面计算。地下室墙柱与上部结构墙柱应协调统一。地下室顶板室内外表面的标高变化，当标高变化超过梁高范围时，将形成错层，应采取一定措施处理，否则不应作为上部结构的一部分。相关规范明确规定，作为上部结构部分的地下室顶板应采用梁板结构，无梁楼盖不得作为上部结构部分。结构计算应向下计算至地下室楼层或满足要求的楼层，但剪力墙底部钢筋区的层数应从地面向上计算，并应包括地下楼层。(3)地下室抗浮防渗设计一般来说，这种设计的常见问题是：地下水位不是根据勘察报告确定的，或者勘察报告没有提供计算浮力及其变化的地下水位，这违反了GB50007-xx第3.0.2条；坡道未进行抗浮计算，坡道与主体之间的接缝未处理。抗浮计算不符合要求，且不符合GB50009-xx第3.2.5条等。地下水位及其变化是地下室抗浮设计的重要依据。在实际的地下室抗浮设计中，只考虑正常使用的极限状态，对施工过程和洪水期重视不够，导致地下室施工过程中抗浮不足造成局部破坏。此外，许多高层和低层建筑通常建在同一大面积地下室的上部。由于地下室面积大，形状不规则，且地下室上部没有建筑物，这种抗浮问题比较难处理，必须经过认真分析后处理。除了满足应力要求，地下室结构设计还应注重抗渗性。由于钢筋混凝土结构通常带有裂缝，通常可采取以下措施来实现抗渗性：(1)补偿收缩混凝土。在混凝土中加入微膨胀剂，用混凝土的膨胀值抵消混凝土的最终收缩值。当差值大于或等于混凝土的极限抗拉强度时，裂缝可以得到控制；(2)膨胀区。膨胀剂在混凝土中的膨胀变形不能完全补偿混凝土的早期收缩变形，但补偿收缩混凝土带的设置可以实现混凝土的连续浇筑和无缝施工。(3)后浇带。后浇带作为混凝土早期和短期释放粘结力的技术措施，已经得到了很大的改进，并广泛应用于长期变形缝。(4)提高钢筋混凝土的抗拉强度。混凝土应考虑添加抗变形钢筋，如在侧墙水平温度钢筋来加强混凝土表面。侧墙受底板和顶板的约束，混凝土的膨胀和收缩不一致，因此可以在墙中间设置水平暗梁来抵抗拉力。当然，在采取上述措施时，应注意混凝土的养护。(4)外墙结构设计地下室外墙是结构设计的重点，应根据水和土压力进行验算。设计中应注意以下要求：(1)荷载。地下室外墙承受的荷载分为水平荷载和垂直荷载。竖向荷载包括上部和地下室结构的楼板转移重量和自重，而水平荷载包括地面荷载、侧向土压力和人防等效静荷载。在实际工程设计中，风荷载或地震产生的竖向荷载和内力一般没有控制作用。墙体配筋主要由竖向墙面水平荷载产生的弯矩决定，通常不考虑与竖向荷载相结合的弯曲效应，弯曲配筋仅根据墙板弯曲计算。(2)静土压力系数。静土压力应通过试验确定。当试验条件不具备时，砂土取0.34 0.45，粘性土取0.5 0.7。(3)地下室外墙配筋计算。在实际设计中，在外墙配筋计算中，带扶壁的外墙配筋不是按扶壁的尺寸计算，而是按双向板计算。支墩的加固是根据地下室结构的整体计算机分析结果进行的，支墩的加固不是根据外墙双向板传递的荷载进行验算。根据外墙与扶壁变形协调的原则，本设计将使外墙竖向配筋不足，扶壁配筋不足，外墙水平配筋过剩。因此，在计算地下室外墙配筋时，对于与垂直于外墙方向的钢筋混凝土内隔墙连接的外墙板或外墙扶壁柱截面尺寸较大的外墙板，如高层建筑的外框柱之间，宜按双向板计算配筋，其余按竖向单向板计算。对于竖向荷载较小的外墙扶壁，还应适当加强内外主筋。外墙水平配筋应根据扶壁的截面尺寸，在外侧用短水平负筋适当加固，外墙转角处也应适当加固。计算地下室外墙时，底部为固定支撑(即底板为外墙的嵌固端)，侧壁底部的弯矩等于相邻底板的弯矩，底板的抗弯能力不应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最为典型。车道的侧壁为悬臂构件，底板的抗弯强度不应小于侧壁底部的抗弯强度。高层建筑地下室结构设计显然是一个复杂的过程。但是，只要抓住设计要点，抓住设计要点，以