地下建筑結(jié)構(gòu)論文

　　建筑結(jié)構(gòu)是指在建筑物(包括構(gòu)筑物)中，由建筑材料做成用來承受各種荷載或者作用，以起骨架作用的空間受力體系。下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的關(guān)于地下建筑結(jié)構(gòu)論文的范文，歡迎大家閱讀參考!

　　地下建筑結(jié)構(gòu)論文篇1

　　淺談建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　摘要：在我國，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與社會的進(jìn)步，建筑行業(yè)逐漸獲得較快的發(fā)展。同時，隨著人們生活水平的提高，人們對于生活、工作以及學(xué)習(xí)的需要不斷提升。目前，在建筑工程中，地下室的建立與設(shè)計(jì)不斷受到人們的關(guān)注與重視。

　　因此，了解建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有重要的作用與意義。

　　關(guān)鍵字：建筑工程;地下室;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　隨著城市化的推進(jìn)以及城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代高層建筑由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、使用等各方面的因素，一般都設(shè)有大底盤地下室，通常為l～2層，隨著建筑物高度的不斷增加。地下室的層數(shù)也隨之增加。人們對地下空間需求的不斷增長，致使裙房的底盤面積在增加。地下工程在整個建設(shè)項(xiàng)目中所占的比重越來越大。由于地下工程材料消耗大、建造周期長、施工難度大，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞將會對整個項(xiàng)目的設(shè)計(jì)周期、施工工期以及建造費(fèi)用產(chǎn)生巨大的影響。另外，地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，也容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，因而對設(shè)計(jì)和施工有一定的特殊要求。

　　一、地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題

　　地下室工程涉及的專業(yè)極為復(fù)雜，在建筑的地下室結(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、攤水、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。主要的技術(shù)問題有：一是結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)問題;二是抗震設(shè)計(jì)問題;三是地下室抗浮、抗?jié)B設(shè)計(jì)問題;四是地下室結(jié)構(gòu)超長問題;五是外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題。

　　二、建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容

　　其一，結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)。

　　在高層建筑的地下室結(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。例如地下室的長度超過設(shè)計(jì)規(guī)定長度時，需要與結(jié)構(gòu)專業(yè)配合，確定是否設(shè)置變形縫，通常應(yīng)盡可能少設(shè)或不設(shè)變形縫，因?yàn)樵O(shè)置變形縫會使得變形縫處的防水處理變得復(fù)雜。設(shè)計(jì)人員可以通過設(shè)置后澆帶和合理使用混凝外加劑或地上設(shè)縫、地下不設(shè)縫等方式，達(dá)到不設(shè)縫的目的。若地下室過長依靠設(shè)置后澆帶的方法難以解決，設(shè)計(jì)人員應(yīng)合理地調(diào)整平面將地下室分割成幾個小地下室，中間用較窄的通道相連，以滿足使用及管道相連的要求，而將變形縫設(shè)置在通道處，這樣可以使接縫較少且處于受力較小處，便于補(bǔ)救。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時應(yīng)合理地設(shè)置采光通風(fēng)井，若高層建筑采光通風(fēng)井位置設(shè)計(jì)不當(dāng)，例如在側(cè)壁外作附加通長采光井，而采光井外壁又不能與地下室頂板整體連接，會造成地下室保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定功能的喪失，不能有效地將上部的地震及風(fēng)力作用傳至側(cè)壁及地面，不能滿足高層建筑的埋深要求。

　　其二，抗震設(shè)計(jì)。

　　根據(jù)施工圖審查要點(diǎn)，一般來講，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。

　　其三，合理的防水設(shè)計(jì)。

　　由于地下水的存在，故地下室防水設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分重要的工作，甚至是決定地下室設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵。在防水設(shè)計(jì)時應(yīng)根據(jù)工程的性質(zhì)、使用要求、重要性等合理確定防水等級，根據(jù)防水等級確定防水層數(shù)。無論防水等級為幾級，地下室混凝土都應(yīng)為結(jié)構(gòu)自防水混凝土，防水混凝土的抗?jié)B等級應(yīng)根據(jù)水頭高度與混凝土壁厚度比確定，不得人為自行降低。根據(jù)防水等級要求，建筑地下室僅一道防水混凝土是不能滿足要求的，故一般應(yīng)做卷材防水，防水卷材在選用時應(yīng)考慮到地下室環(huán)境惡劣、無法更換的特點(diǎn)，盡量選用耐久性好的卷材。

　　其四，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。地下室結(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：一是補(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;二是膨脹帶?；炷林信蛎泟┑呐蛎涀冃尾粫耆a(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;三是后澆帶。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。

　　三、結(jié)束語

　　總之，一個安全、適用、合理的地下室，合理的設(shè)計(jì)是前提，并在參建各方的通力合作下，不斷探索和創(chuàng)新，只有這樣，才能更加合理有效地開發(fā)利用地下空間。

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　　地下建筑結(jié)構(gòu)論文篇2

　　淺論高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　摘要：本文作者對高層建筑地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡單的分析，供大家參考借鑒。

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

　　1 地下室的設(shè)計(jì)

　　高層建筑地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個復(fù)雜的過程，地下室與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的合理與否直接影響高層建筑的正常使用與造價，因此，設(shè)計(jì)時既要滿足功能要求、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理，又要滿足地下室結(jié)構(gòu)抗?jié)B的特殊要求。

　　1.1 基礎(chǔ)的選型

　　1.1.1 《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ3-2010)12.1.2條規(guī)定，高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，應(yīng)綜合考慮建筑場地的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)狀況、上部結(jié)構(gòu)的類型和房屋高度、施工技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件等因素，使建筑物不致發(fā)生過量沉降或傾斜，滿足建筑物正常使用要求;還應(yīng)了解鄰近地下構(gòu)筑物及各項(xiàng)地下設(shè)施的位置和標(biāo)高等，減少與相鄰建筑的相互影響。

　　1.1.2 基礎(chǔ)形式應(yīng)選用整體性好，能滿足地基承載力和建筑物容許變形的要求，并能調(diào)節(jié)不均勻沉降，達(dá)到安全實(shí)用和經(jīng)濟(jì)合理的目的。

　　1.2 抗浮設(shè)計(jì)

　　1.2.1 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2011)3.0.2條6規(guī)定建筑地下室或地下構(gòu)筑物存在上浮問題時，尚應(yīng)進(jìn)行抗浮驗(yàn)算。3.0.4條規(guī)定，巖土工程勘察報告應(yīng)提供用于計(jì)算地下水浮力的設(shè)防水位。

　　1.2.2 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB5009-2001(2006年版)3.2.5條3對結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移或漂浮驗(yàn)算應(yīng)按有關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定采用。

　　抗浮驗(yàn)算時永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)取值，各地區(qū)可能與《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》不同，當(dāng)有地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)按當(dāng)?shù)氐臉?biāo)準(zhǔn)，無地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)則按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》。驗(yàn)算建筑物抗浮能力必須滿足：

　　(建筑物永久荷載/水浮力)≥1.0。

　　1.2.3 當(dāng)抗浮設(shè)計(jì)水位較高，裙房滿堂地下室或地下車庫需要采用抗浮措施時，應(yīng)按工程具體情況區(qū)別對待。如果裙房滿堂地下室或地下車庫是獨(dú)立建筑，與高層主樓基礎(chǔ)沒有連接成整體，并有一定距離不會因差異沉降造成影響時，抗浮措施可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較采用：抗浮錨桿、抗拔樁或壓重等方法;如果高層主樓基礎(chǔ)與裙房滿堂地下室或地下車庫連接成整體，均采用樁基，通?？垢】刹捎每拱螛兜姆椒▉斫鉀Q，這幾年預(yù)應(yīng)力管樁應(yīng)用也比較普遍，可以節(jié)約樁基成本大約15%，提高樁基工期大約10%;如果高層主樓基礎(chǔ)與裙房滿堂地下室或地下車庫連接整體，并且高層主樓采用的是天然地基預(yù)估有若干沉降量，裙房或地下車庫抗浮宜采用壓重(采用素混凝土，重度不小于30KN/M2鋼渣混凝土或砂石料)方法，不宜采用抗拔樁或抗浮錨桿，否則必將與高層主樓之間形成差異沉降而造成底板開裂的影響，尤其如北方很多城市的抗浮設(shè)計(jì)水位由于考慮南水北調(diào)提供的較高，但實(shí)際地下水位目前而言都是非常低的，如果抗浮采用抗拔樁或抗浮錨桿，裙房或地下車庫與主樓間基礎(chǔ)沉降差異將是非常突出的問題。

　　1.3 建筑物上部結(jié)構(gòu)、地下室、地基的相互作用關(guān)系

　　1.3.1 高層建筑的基礎(chǔ)上部整體連接著層數(shù)很多的框架、剪力墻結(jié)構(gòu)，地下室四周很厚的擋土墻又緊貼著有效側(cè)限的密實(shí)回填土，下部又連接著沿深度變化的地基。無論在豎向荷載還是水平荷載的作用下，它們都會有機(jī)的共同作用，相互協(xié)調(diào)變形。盡管在這方面的設(shè)計(jì)計(jì)算理論仍不夠完善，但如果僅僅把基礎(chǔ)從上部結(jié)構(gòu)和下部地基的客觀邊界條件中完全隔離出來進(jìn)行計(jì)算，是根本無法達(dá)到真正設(shè)計(jì)要求的目的。

　　1.3.2 無論是采用箱基還是筏基，諸多工程的實(shí)測都顯示;底板的整體彎曲率都是很小的，往往都不到萬分之五。有一些高層建筑箱形基礎(chǔ)的實(shí)測值都僅在(0.16～3.14)×10-4之間。我國測得的筏底板鋼筋應(yīng)力一般都在20～30N/mm2之間，只有鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的十分之一，個別內(nèi)力較大的工程也幾乎沒有超過70N/mm2。

　　2 深層水泥攪拌樁高低截面圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　2.1 樁墻截面尺寸

　　盡量利用場地有限的寬度，同時考慮鉆機(jī)施工的可能性，確定高樁樁墻的寬度。已定高樁的寬度應(yīng)滿足安全要求，若計(jì)算的寬度也不能滿足安全要求，必須加設(shè)低樁。低樁長度即為高樁在坑底以下的入土深度，一般為基坑深度的 0.8～1.2 倍;低樁樁墻寬度應(yīng)滿足高低樁墻整體的抗傾覆、抗滑移及整體穩(wěn)定性要求，計(jì)算中將樁墻向坑內(nèi)轉(zhuǎn)動的原點(diǎn)定為低樁底部的內(nèi)角點(diǎn)。

　　2.2 加強(qiáng)高樁懸臂部分的抗彎、抗剪能力

　　高樁與低樁的截面分界處，因樁墻截面削弱，應(yīng)予以加強(qiáng)，以增強(qiáng)高樁的抗彎、抗剪能力。

　　2.3 攪拌樁布置

　　攪拌樁采用格柵式布置，部分位置回填土中難以格柵成樁而采用滿布。

　　2.4 攪拌樁

　　攪拌樁采用 425# 普通水泥，摻量 13%。攪拌樁施工順序應(yīng)從低樁到高樁，若反向施工，在低樁施工時，因低樁在坑底以上段不噴漿，攪拌樁相互交接會削弱高樁截面。

　　3 抗震要求

　　地下室如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，對整體抗震性能會產(chǎn)生較大影響。一般結(jié)構(gòu)中的地下室，其頂板高出室外地坪的高度不應(yīng)大于本層地下室層高的1/3，否則，該層地下室只能作為半地下室或地上一層進(jìn)行建模分析計(jì)算，此時，即使該層地下室的樓層側(cè)向剛度大于相鄰上層剛度的2倍也不宜作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位;

　　《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011-2010中6.1.14 地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位時，應(yīng)符合下列要求：

　　3.1 地下室頂板應(yīng)避免開設(shè)大洞口;地下室在地上結(jié)構(gòu)相關(guān)范圍的頂板應(yīng)采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)，相關(guān)范圍以外的地下室頂板宜采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu);其樓板厚度不宜小于180mm，混凝土強(qiáng)度等級不宜小于C30，應(yīng)采用雙層雙向配筋，且每層每個方向的配筋率不宜小于0.25%。

　　3.2 結(jié)構(gòu)地上一層的側(cè)向剛度，不宜大于相關(guān)范圍地下一層側(cè)向剛度的0.5倍;地下室周邊宜有與其頂板相連的抗震墻。

　　3.3 地下室頂板對應(yīng)于地上框架柱的梁柱節(jié)點(diǎn)除應(yīng)滿足抗震計(jì)算要求外，尚應(yīng)符合下列規(guī)定之一：

　　3.3.1 地下一層柱截面每側(cè)縱向鋼筋不應(yīng)小于地上一層柱對應(yīng)縱向鋼筋的1.1倍，且地下一層柱上端和節(jié)點(diǎn)左右梁端實(shí)配的抗震受彎承載力之和應(yīng)大于地上一層柱下端實(shí)配的抗震受彎承載力的1.3倍。

　　3.3.2 地下一層梁剛度較大時，柱截面每側(cè)的縱向鋼筋面積應(yīng)大于地上一層對應(yīng)柱每側(cè)縱向鋼筋面積的1.1倍;同時梁端頂面和底面的縱向鋼筋面積均應(yīng)比計(jì)算增大10%以上;4 地下一層抗震墻墻肢端部邊緣構(gòu)件縱向鋼筋的截面面積，不應(yīng)少于地上一層對應(yīng)墻肢端部邊緣構(gòu)件縱向鋼筋的截面面積。

　　嵌固端的選取直接影響造價經(jīng)濟(jì)性，例如強(qiáng)制要求多層剪力墻結(jié)構(gòu)的非人防地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位進(jìn)行設(shè)計(jì)時，經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)較差，在北京市建筑設(shè)計(jì)研究院編寫的《建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)技術(shù)措施》第5.4.4條第1、2款規(guī)定：多層剪力墻結(jié)構(gòu)嵌固部位一般取基礎(chǔ)頂面;多層剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位宜取基礎(chǔ)以上至首層頂，當(dāng)?shù)叵率页^一層時，可取地下一層和首層。

　　4 結(jié)束語

　　地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個綜合性很強(qiáng)的問題，涉及內(nèi)容繁多且復(fù)雜，有些問題至今尚未得到很好的解決，如：地基與基礎(chǔ)的相互作用問題、上部結(jié)構(gòu)剛度對地基基礎(chǔ)的影響等等?，F(xiàn)代高層建筑由于地下工程龐大，建設(shè)工程在地下的投資已經(jīng)接近甚至超過了地上，因此無論是從技術(shù)還是從經(jīng)濟(jì)的角度講都需要我們更深入地研究地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)問題，提高設(shè)計(jì)水平，真正做到技術(shù)與經(jīng)濟(jì)同步、安全與適用協(xié)調(diào)。

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