高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

摘 要：近年來我國(guó)高層建設(shè)已成為國(guó)內(nèi)建筑的主流趨勢(shì)，而且在高層建筑中地下室是必不可少的一部分，但由于高層建筑垂直高度較大，上部荷載大，基礎(chǔ)埋深較深，這就使地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，一旦設(shè)計(jì)不合理，不僅會(huì)影響到建筑物的正常使用功能，而且還會(huì)對(duì)整體工程的造價(jià)帶來較大的影響。同時(shí)在設(shè)計(jì)過程中還要特別注意地下室結(jié)構(gòu)抗?jié)B問題。文中分別對(duì)地下室混凝土澆筑設(shè)計(jì)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和預(yù)應(yīng)力無梁樓蓋設(shè)計(jì)進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：高層建筑；地下室；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

前言

高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括地下室的混凝土澆筑、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力以及無梁樓蓋的設(shè)計(jì)，而且在設(shè)計(jì)過程中，還需要對(duì)地面及高層建筑的整體性進(jìn)行充分的考慮，同進(jìn)還要確保地面的承載力，而且對(duì)于施工過程中混凝土裂縫也要進(jìn)行有效的控制，通過設(shè)計(jì)的科學(xué)性及施工合理性來確保地下室結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

1 地下室的混凝土澆筑設(shè)計(jì)

1.1 注意混凝土的配合比

在進(jìn)行地下室混凝土澆筑設(shè)計(jì)過程中，對(duì)于轉(zhuǎn)換層澆筑所使用的混凝土，其強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)為C40，而且需要利用商品性混凝土來進(jìn)行澆筑。在混凝土配制過程中，往往會(huì)選擇C43的普通硅酸鹽水泥，主要是由于該水漲的穩(wěn)定性較好，具有較強(qiáng)的保水性，而泌水性較小，對(duì)于泵送混凝土具有非常好的適用性。在進(jìn)行混凝土配制過程中，需要對(duì)粗細(xì)骨料的用量和質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，同時(shí)為了能夠降低水泥的使用量，則需要摻入適量的粉煤灰，這樣可以有效的對(duì)混凝土的和易性進(jìn)行改善，同時(shí)還要使水泥水化熱現(xiàn)象得以降低，對(duì)混凝土的溫度裂縫進(jìn)行有效的控制。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)裂縫的有效控制，也可以通過向混凝土內(nèi)摻入6%的微膨脹劑來降低混凝土的收縮現(xiàn)象發(fā)生。在對(duì)混凝土前期強(qiáng)度提升時(shí)，則可以利用適量的緩凝早強(qiáng)減水劑來對(duì)混凝土的初凝時(shí)間進(jìn)行控制。另外在混凝土配合比中還需要控制好混凝土的坍落度和水灰比。

1.2 澆筑的過程中要注意一些事項(xiàng)

首先，需要對(duì)混凝土的入模溫度進(jìn)行有效控制。特別是在夏季進(jìn)行混凝土澆筑施工時(shí)，由于天氣炎熱，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土溫度的有效控制，可以在混凝土攪拌時(shí)加入冰塊進(jìn)行降溫，同時(shí)泵送混凝土的管道可以利用苫布等遮陽設(shè)施進(jìn)行覆蓋，做好防曬處理，這可以在一定程度上對(duì)混凝土入模溫度進(jìn)行有效的控制。

其次，控制好澆筑時(shí)間。在進(jìn)行混凝土澆筑過程中，為了有效的避免冷縫的出現(xiàn)，則需要確保混凝土澆筑的連續(xù)性，而且在澆筑過程中不僅需要控制好澆筑的厚度，而且還要嚴(yán)格控制振搗的時(shí)間，避免出現(xiàn)超振或是振搗不足的情況。

最后，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系。在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)時(shí)，盡量選擇規(guī)劃的混凝土結(jié)構(gòu)平面正式成立，而且還要對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)剛度保持其均勻?qū)ΨQ性，無論是平面長(zhǎng)度還是重要部位都要確保其具有較好的凹凸性。當(dāng)進(jìn)行超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要確保其在五十米以上，同時(shí)需要在澆筑完成后要做好一系列的防裂措施，可以利用膨脹帶、膨脹混凝土或是后澆帶等來進(jìn)行裂縫的預(yù)防。

2 框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，盡量以雙向抗側(cè)力體系為主，而且主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件也要避免出現(xiàn)鉸接的情況，在雙向主軸方向利用剪力墻，同時(shí)對(duì)框架柱和梁中線之間的偏心距離進(jìn)行控制，確保梁與柱與剪力墻的中線能夠重合在一起。

在進(jìn)行剪力墻布置時(shí)，對(duì)于平面形態(tài)凸凹程度較大時(shí)，則需要將剪力墻布置在凸出部分的端部。而且在布置時(shí)需要確保剪力墻分布均勻。對(duì)于較長(zhǎng)長(zhǎng)度的剪力墻在布置時(shí)，由于單片墻剛度接近，所以需要在洞口和連梁位置進(jìn)行雙肢墻或是多肢墻的設(shè)計(jì)，而且單肢墻和雙肢墻的墻肢長(zhǎng)度不宜超過8米，還需要對(duì)每段剪力墻底部承受的水平力所產(chǎn)生的剪力進(jìn)行控制。在進(jìn)行縱向剪力墻布置時(shí)需要將其設(shè)置在單元結(jié)構(gòu)中間位置，特別是當(dāng)房屋縱向長(zhǎng)度較大時(shí)，這時(shí)就更不宜將縱向剪力墻的布置集中在兩端，以免澆縫時(shí)混凝土地收縮應(yīng)力對(duì)一些平面部位帶來不必要的影響。在進(jìn)行室內(nèi)保溫處理時(shí)，還需要注意到溫度變化所可能會(huì)對(duì)剪力墻所帶來的影響。在剪力墻設(shè)計(jì)時(shí)，還需要控制其間距不能過大，橫向剪力墻布置時(shí)當(dāng)剪力墻之間的樓蓋開動(dòng)較大時(shí)，則需要減小剪力墻之間的間距。在進(jìn)行縱向剪力墻布置時(shí)，則避免將其集中在兩個(gè)頂端的位置。截面的中心位置需要與剪力墻上面的洞口位置相對(duì)，而且還需要控制好洞口到柱邊的距離，需要確保洞口上下對(duì)齊，對(duì)上現(xiàn)洞口之間的高度進(jìn)行控制。

3 抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為了更好的增強(qiáng)高層建筑的抗震性能，則需要盡量設(shè)計(jì)較多的橫墻，而且橫墻之間的間距也盡可能的小，這樣才能使房屋的空間剛度變大，從而提高房屋的抗震性。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于砌體房屋，則對(duì)其承重結(jié)構(gòu)體系選擇時(shí)，則需要利用橫墻或是橫墻與縱向共同承重的方式。而且在進(jìn)行橫縱墻布置要做到均勻?qū)ΨQ，平面方向?qū)R，縱向方向確保上下連續(xù)，不允許有不規(guī)劃形態(tài)及突然變化的情況發(fā)生。

防震縫應(yīng)該沿著房屋的全高進(jìn)行設(shè)計(jì)，它的兩側(cè)應(yīng)盡量設(shè)置為墻柱或者是墻體，基礎(chǔ)之上可以不設(shè)置防震縫。防震縫的長(zhǎng)度應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)的烈度以及房屋的高度決定，沉降縫與伸縮縫的具體尺寸應(yīng)以抗震縫為主。在進(jìn)行設(shè)計(jì)地震抗剪力分配時(shí)，可以按照剛性的樓蓋進(jìn)行考慮，也就是縱向的抗震墻分擔(dān)的地震剪力按照縱向墻體的抗側(cè)剛度比例分配。

在地震發(fā)生時(shí)，其對(duì)高層建筑所帶來的破壞往往就是集中在幾種位置。所以需要在設(shè)計(jì)時(shí)需要給予充分的注意，采取科學(xué)有效的抗震構(gòu)造措施來確保抗震性能的提升，同時(shí)還要確保施工的質(zhì)量，從而有效的提升高層建筑的抗震能力。

4 預(yù)應(yīng)力無梁樓蓋設(shè)計(jì)

無梁樓蓋的設(shè)計(jì)一般需要采用彈性理論的計(jì)算方法，也就是等代平面框架法，這種方法就是將整個(gè)結(jié)構(gòu)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(jìn)行有效的取值。在進(jìn)行空間分析的過程對(duì)水平荷載下等代框架運(yùn)算時(shí)，只考慮結(jié)構(gòu)的平移，不需要對(duì)扭轉(zhuǎn)進(jìn)行考慮。對(duì)于肋梁，肋梁的劃分不能過粗，也不能過細(xì)，要充分考慮到肋梁所在位置以及它需要承受的預(yù)應(yīng)力，其次對(duì)負(fù)彎矩進(jìn)行調(diào)幅時(shí)，應(yīng)綜合考慮到在垂直荷載下空間框架對(duì)柱上板的影響，在垂直荷載滿足條件的基礎(chǔ)之上，要適當(dāng)?shù)脑黾诱{(diào)幅系數(shù)。對(duì)于柱上板帶支座截面的配筋，應(yīng)該與它的彎矩分布一直，在設(shè)計(jì)的過程中要在柱寬以及每邊大約1m厚的范圍之內(nèi)進(jìn)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。

5 結(jié)束語

高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有復(fù)雜性，而且需要考慮的因素也較多，所以在設(shè)計(jì)過程中需要做到科學(xué)性和合理性，同時(shí)還要對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而確保地下室結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，使整體建筑的設(shè)計(jì)水平達(dá)到規(guī)定的要求，確保打造出精品的高層建筑。

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