地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的荷載、模型、方法的確定

摘要：近年來，地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的荷載、模型、方法等問題得到了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注，研究其相關(guān)課題有著重要意義。本文首先對相關(guān)內(nèi)容做了概述，分析了建筑工程地下結(jié)構(gòu)中的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并結(jié)合相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分別從多個角度與方面就建筑工程地下結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題展開了研究，闡述了個人對此的幾點(diǎn)看法與認(rèn)識，望有助于相關(guān)工作的實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；荷載；模型；方法

1、前言

隨著建筑工程可靠性條件的不斷變化，對地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了新的要求，因此有必要對其荷載、模型、方法的確定展開研究，以期用以指導(dǎo)相關(guān)工作的開展與實(shí)踐，并取得理想的設(shè)計(jì)效果。基于此，本文從概述相關(guān)內(nèi)容著手本課題的研究。

2、概述

地下室工程涉及的專業(yè)極為復(fù)雜，在建筑的地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，需綜合考慮防火、使用功能、人防要求、設(shè)備用房及管道、坑道、排水、通風(fēng)、采光等各專業(yè)的配合。對于具有大底盤地下室的高層建筑群體而言，塔樓部分一般在使用階段不會存在抗浮問題，但裙房及純地下室部分經(jīng)常會有抗浮不滿足要求的問題。而且由于實(shí)際地下室抗浮設(shè)計(jì)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，因而也會造成施工過程中由于抗浮不夠而出現(xiàn)局部破壞，加上地下室防水工程是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，涉及設(shè)計(jì)、施工、材料選擇等諸多方面因素，因此造成了地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難點(diǎn)繁多，一般來講概括起來為結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)、抗震設(shè)計(jì)、地下室抗浮、抗?jié)B設(shè)計(jì)、外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3、建筑工程地下結(jié)構(gòu)中的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1地下結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)

在地下室的設(shè)計(jì)中通常會設(shè)計(jì)采光通風(fēng)井，還要注意采光通風(fēng)井的外壁要與頂板整體保證足夠的距離，以免破壞地下室的穩(wěn)定性。因整體建筑的建造需求，在地下室的施工建造過程中非常普遍的會出現(xiàn)超長現(xiàn)象，有時都會超過40米到60米，這樣的加長的結(jié)構(gòu)尺寸，當(dāng)受到外界環(huán)境影響時易出現(xiàn)裂縫等影響強(qiáng)度的問題，因此在設(shè)計(jì)時要采取高效的防裂縫設(shè)計(jì)。可通過以下方法開展設(shè)計(jì)：安設(shè)伸縮后澆帶，在地下室超長時，所安設(shè)的后澆帶的尺寸要結(jié)合實(shí)際的鋼筋拉普拉斯情況及操作空間進(jìn)行合理設(shè)定；將微膨脹劑摻入混凝土中；分割地下結(jié)構(gòu)等等。建筑工程地下結(jié)構(gòu)在進(jìn)行最初的平面設(shè)計(jì)是，要全面考慮到建筑的人防要求，要結(jié)合其最終用途及使用要求做出合理的安全防水通道設(shè)計(jì)，并綜合排風(fēng)、通風(fēng)及力求采光等相關(guān)專業(yè)條件進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)。

3.2地下室外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

地下室外墻結(jié)構(gòu)的靜止土壓力系數(shù)是設(shè)計(jì)中重點(diǎn)考慮的因素，當(dāng)靜止土壓力不具備試驗(yàn)條件時，就需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求選取0.34～0.45的砂土和0.5～0.7的黏性土進(jìn)行合理的操作。地下室外墻的配筋計(jì)算在實(shí)際設(shè)計(jì)中就要按照雙向板的要求去計(jì)算帶扶壁柱外墻的配筋，按地下結(jié)構(gòu)的整體電算去分析扶壁柱的配筋結(jié)果。此外還需要處理底板標(biāo)高的變化，根據(jù)梁寬和梁內(nèi)側(cè)箍筋傳遞板的支座彎矩進(jìn)行設(shè)計(jì)，在地面層的開洞位置設(shè)計(jì)外墻頂部的樓板支撐梁柱，并結(jié)合地下室外墻的實(shí)際情況以及車道底板的境況進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。

3.3地下室保護(hù)層設(shè)計(jì)

對于地下室保護(hù)層和墊層厚度的設(shè)計(jì)中，必須保證相應(yīng)的結(jié)構(gòu)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(hù)層厚度保持在50mm。充分確保結(jié)構(gòu)厚度以及迎水面鋼筋保護(hù)層厚度大于規(guī)范限值，從而確保地下室保護(hù)層的質(zhì)量

3.4地下室抗?jié)B抗浮設(shè)計(jì)

建筑地下室由于其所處的特殊位置，及施工季節(jié)的影響，可能存在雨水等因素，因此要對地下室考慮抗浮設(shè)計(jì)，特別是純地下部分及裙房部位是抗?jié)B抗浮工作的關(guān)鍵點(diǎn)。針對該問題通常可采取以下幾種應(yīng)用措施：（1）在不影響其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提下，應(yīng)將基坑底的標(biāo)高最最大限度的提高，達(dá)到抗浮效果，特別打出的是，在高層建筑的地下室基礎(chǔ)底板應(yīng)采用平板閥板或梁板筏板。（2）倡導(dǎo)應(yīng)用無梁樓蓋與寬扁梁。（3）強(qiáng)化抗?jié)B抗浮設(shè)計(jì)的另一個有效辦法是增大地下室自重。（4）設(shè)抗拔樁。

4、建筑工程地下結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

4.1抗震設(shè)計(jì)

若地下室設(shè)計(jì)不當(dāng)，對其整體的抗震性能會產(chǎn)生較大的影響。根據(jù)施工圖審查要點(diǎn)，般來講，對于半地下室的埋深要求應(yīng)大于地下室外地面以上的高度，才能不計(jì)算其層數(shù)，總高度才能從室外地面算起。地下室的墻柱與上部結(jié)構(gòu)的墻柱應(yīng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一。對地下室頂板室內(nèi)外板面標(biāo)高變化處，當(dāng)標(biāo)高變化超過梁高范圍時則形成錯層，應(yīng)采取一定的措施進(jìn)行處理，否則不應(yīng)作為上部結(jié)構(gòu)的部位。相關(guān)規(guī)范明確規(guī)定，作為上部結(jié)構(gòu)部位的地下室樓層的頂樓，蓋應(yīng)采用梁板結(jié)構(gòu)，地下室頂板為無梁樓蓋時不應(yīng)作為上部結(jié)構(gòu)的部位。結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)向下

計(jì)算至滿足要求的地下室樓層或底板，但剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)層數(shù)應(yīng)從地面往上計(jì)算，并應(yīng)包括地下層。

4.2地下室抗浮、抗?jié)B設(shè)計(jì)

地下水位及其變幅是地下室抗浮設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。實(shí)際在地下室抗浮設(shè)計(jì)時僅考慮正常使用的極限狀態(tài)，而對施工過程和洪水期重視不足，因而會造成地下室施工過程中因抗浮不夠而出現(xiàn)局部破壞。另外，在同一整體大面積地下室的上部常建有多棟高層和低層建筑，由于地下室的面積較大、形狀又不規(guī)則，且地下室上方的局部沒有建筑，此類抗浮問題相對難以處理，須作細(xì)致分析后再進(jìn)行處理。地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除應(yīng)滿足受力要求外，抗?jié)B也是其中一個重點(diǎn)。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)通常帶裂縫工作，要達(dá)到抗?jié)B目的，一般可采取以下措施：（1）補(bǔ)償收縮混凝土。在混凝土中摻微膨脹劑，以混凝土的膨脹值抵消混凝土的最終收縮值。當(dāng)其差值大于或等于混凝土的極限拉伸時，即可控制裂縫；（2）膨脹帶。混凝土中膨脹劑的膨脹變形不會完全補(bǔ)償混凝土的早期收縮變形，而設(shè)置補(bǔ)償收縮混凝土帶可以實(shí)現(xiàn)混凝士連續(xù)澆注無縫施工；（3）后澆帶。后澆帶作為混凝土早期短時期釋放約束力的一種技術(shù)措施，較長久性變形縫已有很大的改進(jìn)并廣泛應(yīng)用；

5、結(jié)語

通過對地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載、模型、方法等問題的研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，該項(xiàng)工作良好實(shí)踐效果的取得，有賴于對其多項(xiàng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)與重點(diǎn)要素的充分掌控，有關(guān)人員應(yīng)該從地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的客觀實(shí)際出發(fā)，研究制定最為符合實(shí)際的應(yīng)對實(shí)施措施。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐厚慧.鋼筋混凝土地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中若干問題的探討[J].科技與企業(yè).2016（10）：60-62.