淺析高層建筑地下室結構設計

摘 要：隨著城市建筑步伐的不斷加快，高層建筑所占比例越來越大。在高層建筑設計中，如何實現地下室結構的優(yōu)化設計，已成為當前必須思考的話題，以此保障建筑結構整體安全性、穩(wěn)定性。

關鍵詞：高層建筑； 地下室； 結構設計； 方法

中圖分類號：TU31 文獻標識碼：A

1 地下室的混凝土澆筑設計

對于地下室的混凝土澆筑，首先要注意混凝土的配合比。在轉換層的混凝土強度等級應為C40，同時要采取商品性的混凝土，使用強度等級系數為43的普通硅酸鹽水泥，這種水泥的質量相對穩(wěn)定，同時泌水性較小，保水性較強。特別適用于泵送混凝土。在進行調配的時候，要控制粗細骨料的用量以及質量，同時要摻入一定的粉煤灰以此來減少水泥的使用量，盡量控制混凝土溫度裂縫出現，降低水泥的水化熱現象，改善混凝土和易性，也可以摻入大約6%的微膨脹劑，使用這種膨脹劑可以補償混凝土的收縮現象。通過加入以上用料可以有效的控制混凝土裂縫的出現。如果想要提高混凝土前期的強度值，可以通過加入一定量的緩凝早強減水劑，控制混凝土的初凝時間?；炷恋娜胩涠纫刂圃?50-170mm之間，水灰比要控制在0.5以下。

其次就是在澆筑的過程中要注意一些事項。第一是要控制混凝土的入模溫度，在炎熱的夏天進行施工需要在混凝土攪拌的過程中加入一些冰塊，從而進行降溫處理，而混凝土的泵送管道需要用一些苫布進行遮陽防曬，以免在高溫天氣出現爆裂情況，一些澆筑的作業(yè)面也需要進行遮陽處理；第二就是要控制澆筑時間。在澆筑的過程中要保持連續(xù)施工狀態(tài)，同時混凝土澆筑的厚度以及振搗時間都需要進行嚴格的控制，禁止在澆筑的過程中出現冷縫以及超振現象；第三就是對于結構體系的設計?；炷两Y構的平面形狀需要選擇相對規(guī)則，盡量保證剛度均勻對稱，平面長度和重要部位的凹凸性，對于超長結構的設計應該盡量大于50m，在澆筑完成之后需要考慮使用膨脹帶，膨脹混凝土以及后澆帶等一系列防裂措施。

2 框架剪力墻結構的設計

在進行框架剪力墻的結構設計的時候，除了要符合國家規(guī)范中有關框剪結構的設計規(guī)定之外，同時框架和剪力墻的布置也要符合相關的規(guī)定。框架剪力墻結構應設計為雙向的抗側力體系，它的主體結構構件之間應盡量避免鉸接，而對抗震的設計中，雙向的主軸方向應布置為剪力墻，框架的柱與梁中線之間的偏心距離不應大約柱寬的一半，梁與柱應與剪力墻的中線重合。

對于框架剪力墻結構中剪力墻的設計應符合以下要求：第一平面形狀的凸凹程度較大時，需要在凸出的部分的端部布置剪力墻。第二剪力墻的布置應該分布均勻。由于單片墻的剛度較為接近，長度較長的角力墻應該設計洞口和連梁形成雙肢墻或者是多肢墻，同時單肢墻和雙肢墻的墻肢長度不應大于8m，同時每段剪力墻的底部承受的水平力產生的剪力不應超過總剪力的50%[3]。第三就是縱向的剪力墻應布置在單元結構中間位置中，當房屋的縱向長度較長，就不要集中在兩端布置縱向的剪力墻，否則在平面里的部分地方就要進行澆縫從而降低混凝土硬化過程產生的收縮應力的影響。同時還要注意的是要加強屋內的保溫工作以此來降低溫度變化對剪力墻的影響。第四就是要注意剪力墻的間距不應過大，要保證樓蓋平面剛度的需要。橫向的剪力墻在沿著豎直方向應滿足規(guī)范的要求，在剪力墻之間的樓蓋出現較大的開動之后，剪力墻之間的間距應該適當的減小。縱向的剪力墻一般不要集中布置在兩個頂端。剪力墻上面的洞口應該布置在截面的中間位置，避免出現在端部或者是柱邊附近，而洞口到柱邊的距離也不應小于墻厚的2倍，開洞的面積也不應大于墻面積的一半，洞口需要上下對齊，上下洞口之間的高度不應小于層高的三分之一。

3 抗震結構設計

對于抗震結構，首先要保證橫墻的數量要多，之間的間距要小，這樣房屋的空間剛度才會變大，抗震性能才能加強。這樣就需要砌體房屋采取橫墻承重或者是橫墻與縱向共同承重的結構體系[4]。橫縱墻的布置需要相對均勻對稱，在沿著平面的方向要盡量對齊，沿著縱向的方向要上下連續(xù)，避免在平面和縱面出現突兀的變化以及不規(guī)則的形狀，在同一軸線的窗戶之間墻壁寬度應力要盡量均勻布置。

防震縫應該沿著房屋的全高進行設計，它的兩側應盡量設置為墻柱或者是墻體，基礎之上可以不設置防震縫。防震縫的長度應該根據設計的烈度以及房屋的高度決定，一般在50-100mm左右，防震縫也要與沉降縫，伸縮縫統(tǒng)一考慮，但是沉降縫與伸縮縫的具體尺寸應以抗震縫為主。

一般的高層建筑縱向的尺寸很大，同時縱向之間的間距相對較小，因此無論是哪種類型的高層，它的縱向水平變形都不是很大，可以忽略不計，在進行設計地震建剪力分配時，可以按照剛性的樓蓋進行考慮，也就是縱向的抗震墻分擔的地震剪力按照縱向墻體的抗側剛度比例分配。

地震對于高層建筑的破壞主要幾種在以下幾個部位，分別是縱橫墻的連接處，房屋平面的凸凹處，樓梯間的墻體，房屋的變形縫以及鋼筋混凝土的預制樓板，由于在設計的過程當中，容易出現設計的墻體強度較低，材料之間的粘結性較弱，導致它的抗拉，抗彎以及抗剪強度較低，對于水平的地震力承受能力不是很強，當地震烈度加大時，就會出現開裂，甚至倒塌，危險性極高。針對這些方面的問題，應該對墻體的實際情況充分考慮，設計的時候要加入對地震造成破壞的考慮，加強抗震構造的措施，保證施工的質量，只有這樣，高層建筑才能夠具備一定的抗震能力。

4 預應力無梁樓蓋設計

無梁樓蓋的設計一般需要采用彈性理論的計算方法，也就是等代平面框架法，這種方法就是將整個結構按照橫縱柱的方向列為框架梁以及框架柱，然后通過框架梁的寬度進行有效的取值。在進行空間分析的過程對水平荷載下等代框架運算時，只考慮結構的平移，不需要對扭轉進行考慮。對于肋梁，肋梁的劃分不能過粗，也不能過細，要充分考慮到肋梁所在位置以及它需要承受的預應力，其次對負彎矩進行調幅時，應綜合考慮到在垂直荷載下空間框架對柱上板的影響，在垂直荷載滿足條件的基礎之上，要適當的增加調幅系數。對于柱上板帶支座截面的配筋，應該與它的彎矩分布一直，在設計的過程中要在柱寬以及每邊大約1M厚的范圍之內進行集中配置，它的配筋量也不得少于柱上板帶配筋總量的一半，非幾種配筋區(qū)域的配筋率也不得少于附近的跨中板帶。

結語

地下室的混凝土澆筑，框架剪力墻結構，抗震結構設計預應力以及無梁樓蓋的設計是高層建筑地下室結構設計的重要組成部分，通過對這四部分的分析，我們可以得出，在建設高層建筑的時候，需要考慮到地面以及高層結構的整體性，除了要提高地面的承載力，還要在施工的過程中有效的控制混凝土裂縫的出現，通過合理的施工和科學的設計，保證地下室的結構能夠安全穩(wěn)定。

參考文獻

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