地下室結構設計中應注意的幾個問題

1、<p>　　地下室結構設計中應注意的幾個問題</p><p>　　摘要：地下建筑空間的開發(fā)因其能夠有效解決城市用地矛盾而受到各方的關注。然而，由于地下空間的特殊環(huán)境及其復雜性，也給地下室工程的設計帶來了一系列技術問題。本文對地下室結構設計中常見的幾個重點問題進行了歸納和總結，提出了解決相關問題應采取的具體措施。 </p><p>　　關鍵詞：建筑工程;地下室;結構設計 </

2、p><p>　　中圖分類號： TU198文獻標識碼： A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　伴隨著大規(guī)模的城市建設，對地下空間的利用越來越重視，地下工程越來越多，基本上每個工程都會有地下室，地下工程在整個建設項目中所占的比重越來越大,地下工程材料消耗大、建造周期長、施工難度大,結構設計的好壞將會對整個項目的設計周期、

3、施工工期以及建造費用產(chǎn)生巨大的影響。結構設計人員必須深度掌握其設計常識及要點。 </p><p>　　一、地下室設計需要考慮的因素 </p><p>　　地下室設計必須考慮上部建筑高度、結構形式，包括結構剛度及分布、整體性、荷載大小等；計算參數(shù)中必須根據(jù)上部結構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算模型。 </p><p>　　設計中應根據(jù)工程地

4、質(zhì)條件選擇適宜的基礎形式，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，進行抗浮設計、防水設計等。 </p><p>　　地下室作為上部結構與地基基礎的銜接部位，必須考慮地震作用及風荷載向基礎傳遞，保證水平力傳遞途徑、變形協(xié)調(diào)及反力重分配。 </p><p>　　地下室設計中需考慮周邊環(huán)境房屋、管線、地鐵等，必要時應與基坑支護單位密切配合，確定適宜的支護形式。 </p&

5、gt;<p>　　二、地下室結構設計中應注意的問題 </p><p><b>　　1、荷載 </b></p><p>　　地下室結構荷載包括核爆動荷載（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考慮的荷載組合，結構設計時可依各工程的結構特點，根據(jù)規(guī)范要求進行荷載組合。地下室各部位參與組合的荷載分別為：頂板：頂

6、板核爆動荷載標準值，頂板靜荷載標準值。側墻：豎向，頂板傳來的核爆動荷載標準值、靜荷載標準值，上部建筑物自重標準值（僅有局部剪力墻部位），外墻自重標準值；橫向，核爆動荷載產(chǎn)生的水平動荷載標準值、土壓力、水壓力。內(nèi)承重墻（柱）：頂板核爆動荷載標準值、靜荷載標準值，上部建筑物自重，內(nèi)承重墻自重標準值。應對比戰(zhàn)時所增加的頂板核爆動荷載標準值與平時各樓層的活荷載標準值之和，由大的荷載起控制作用?；A：底板核爆動荷載標準值，上部建筑物自重標準值，頂

7、板傳來靜荷載標準值，地下室墻身自重標準值。防空地下室進行荷載組合時，主要解決核爆動荷載作用下如何確定同時存在的靜載問題 </p><p>　　2、荷載組合和內(nèi)力分析 </p><p>　　作用在防空地下室結構上的荷載,應包括核爆動荷載、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)范中對防空地下室不同部位應考慮的荷載組合給出了一個表格,結構設計時可根據(jù)各工程的結構特點結合表中確定所

8、需進行荷載組合的項目。在進行荷載組合時,需要明確兩個問題:一是對于甲類防空地下室結構應分別考慮平時使用狀態(tài)的結構設計荷載、戰(zhàn)時常規(guī)武器爆炸等效靜荷載與靜荷載同時作用以及戰(zhàn)時核武器爆炸等效靜荷載與靜荷載同時作用這三種組合,取最不利的組合進行設計。二是上部建筑物質(zhì)自重標準值的確定,規(guī)范已詳細說明了各種不同的上部結構型式,在進行荷載組合時可分為全部考慮、考慮一半和不考慮三種情況,設計時應認真分析確定。 </p><p>

9、;　　3、地下室外墻的配筋計算 </p><p>　　實際設計應用時，在帶扶壁柱的外墻配筋計算方法是按雙向板計算配筋，而不是根據(jù)扶壁柱的尺寸大小來計算。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)地下室結構的整體電算分析結果來配筋。這樣設計會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多。在計算地下室外墻的配筋時，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算之外，其他形式的外墻通常都按豎向單向板計算配筋。豎向載荷小的外墻扶壁柱，無論是外墻轉(zhuǎn)角處還是內(nèi)外側的主筋部分都需做適當?shù)募訌姟７霰趬Φ慕孛娣e的大小則是界定外墻水平分布筋的依據(jù)。在計算地下室外墻時底部支座應固定，并且它的厚度要和配筋量匹配。側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計重要依據(jù)，實際地下室抗浮設計中往往只考慮正常使用極限狀態(tài)，對施工過程和洪水期重視不足，因而會造成施工過程中由于抗浮不夠出現(xiàn)局部破壞。另外，實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，此類抗浮問題也相對比較難以處理，須作細致分析處理。 </p><p>　　常見設計問題如：地下水位未按勘察報告

12、確定，或勘察報告未提供計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；斜坡道未進行抗浮驗算，斜坡道與主體分縫處未作處理；抗浮驗算不滿足規(guī)范GB50007-2011第5.4.3條的要求。 </p><p><b>　　5、超長處理措施 </b></p><p>　　隨著地下空間最大限度的開發(fā)利用，地下室超長超大已非常普遍。由于設置變形縫會

13、使變形縫處的防水處理變得復雜，因此，地下室結構應盡可能少設縫或不設縫。地下室結構雖然受溫度變化的影響較地上結構小，但是對于體型龐大的超長地下室結構，由于混凝土的干縮、施工期間的水泥水化熱和溫度應力導致地下室裂縫等結構超長問題仍然不容忽視，必須采取有效措施來解決混凝土收縮及徐變和溫度應力問題。在超長結構設計中，應用“抗與放”的裂縫控制原則，采用“抗放兼施”的方法，以確保滿足設計要求。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）采用低強度等級混凝土（宜≤C35）；3）采用粉煤灰混凝土技術，采用60d或90d齡期的強度指標作為混凝土設計強度；4）設置施工（伸縮）后澆帶，釋放約束力，控制早期裂縫；5）設置膨脹加強帶；6）采用補償收縮（微膨脹）混凝土，在混凝土中摻入UEA、HEA等微膨脹劑，利用膨脹劑的補償收縮功能解決混凝土硬化過程中的收縮開裂；7）采用抗裂混凝土；8）提高構件的抗拉性能，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）采用預應</p><p>　　三、建筑工程地下室結構中的設計要點 </p><p>　　1、地下室結構平面設計 </p><p>　　地下室的全部施工工程極為復雜，在設計高層建筑的地下室時，必須要考慮到防火和最終的使用功能，根據(jù)人防要求，結合管坑道、排水、通風、采光等專業(yè)知識進行最終的設計。當?shù)叵率业慕ㄔO長度超過設計規(guī)定的長度時

16、，就需要結合專業(yè)結構去設置變形縫，減少變形縫的設計甚至可以根據(jù)具體情況不予設計，以避免讓變形縫處的防水處理功能變得復雜。設計人員還可以依靠設置后澆帶和合理使用混凝土外加劑來調(diào)整地下平面，通過分割地下室的方法，滿足使用要求。在地下室的結構設計時還應該合理地設置采光通風井，在側壁外附加通長采光井，還要避免采光井外壁不能與地下室頂板整體連接的弊端，確保地下室結構的穩(wěn)定功能，有效將上部的地震及風力作用傳至側壁及地面。 </p>&

17、lt;p>　　2、地下室的抗震設計 </p><p>　　地下室的抗震設計也是結構設計中最重要的環(huán)節(jié)之一，也影響著建筑工程的整體抗震性。在設計的施工圖審中對于審查要求必須進行嚴格要求，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構的墻柱協(xié)調(diào)一致，并采取適當?shù)姆绞绞沟叵率翼敯迨覂?nèi)外板面的標高變化最終形成錯層。在上部結構嵌固部位的地下室摟層的頂樓蓋應采用梁板結構，并合理計算地下室樓層或底板的固

18、定要求。 </p><p>　　3、地下室保護層設計 </p><p>　　對于地下室保護層和墊層厚度的設計中，必須保證相應的結構厚度保持有250mm，裂縫寬度則不能超過0.2mm，迎水面的鋼筋保護層厚度保持在50mm。充分確保結構厚度以及迎水面鋼筋保護層厚度大于規(guī)范限值，從而確保地下室保護層的質(zhì)量。 </p><p>　　4、地下室基坑支護結構設計 </p&

19、gt;<p>　　地下室基坑支護結構設計必須滿足強度和變形問題的要求，根據(jù)不同的實際情況，采取相應的圍護措施確保基坑支護結構的施工現(xiàn)場能夠?qū)崿F(xiàn)安全經(jīng)濟省時的設計目的。在內(nèi)支撐的設置中必須確保整個支護結構的合理性，滿足設計內(nèi)力要求，方便于對基坑支護結構和附近建筑的實時監(jiān)測，實現(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>　　結束語 </b></p

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