建筑工程地下室结构设计分析与探讨

2022-09-10

近年来, 我国的建筑行业随着社会经济的不断发展而得到快速增长, 从中出现了大量的地下室建筑。地下室作为建筑工程的组成部分, 对建筑工程整体起着非常重要的作用。由于地下室结构特殊的地理位置与复杂的地下环境, 给结构设计工作带来了诸多困难。

1 建筑工程地下室结构设计的难点

1.1 地下室的抗震设计难点

随着城市建设的快速发展, 地下建筑的数量和种类均不断增长, 其抗震能力和抗震设防要求也千差万别, 需要在实际设计中逐一研究应对。地下室位于地面以下, 其周边的土壤类型、重度、密实度等因素, 都对地下室的抗震能力有着较大的影响。

在地震发生时, 如果出现地下室内部破坏或坍塌的情况, 不仅是结构失去本身的使用功能, 而且会影响到上层建筑的安全, 因此地下室抗震设计是建筑整体抗震设计的前提条件。

1.2 地下室抗渗透设计难点

地下室建造的地基基层和周边土层即使进行了工程处理, 依然存在孔隙, 会受到雨水或地下水的影响。雨水或地下水位过高甚至会导致地下室建筑结构构件上浮的情况出现, 从而造成底板、墙体开裂。因此地下室抗渗透设计是地下室结构设计的重要环节, 也是提高建筑整体结构设计质量的关键所在。

决定地下室结构抗渗性能的因素有很多, 包括地下水位、结构材料、施工难易性甚至结构的经济性等等都对地下室结构抗渗透设计有着影响, 这就使得抗渗透设计变成了地下室结构设计的难点所在。

1.3 超长地下室结构难点

在进行地下室设计时, 为了建筑功能的需要, 为了提高土地的利用率, 往往会采用大型的、超长的地下结构设计。对于大型地下车库, 这一尺寸甚至会达到数百米之巨。超长地下结构扩大了地下室的使用面积, 但对地下室结构的设计方面提出了更严苛的要求。

地下室结构超长, 在布局上的达不到相对合理性, 从而就使周边环境对地下室造成了更大的影响。结构材料的不均匀性和混凝土的收缩性, 对于超长结构的影响非常显著。特别的是, 不管是结构内部还是外部, 当温度出现变化时, 超长结构的开裂现象非常普遍, 从而影响建筑功能的实现。

2 建筑工程地下室结构的设计要点

2.1 加强地下室抗震设计

在进行地下室抗震设计时, 首先应根据当地地方抗震设防烈度规定, 结合项目所在地具体的地质条件和工程特点, 确定地下室结构抗震设计的具体要求。选择密室、均匀、稳定的地基建造地下室建筑, 有利于结构在经受地震作用时保持完好。从整体建筑出发, 通过上层建筑功能与高度来确定地下室所承受的荷载, 带入设计中加固地下室结构, 提高地下室结构的抗震性能。

应特别指出的是, 对地下室顶板也应进行加强设计。地下室顶板必须具有足够的平面内刚度, 以有效地传递地震基底剪力。地下一层的结构构件抗震等级, 不应低于上部结构构件的抗震等级。如果将地下室顶板作为上部结构的嵌固部位, 则地下室结构应采取更严格的加强措施。这样的结构设计才能有利于保证地下室顶板在地震来临时的稳定性, 进而最大化地保障上层建筑的安全。

2.2 地下室抗渗透设计要点

对建筑工程地下室结构进行良好的抗渗透设计可以保证地下室以及上层建筑的整体质量, 达到建筑设计功能的要求。在进行抗渗透设计的过程中, 可以根据地下室周边土层情况, 通过加厚地下室侧壁的厚度和合理添加防水添加剂来达到地下室侧面墙壁抗渗透设计的目的。对于地下水位低于地下室底板标高的情况, 应在侧壁以外合理地设置建筑排水盲沟, 及时和有效地将地面渗水排走, 从而降低对地下室的抗渗要求。对于地下水位较高的情况, 应该尽量采取结构措施降低地下室的高度, 减小地下水的水头压力, 间接提高地下室抗渗性能。

2.3 地下室超长结构应对措施

应对地下室结构超长的设计措施, 首先是在设计时应采用适合大体积混凝土浇筑的混凝土种类。同时, 在满足结构强度和耐久性要求的前提下, 应尽量采用较低强度等级的混凝土, 必要时可采用龄期60d的混凝土强度。合理地设置混凝土后浇带, 在混凝土内合理地添加微膨胀剂, 同时适当增加分布钢筋配筋率, 以减少由于温度应力、混凝土徐变和收缩带来的结构裂缝, 确保地下室结构的功能使用要求。

结构设计文件中, 应对地下室结构的施工提出具体要求。对于施工的顺序、施工的质量控制等均应提出更严格的要求。一般来说, 大面积的地下室结构施工, 应严格控制钢筋的间距与位置, 特别是在混凝土浇筑的过程中, 应有切实有效的施工管理措施确保钢筋位置的稳定性。混凝土浇筑应采用跳仓法施工, 浇筑完成的混凝土构件应有合理的养护措施。这些施工措施可较为有效地确保地下室结构满足结构设计要求, 从而满足建筑功能的需要。

3 结论

总而言之, 加强建筑工程地下室的结构设计, 必须要以安全、适用作为结构设计的首要原则, 在其指导下进行合理地结构设计, 才能满足建筑功能所需。在进行建筑工程地下室结构设计时, 要从各个方面加以考虑, 将结构体系的选择问题、结构超长问题以及裂缝等问题进行有效地综合考量, 在高科技发展的新时代, 不断地加以创新, 从而使建筑工程地下室的结构设计更加符合时代的要求, 进一步促进建筑工程地下室结构设计的合理性。

摘要：随着我国社会经济的快速发展, 加快了建筑行业的发展进程, 作为建筑工程重要组成部分的地下室结构, 也出现了越来越多的问题。建筑工程地下室结构的设计受到诸多因素的影响, 应加强对相关影响因素的分析研究, 提出切实有效的应对措施, 从而才能解决工程设计中的实际问题。

关键词：建筑工程,地下室,结构设计,要点分析