地下结构设计的荷载、模型、方法的确定

地下结构设计的荷载、模型、方法的确定

近年来，地下结构设计的荷载、模型、方法等问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了建筑工程地下结构中的设计要点，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就建筑工程地下结构优化设计问题展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

标签：地下结构设计；荷载；模型；方法

1、前言

随着建筑工程可靠性条件的不断变化，对地下结构设计提出了新的要求，因此有必要对其荷载、模型、方法的确定展开研究，以期用以指导相关工作的开展与实践，并取得理想的设计效果。基于此，本文从概述相关内容着手本课题的研究。

2、概述

地下室工程涉及的专业极为复杂，在建筑的地下结构设计时，需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。对于具有大底盘地下室的高层建筑群体而言，塔楼部分一般在使用阶段不会存在抗浮问题，但裙房及纯地下室部分经常会有抗浮不满足要求的问题。而且由于实际地下室抗浮设计中往往只考虑正常使用极限状态，对施工过程和洪水期重视不足，因而也会造成施工过程中由于抗浮不够而出现局部破坏，加上地下室防水工程是一项系统性工程，涉及设计、施工、材料选择等诸多方面因素，因此造成了地下结构设计难点繁多，一般来讲概括起来为结构平面设计、抗震设计、地下室抗浮、抗渗设计、外墻结构设计。

3、建筑工程地下结构中的设计要点

3.1地下结构平面设计

在地下室的设计中通常会设计采光通风井，还要注意采光通风井的外壁要与顶板整体保证足够的距离，以免破坏地下室的稳定性。因整体建筑的建造需求，在地下室的施工建造过程中非常普遍的会出现超长现象，有时都会超过40米到60米，这样的加长的结构尺寸，当受到外界环境影响时易出现裂缝等影响强度的问题，因此在设计时要采取高效的防裂缝设计。可通过以下方法开展设计：安设伸缩后浇带，在地下室超长时，所安设的后浇带的尺寸要结合实际的钢筋拉普拉斯情况及操作空间进行合理设定；将微膨胀剂掺入混凝土中；分割地下结构等等。建筑工程地下结构在进行最初的平面设计是，要全面考虑到建筑的人防要求，要结合其最终用途及使用要求做出合理的安全防水通道设计，并综合排风、通风及力求采光等相关专业条件进行科学的设计。

3.2地下室外墙结构设计

地下室外墙结构的静止土压力系数是设计中重点考虑的因素，当静止土压力不具备试验条件时，就需要根据标准要求选取0.34～0.45的砂土和0.5～0.7的黏性土进行合理的操作。地下室外墙的配筋计算在实际设计中就要按照双向板的要求去计算带扶壁柱外墙的配筋，按地下结构的整体电算去分析扶壁柱的配筋结果。此外还需要处理底板标高的变化，根据梁宽和梁内侧箍筋传递板的支座弯矩进行设计，在地面层的开洞位置设计外墙顶部的楼板支撑梁柱，并结合地下室外墙的实际情况以及车道底板的境况进行设计研究。

3.3地下室保护层设计

对于地下室保护层和垫层厚度的设计中，必须保证相应的结构厚度保持有250mm，裂缝宽度则不能超过0.2mm，迎水面的钢筋保护层厚度保持在50mm。充分确保结构厚度以及迎水面钢筋保护层厚度大于规范限值，从而确保地下室保护层的质量

3.4地下室抗渗抗浮设计

建筑地下室由于其所处的特殊位置，及施工季节的影响，可能存在雨水等因素，因此要对地下室考虑抗浮设计，特别是纯地下部分及裙房部位是抗渗抗浮工作的关键点。针对该问题通常可采取以下几种应用措施：（1）在不影响其它结构设计的前提下，应将基坑底的标高最最大限度的提高，达到抗浮效果，特别打出的是，在高层建筑的地下室基础底板应采用平板阀板或梁板筏板。（2）倡导应用无梁楼盖与宽扁梁。（3）强化抗渗抗浮设计的另一个有效办法是增大地下室自重。（4）设抗拔桩。

4、建筑工程地下结构优化设计

4.1抗震设计

若地下室设计不当，对其整体的抗震性能会产生较大的影响。根据施工图审查要点，般来讲，对于半地下室的埋深要求应大于地下室外地面以上的高度，才能不计算其层数，總高度才能从室外地面算起。地下室的墙柱与上部结构的墙柱应协调统一。对地下室顶板室内外板面标高变化处，当标高变化超过梁高范围时则形成错层，应采取一定的措施进行处理，否则不应作为上部结构的部位。相关规范明确规定，作为上部结构部位的地下室楼层的顶楼，盖应采用梁板结构，地下室顶板为无梁楼盖时不应作为上部结构的部位。结构计算应向下

计算至满足要求的地下室楼层或底板，但剪力墙底部加强区层数应从地面往上计算，并应包括地下层。

4.2地下室抗浮、抗渗设计

地下水位及其变幅是地下室抗浮设计的重要依据。实际在地下室抗浮设计时仅考虑正常使用的极限状态，而对施工过程和洪水期重视不足，因而会造成地下室施工过程中因抗浮不够而出现局部破坏。另外，在同一整体大面积地下室的上部常建有多栋高层和低层建筑，由于地下室的面积较大、形状又不规则，且地下室上方的局部没有建筑，此类抗浮问题相对难以处理，须作细致分析后再进行处理。地下结构设计除应满足受力要求外，抗渗也是其中一个重点。由于钢筋混凝土结构通常带裂缝工作，要达到抗渗目的，一般可采取以下措施：（1）补偿收缩混凝土。在混凝土中掺微膨胀剂，以混凝土的膨胀值抵消混凝土的最终收缩值。当其差值大于或等于混凝土的极限拉伸时，即可控制裂缝；（2）膨胀带。混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会完全补偿混凝土的早期收缩变形，而设置补偿收缩混凝土带可以实现混凝士连续浇注无缝施工；（3）后浇带。后浇带作为混凝土早期短时期释放约束力的一种技术措施，较长久性变形缝已有很大的改进并广泛应用；

5、结语

通过对地下结构设计荷载、模型、方法等问题的研究，我们可以发现，该项工作良好实践效果的取得，有赖于对其多项关键环节与重点要素的充分掌控，有关人员应该从地下结构设计的客观实际出发，研究制定最为符合实际的应对实施措施。

参考文献：

[1] 徐厚慧.钢筋混凝土地下结构设计中若干问题的探讨[J].科技与企业.2016（10）：60-62.