何健辉
摘 要 本文针对高层建筑地下室设计要点,结合理论实践,在简要阐述地下室设计重难点的基础上,提出了相应的解决对策,并分析了高层建筑地下室设计的要点。分析结果表明,地下室的高程建筑设计的重点内容,其设计效果,对地下室空间的利用情况,高层建筑工结构的稳定性兼有较大影响,充分掌握地下室设计的重难点,注重设计要点,可保证设计施工,提升地下室结构的质量,值得设计单位高度重视。
关键词 高层建筑;地下室;设计要点;平面设计
引言
在我国城市化进程不断推进的背景下,高层建筑工程越来越多,地下室空间利用率不断提升。但地下室结构设计难度较大,再加上地下环境复杂多变,影响因素众多,任何一个细节考虑不当,都会影响总体质量。基于此,开展高层建筑地下室设计要点分析就显得尤为重要。
1高层建筑地下室设计的重难点
地下室具有承载建筑工程荷载的作用,在具体设计中需要综合考虑多个方面,包括:消防、通风、采光、排水、抗浮、抗渗漏等,以保证地下室结构设计质量。随着高层建筑的规模不断扩大,地下室底盘也越来越大。一些塔楼发生抗浮问题的概率比较少,但相对而言,抗浮问题多发生裙房、地下室结构上,主要表现为抗浮力不足。此外,地下室设计人员在设计中,对抗浮设计不够重视,考虑问题比较片面,缺乏对洪水期、施工过程的考虑,从而经常发生抗浮力不足的问题。
2解决地下室设计重难点的对策
(1)加强前期准备。在高层建筑地下室设计之前,设计人员需要深入施工现场,全面了解和掌控高层建筑所在区域的场地情况,并进行全方位的勘查,掌握施工场地的分布情况,熟悉高层建筑工程的规模、层数、结构形式、荷载等,按照勘查和调查及结果,确定地下室的埋深、使用功能、建筑尺寸等,通过水文地质勘查报告和现场持力层情况,确定地下室结构的基础形式和平面结构,以保证设计结果和实际情况相符合[1]。
(2)细化基本结构构件的设计。按照高层建筑工程的具体情况,确定地下室结构每个构件的布置方式,保证地下室的梁、板、柱、基础底板、挡土侧壁、抗拔桩等构件的布置形式、荷载传递推途径、截面形式等符合设计要求。设计完成之后要反复对比分析计算,发现问题及时处理,保证地下室设计方案的合理性和科学性。
3高层建筑地下室设计要点
(1)地下室结构平面设计要点。地下室结构比较复杂,涉及的专业也比较多,在具体设计中需要防火、防渗漏、人防要求、排水、通风、采光等专业相互配合。比如:如果地下室的长度超过设计规定的长度,就必须和结构专业取得联系,相互交流沟通,确定是否设置变形缝。如果条件允许,尽量避免设置施工缝,否则会增加防水设计的难度。设计人员可通过设置后浇带或者地上设缝、地下不设缝方法,达到布设施工缝的目的[2]。如若地下室结构非常长,仅凭后浇带无法解决问题,则在设计时,可通过合理调整平面的方法,分割地下室结构,用较窄的通道进行连接,以满足使用和管道相连的要求,将变形缝设置在通道之外,可降低接缝长度和深度,便于后期补救。在结构设计中需要合理设置采光通风井,否则不但会影响地下室的采光性,而且会降低地下室结构的稳定性。
(2)外墙部分的结构设计要点。外墙设计是高层建筑地下室设计的重中之重,为保证设计效果,需要将设计的重点放在土压力、水压力的计算上,具体而言,可从以下几个方面同时入手:第一,承载力。地下室外墙的结构承载力主要来自于水平和垂直两个方向,其中水平承载力,由地面荷载、侧面土压力荷载共同组成。而垂直承载力,则由地下室结构、上部楼盖自重和传重共同组成。因此,在地下室设计中,风荷载和垂直承载并不会起到控制作用,因此,地下室墙体配筋,主要受到垂直墙面水平承载形成的弯矩控制,在设计中,需要按照墙板弯曲情况,合理计算配筋。第二,静止土的压力数值。此项数值在确定时需要通过一系列实验来确定,如果没有实验条件,砂土系数值取0.34~0.45,如果是黏性土则取0.5~0.7。第三,外墙配筋计算。在高层建筑地下室设计中,配筋计算主要指的是对带有扶壁柱外墙上的配筋进行计算,并不是按照扶壁柱的截面尺寸大小进行计算,而是要按照双向板来计算配筋。
(3)地下室外墙设计要点。在进行地下室外墙设计时,需要先进行弯矩调幅计算,多数情况相下,地下室外墙底部多为固定支座,需要对荷载分项系数、有多层地下室时可按照多跨连续计算。如果外墙顶部没有楼板支撑,配筋构造需要和实际情况相符[3]。如果地下室的外墙靠近车道,而且车道底板在外墙中间。在设计时需要高度重视外墙承受车道底板传来的水平集力作用。地下室外墙设计中,外墙结构的支承条件不同,设计思路和方法也不相同,如果顶板不在相同的标高位置,需要高度重视外墙上部支座水平力的传递问题。
(4)地下室抗浮和抗渗设计要点。在地下室设计条件允许的前提下,要尽量提升基坑的设计标高,以降低抗浮和设防水位。在高层建筑基础施工中,如果地质条件允许,要尽量选择梁板筏板基础。在地下室设计中,尽量采用无梁楼盖和宽扁梁,如果选择了宽扁梁,则其截面高度要严格控制,保证宽扁梁的截面高度1/16~1/20跨度。从而降低地下部分的高度,提升抵抗抗浮水位和渗漏的优势。
(5)地下室抗震设计。抗震设计高层建筑地下室设计的重中之重,如果抗震设计不达标,必会影响整个高层建筑工程的抗震性能。地下室的埋深必须大于地上总高度,只有这样才能不及算层数,建筑工程的总高度才能从室外地面算起。并保证上部结构的墙柱和地下室墙柱相互一致。
4結束语
综上所述,本文结合理论实践,分析了高层建筑地下室设计要点,分析结果表明,地下室设计难度较大,涉及的内容比较多,任何一个环节控制不当,都会影响地下室设计的效果。因此,在具体设计中,需要结合工程特性,地质水文条件,从地下室结构平面设计、外墙部分的结构设计、外墙设计、抗浮和抗渗设计、抗震设计等方面同时入手,才能保证地下室设计效果,保证高层建筑工程的稳定性。
参考文献
[1] 尹博.高层建筑地下室防水工程施工技术分析[J].中国高新区,2018
(5):192.
[2] 袁华.分析高层建筑地下室综合管道设计问题[J].建设科技,2018
(3):66-67.
[3] 于庆平.超高层建筑地下车库设计探讨——以山东黄金国际广场地下车库设计为例[J].城市住宅,2019,26(4):38-41.