建筑工程地下室结构设计分析与探讨

2017-03-09杨佳宏

环球市场 2017年31期

关键词：抗浮侧壁外墙

杨佳宏

身份证号：210321198410041838

建筑工程地下室结构设计分析与探讨

杨佳宏

身份证号：210321198410041838

在建筑工程的整体结构中，地下室是其中一种较为重要的结构。由于地下室设计荷载较大，防水抗裂要求高，其造价占整个项目造价的比重也相当大。由于地下室所处的位置以及影响的设计因素较多，要考虑的技术问题较多，如不均匀沉降、地下室抗浮等，这些都造成地下室结构设计在建筑结构设计中起着重要作用，更是不容忽视。

建筑工程；地下室；结构设计；抗浮抗拔；裂缝控制；最小配筋率；抗震设计

引言

地下室工程涉及的专业极为复杂，在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。对于具有大底盘地下室的高层建筑群体而言，塔楼部分一般在使用阶段不会存在抗浮问题，但裙房及纯地下室部分经常会有抗浮不满足要求的问题。而且由于实际地下室抗浮设计中往往只考虑正常使用极限状态，对施工过程和洪水期重视不足，因而也会造成施工过程中由于抗浮不够而出现局部破坏，加上地下室防水工程是一项系统性工程，涉及设计、施工、材料选择等诸多方面因素，因此造成了地下室结构设计难点繁多，一般来讲概括起来为：(1)结构平面设计；(2)抗震设计；(3)地下室抗浮、抗渗设计；(4)外墙结构设计。

2.建筑工程中地下室结构设计

2.1 地下室的抗渗、抗浮设计

地下室的抗浮设计应充分考虑地下水位的变化。因为在地下室结构抗浮的设计中，一般只重视其正常的使用状态，但是没有充分考虑洪水期和施工过程。所以在地下室施工时，会出现抗浮不符合要求，进而破坏建筑物局部的现象。或者，大面积整体地下室上面有多栋建筑物，因为地下室本身形状不规则且面积大，局部地上部分无建筑物，处理难度大，事先需进行严密地分析。此外，地下室结构设计应充分考虑抗渗设问题，通常如下几种方法：将膨胀剂掺入混凝土，补偿收缩的混凝土；设置膨胀带；设置后浇带；增强钢筋混凝土自身的抗拉能力。

2.2 结构平面设计

在建筑工程地下室结构的设计过程中，应该严密考量其采光、通风、排水、坑道、管道、防火、使用功能、设备用房、人防要求等各个方面。例如地下室设计长度若超过规定长度，应配合结构专业，由于变形缝会增加防水处理的复杂性，一般来说，不需要设置或者少设变形缝。为了避免设置变形缝，结构平面设计人员可合理采用地下不设缝、地上设缝、混凝外加剂、设立后浇带等方式。如果地下室过长，后浇带的设立无法解决该问题，则需要把地下室分为若干小地下室。为符合管道相连和使用的需求，方便采取补救措施，小地下室彼此间需通过窄通道连接，这样可减少接缝，并减少接缝处的受力。另外，还要设置一些采光通风井，但是为将地上的风力和地震力传到地面和侧壁，避免其对地下室稳定性产生影响，采光通风井应当合理设计。

2.3 抗震设计

根据施工图审查要点，一般来讲，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部位。相关规范明确规定，作为上部结构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部位。结构计算应向下计算至满足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。

2.4 地下室外墙结构设计

地下室外墙计算时应进行弯矩调幅，底部为固定支座(即底板作为外墙的嵌固端)、考虑荷载分项系数、有多层地下室时应按多跨连续计算，侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩大小一样，底板抗弯能力不应小于侧壁，其厚度和配筋量应匹配，这类问题在地下车道中最为典型。车道侧壁为悬臂构件，底板抗弯能力不应小于侧壁底部。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。以上两种情况中，由于外墙支承条件不同，计算与设计不能与一般外墙相同。当顶板不在同一标高时，应注意外墙上部支座水平力的传递问题。除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(此时框架柱尚应考虑外墙传来的水平荷载作用验算)，其余外墙宜按竖向单向板计算配筋为妥。竖向荷载(轴力)较小的外墙扶壁柱内外侧主筋也应予以适当加强。外墙水平分布筋要根据扶壁柱截面尺寸大小适当另配外侧附加短水平负筋予以加强，外墙转角处也予以适当加强，考虑外墙水平钢筋受力时应注意满足最小配筋率要求。地下室外墙应进行裂缝宽度计算，裂缝宽度不得大于0.2mm，且不得贯通。