地下室结构的分析与设计探讨
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城市地下空间结构设计分析与探讨摘要:随着社会的发展,当前我国的人口不断向城市发生集中。
不断增加的人口与变化不大的城市面积之间形成了巨大的矛盾,使得城市管理者不得不思考扩大城市实际使用面积的方法。
在地上的空间被一步步挤压,地下空间的利用规模扩大。
本文通过对我国城市地下空间结构现状进行研究,结合地下空间结构的基本理论与设计原则,探讨城市地下空间结构的设计方案。
关键字:地下空间结构;设计原则;安全设计;生理设计引言地下空间与地上空间存在着本质的不同,从表面上看,地上空间与地下空间只是在位置上有一定的差异性,但往往两者在价格上差距十分明显。
地下空间由于其落地低于其它建筑,在采光、空气质量等方面就与地上形成了原生性的差距,再加上其对抗灾难方面远不如地上占据先决条件,进一步降低了地下空间的身价。
地下空间要想提高自身的价值,就需要对地下空间结构进行深入研究,根据其相关理论,结合当地综合条件行系统地设计,最终能够弯道超车,创造与原始条件差别巨大的环境,从而实现飞跃。
一.地下空间结构基本理论城市地下空间结构构造地下空间结构构造指的是地下空间在进行利用时根据其原始条件进行的改造设计过程,一般也把设计完成的成果称为地下空间结构构造。
城市地下空间结构构造是地下空间结构构造的一种,其主要特点在于其地面位置处于城市,受城市综合条件影响。
地下结构受力特点地下结构在正常状况下受力情况与地上结构大为不同,地上结构在设计时考虑的主要是因素是地基强度、风力强度等。
但地下结构在进行受力分析时可以发现,其虽然不受风力影响,但地面建筑的压力、周边土层的压力、地下地基的承载力、地下水的冲击力都是需要考虑的内容,其受力情况更加复杂。
主流结构计算方法在进行地下结构的设计时,常见的方法有深扦取样夯土密度计算法、水渗透计算法、地质遥感探测法、地面测绘计算法、仿真计算法等,其中前面提到的计算方法是传统的计算方法,随着计算数据库的进一步庞大,仿真计算法的结果精确度飞速提升,已经成为当下在进行地下结构计算时最常见的计算方法。
建筑工程地下室结构设计分析与探讨摘要:随着建筑技术的成熟、建筑需求的增加,地下室的层数和面积都出现了相应的增加,地下室工程在建设项目工程所占有的比重越来越高。
本文通过相关工程实例分析,深入探讨了建筑工程地下室结构设计。
关键词:建筑工程、地下室、结构设计中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号:一、前言随着经济的快速发展,城市建筑设计中越来越多伴随着各种功能的地下室或者是地下车库,很多高层建筑为了充分利用建筑空间,将一些设备或者是消防池等设置在地下室,不仅仅更大程度的利用了建筑空间,节省了相关的成本费用,更大大深埋了地基,加强了整体建筑结构的稳定性,增强了建筑的抗震性能,确保了建筑的安全性,同时,也使得整个地下室的功能得到了最大程度的挖掘,避免了建筑价值的浪费。
二、地下室结构平面设计问题高层建筑地下室设计是一项复杂而庞大的工程,需要对各方面因素进行考虑,如防火措施、管道设计位置、管道走向、排水采光工程等。
尤其是变形缝的设计与否关系到整个地下室结构设计的好坏。
地下室的设计对于处理地下各种防火、排水等的处理是否方便影响重大,由于设置变形缝会使变形缝处的防水处理变得困难,一般少设或不设变形缝。
所以设计人员在设计时一般会采用其他方法,如设置后浇带、在地上设缝、以及合理的采用一些混凝外加剂等方式来达到不设缝的目的。
如果上述方法无法解决,则需从地下室平面的布局入手,这时需要将地下室空间分割成多个小地下室,并将变形缝设置在通道处,这样不仅可以减少缝的数量,也可使其受力最小,出现问题时可及时补救。
在结构设计时,除了变形缝的设置十分重要外,采光通风井的设计也格外重要,这关系到是否能达到高层建筑的埋深要求。
如其位置设置不当,将不能有效的将上部的风力和地震作用传到侧壁和地面,会对建筑产生破坏。
三、地下室顶板的结构设计问题地下室顶板作为高层建筑上部结构的一个水平约束支柱,其都厚度有一定的要求,一般厚度要大于160mm,如若是人防地下室还需满足其他要求。
浅谈建筑工程地下室结构设计【摘要】地下室结构设计在建筑工程中具有重要性,经历了长期的发展历程。
设计的基本原则包括稳定性和耐久性,结构形式可采用框架结构、砌体结构等,材料选择需考虑强度和耐久性,施工工艺需保证质量和效率,质量控制是确保地下室结构安全可靠的关键。
未来发展趋势可能会注重更高效的设计和施工技术,以及更环保和节能的材料选择,以满足社会的需求。
建筑工程地下室结构设计的不断发展将为建筑行业带来更大的创新和发展。
【关键词】建筑工程、地下室结构设计、重要性、发展历程、基本原则、结构形式、材料选择、施工工艺、质量控制、未来发展趋势。
1. 引言1.1 浅谈建筑工程地下室结构设计的重要性建筑工程地下室结构设计在建筑工程中扮演着至关重要的角色。
地下室不仅可以提供额外的使用空间,还能够增加建筑物的稳定性和安全性。
地下室结构设计的优劣直接影响着整个建筑物的质量和性能。
地下室结构设计需要考虑到地下水位、土质情况等因素,确保地下室能够承受地下水压力和地基的承载力。
合理的地下室结构设计可以有效地减少地基沉降,避免地基沉降导致的建筑物结构破坏。
地下室结构设计还需要考虑到建筑物的使用需求,如地下室的功能、使用频率等。
不同类型的地下室需要采用不同的结构形式和材料,以满足建筑物的实际使用要求。
建筑工程地下室结构设计的重要性不言而喻。
只有通过科学合理的设计,才能保证地下室的稳定性和安全性,为建筑物的整体质量提供可靠保障。
.1.2 地下室结构设计的发展历程地下室结构设计的发展历程是建筑工程领域中一个重要的发展方向。
随着社会的进步和科技的发展,地下室结构设计也在不断完善和提升。
在过去,地下室结构设计主要是依靠经验和传统的设计方法,存在着很多不足和局限性。
随着计算机技术的进步,数字化设计工具逐渐应用到地下室结构设计中,为设计师提供了更多的便利和支持。
随着建筑材料和施工工艺的不断创新,地下室结构设计也得到了更多的发展空间和可能性。
未来,随着建筑工程领域的不断发展和需求的增长,地下室结构设计将会面临更多的挑战和机遇。
浅谈建筑工程地下室结构设计建筑工程地下室结构设计是建筑项目中非常重要的一个环节,它不仅关乎建筑的整体结构稳定性,还涉及到地下室使用功能的实现和地下空间的合理利用。
在地下室结构设计中,要考虑地下室的承载能力、抗震性能、防水防潮等方面的问题,以及如何合理利用地下空间,使其达到最佳的效果,满足使用者的需求。
本文将就建筑工程地下室结构设计进行浅谈,希望对相关人员有所帮助。
一、地下室结构设计的相关内容1.地下室结构设计的基本原则在进行地下室结构设计时,首先要遵循一些基本原则,如合理布局、高效利用空间、结构合理、安全稳定等。
地下室结构设计要符合相关的设计标准和规范,考虑到地下室的使用功能,合理设置出入口和通风系统等。
还要根据地下室所在地的地质条件和环境特点进行综合考虑,保证地下室的结构安全和稳定性。
2.地下室结构的承载能力地下室作为建筑的支撑基础,承载能力是地下室结构设计中需要重点考虑的问题。
在地下室结构设计中,要进行合理的承载力分析和计算,确保地下室可以承受楼上建筑物的载荷,并且保持结构的稳定。
在地下室结构的承载能力设计中,还要考虑地下水位变化对结构的影响,尽量避免因地下水位的变化而导致结构的变形和损坏。
3.地下室结构的抗震性能地下室结构设计中,抗震性能的考虑是非常重要的。
地震是地下室结构可能面临的自然灾害之一,而地下室的抗震能力直接关系到整体建筑的安全性。
在地下室结构设计中,需要采用合适的抗震设计方案,合理设置结构构件的尺寸和布置方式,确保地下室的抗震性能符合相应的设计要求。
4.地下室结构的防水防潮设计地下室结构的防水防潮设计也是地下室结构设计的重要内容之一。
地下室通常处于地下水位附近,容易受到地下水的影响,因此在地下室结构设计中,要考虑采用防水材料或防水技术,保证地下室整体结构及其周边设施的防水效果。
还要有效防止地下室的潮湿和霉变等问题,保持地下室内部空气的清洁和干燥。
二、地下室结构设计的相关技术1. 地下室结构设计中的桩基技术在一些地势较高或者地下水位较深的地区,地下室结构设计中常常需要采用桩基技术,以增加地下室的承载能力和抗震性能。
建筑工程地下室结构设计分析与探讨就我国目前的建筑水平现阶段,地下室已经成为一般高层建筑都必有的设计部分。
当今的建筑技术及设计水平呈逐年进步发展的趋势,建筑地下室的设计层数,也随之不断增加。
在建筑设计中,地下室部分是相对较为难且重要的一部分内容。
这使得建筑地下室的结构设计,越来越成为建筑设计过程中不可或缺、至关重要的一部分。
标签:建筑工程;地下室;结构设计一、地下室结构设计的特点要求1、地下室地的主体结构设计主要有:顶板、外侧墙、底板等一些构件。
2、孔口防护设计,其中包含地下室的出入口的防护与消波系统,其出人口的设计包括对防护密闭门的选用、门框墙、临空墙的计算等,而消波系统则是对防爆破活门的选用和扩散室(箱)的设计。
3、我们在对地下室进行结构计算时,其与上部结构是否进行一起计算,这种情况对于其计算的结果会产生较大的影响,地下室的底板多做为整体结构的基础,所以我们在进行结构设计时应该考虑其地基所产生的反作用力,而地下室的顶板做为建筑工程的重要组成部份,需要考虑组合完成后的静荷载,而其外墙则需要考虑来自于侧向的水、土的水平作用组合。
二、建筑地下室结构设计的主要内容通过以上建筑地下室结构设计的分析,我们认识到现代建筑地下室结构设计的几大特点。
作为从事建筑地下室结构设计的工作人员,在工程设计额过程中就要切实掌握如下要点:1、平面结构设计在建筑地下室的平面结构设计当中,我们要做到注意其承重力以及空间的合理布置,这一点是在建筑地下室设计中的关键点之一,但是此一关键点存在的影响相对比较小。
如:在民居的设计当中,地下室的設计就应当最大程度地压缩各个房间的空间大小。
以便分割更多的地下室房间,使建筑地下室的实用价值最大化。
而酒店宾馆等的地下室设计首先考虑的是停车场的设计。
这就要求在保证地下室的承重能力符合要求的情况下,最大程度地体现空间大结构设计。
建筑地下室的平面结构的设计,要在综合开发商的建设意图、建筑物的承重能力及其功能等三方面的基础上进行,从而以保证该设计理念的功能性、科学性及合理性。
建筑工程地下室结构设计分析与探讨余明星摘要:随着我国社会经济的快速发展,建筑业的发展进程加快。
作为建筑工程地下室结构的重要组成部分,越来越多的问题出现了。
建筑工程基底结构的设计受多种因素的影响。
加强对相关影响因素的分析研究,提出切实可行的对策,以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1当下建筑地下室结构的设计特点近年来,中国建筑规模不断扩大,地下室的性能逐渐多样化。
从最初的简单储存性能到现在的地下停车场多功能结构,如大型商业区和民防工程,这些功能需要适合更高设计准则的基础设施。
设计师不仅需要有更专业的设计水平,而且要有前瞻性的设计理念。
建筑的地下结构设计是整个建筑设计的基础。
因此,建筑地下结构设计的重要性对建筑的设计和使用具有重要意义。
2建筑工程地下室结构设计的难点2.1地下室的抗震设计难点随着城市建设的迅速发展,地下建筑的数量和类型不断增加,其抗震能力和抗震设防要求也有很大不同。
在实际设计中,有必要对它们逐一进行研究和处理。
地下室位于地下,周围土壤类型、严重程度、密实程度等因素对地下室抗震能力有很大影响。
在地震的情况下,如果在地下的房间里发生损坏或倒塌,不仅结构失去了自身的功能,而且还影响了上层建筑的安全。
因此,地下室的抗震设计是建筑整体抗震设计的前提。
2.2地下室抗渗透设计难点即使地基和地下室周围的土层经过工程处理,仍有孔隙受到雨水或地下水的影响。
过多的雨水或地下水位甚至会导致地下室的结构构件漂浮,造成地面和墙壁开裂。
因此,地下室防渗透设计是地下室结构设计的重要组成部分,也是提高建筑整体结构设计质量的关键。
有许多因素决定地下室结构的不透水性,包括地下水位、结构材料、施工难度甚至结构的经济性等,都对地下室结构的不透水设计有影响,这使得不透水设计成为地下室结构。
设计的困难。
3地下室结构设计3.1地下室平面结构设计地下室的平面结构设计是以建筑用地的规划设计、建筑的功能设计、建筑设备的环境设计、地面景观设计为基础。
建筑工程地下室结构设计分析与探讨【摘要】在建筑工程的整体结构中,地下室是其中一种较为重要的结构。
由于其所处位置在建筑物的最底部,即建筑的地基基础结构中,所以,地下室结构的设计将是影响建筑整体结构稳定性以及安全性的重要基础。
本篇文章主要围绕建筑工程地下室结构的设计作相关探讨和分析,并结合具体实例,从顶板设计、侧壁设计、底板设计等多个方面说明和论述了地下室结构设计的重要性和复杂性,以期引起相关施工人员的注意和重视。
【关键词】建筑工程;地下室;结构设计1、前言建筑业作为支撑我国国民经济的三大巨头产业之一,它在近几年的发展极为迅速。
就目前而言,在现代城市建筑中,高层建筑,甚至是超高层建筑已经成为了城市建筑的主流,同时也跃升为城市的一种重要标志。
然而,随着建筑楼层的不断增高,其建筑工程可能存在的安全隐患也随之得到了增多,尤其是地基基础结构在施工环节所埋下的安全隐患,更是造成高层建筑突然倒塌的罪魁祸首。
因此,为了保证现代城市高层建筑的质量及其结构的稳定,相关的建筑施工人员必须把好地基基础结构的质量关,而对于某些需要修建地下室的高层建筑,还需要做好对其地下室工程的施工管理,合理、规范化其地下室结构的设计。
为了帮助读者更好的认识和了解笔者的用意,笔者例举一工程实例来作具体讲述,旨在证明建筑工程地下室结构设计在建筑工程施工中的重要性,并且对其设计的目的和要求作相关讨论。
2、工程概况一个居民区内地面一幢18层高的钢筋混凝土框架剪力墙结构,地下一层结构,其主要目的是停车场。
建筑高度54m,建筑设计使用年限为50a。
预应力管桩项目中,强风化岩石或风化岩含水层,单桩承载力特征值180吨的背板采用平板式筏,防浮头5m。
抗震设计类别c类,在哪些领域工程抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g。
框架和剪力墙的抗震等级,框支柱箱形梁作为抗震等级与主体结构的一部分的结构相同的,应该是2级。
主要表现为一个地下室在平时是车库,战时作为人防工程,人防级设计6级。
地下室结构设计中问题分析及解决措施摘要:地下室支承着上部结构,不可预见的因素影响较多,设计方案的选择受不确定性(如地下水、土质等)的因素影响,造成地下室设计的复杂化,同时也影响建造成本的经济性。
笔者根据多年的工程设计经验,针对一些不确定性因素,总结出以下一些措施来解决地下室结构设计中存在的问题。
关键词:地下室;结构设计;问题1 抗浮问题对于具有大底盘地下室的高层建筑群,塔楼部分的地下室一般在使用阶段不会存在抗浮不足问题,但裙房及纯地下室部分经常会有因为抗浮不满足要求而出现底板被拉裂渗水的现象,在施工阶段,何时停止降水才能借助带地下室的高层建筑的自身重量来平衡浮力,直接影响到建造成本和施工质量。
所以,抗浮设计对带地下室的高层建筑是不容忽视的。
怎样才能做好抗浮设计,本人认为可以这样考虑:1.1确定科学合理的抗浮设防水位地下水位及其变幅是地下室抗浮设计的重要依据,地质勘查单位提供的岩土工程勘查报告中对地下水水位提出了3个指标:①拟建场地历史最高水位;②近3~5年最高水位;③勘查时的实测静止地下水位。
确定地下室抗浮设防水位时应根据设计规范中确定的原则:防水要求严格的地下室,其设防水位可按历年最高地下水位;对防水要求不严格的地下室其设防水位可参照近3~5年最高水位及勘查时的实测静止地下水位,科学地确定地下水位可以合理地选择抗浮措施,降低建造成本,缩短施工周期。
1.2 降低抗浮设防水位的措施在保证建筑使用净高的前提下减少地下室的总高度,提高基坑坑底的设计标高,可以间接降低抗浮设防水位。
具体措施有以下几种:(1)采用平板式筏板基础。
一般而言,平板式筏板基础的重量与“低板位”梁板式筏板基础上填覆土的重量基本相当,但后者的基础高度一般要比前者高。
(2)楼盖提倡使用宽扁梁或无梁楼盖。
一般宽扁梁的截面高度为跨度的1/16~1/22,宽扁梁的使用将有效地降低地下室顶板结构高度,从而相对降低了抗浮设防水位。
1.3 增加地下室的重量增加地下室本身的重量有以下几方面的优点:①增加地下室的重量是解决地下室抗浮问题的一个直接有效的方法,但这种方法还应该结合地基土的承载力而定,不能顾此失彼;②在对主体结构的地基承载力进行深度修正时,增加地下室的重量可以提高主体结构的有效埋置深度,从而提高了主体结构修正后的地基承载力特征值。
住宅小区地下室底板结构设计分析
地下室底板结构设计是住宅小区地下室结构设计中的一个重要环节,它关乎着地下室的稳定性、安全性和使用寿命。
本文将从结构设计的角度对地下室底板的设计进行分析。
地下室底板的厚度和强度是设计中需要考虑的重要因素之一。
一般来说,地下室底板的厚度应根据地下室的用途、荷载情况和地基条件来确定。
一般地下室底板的厚度应在100毫米以上,以确保足够的强度和稳定性。
地下室底板的强度应满足规定的承载能力要求,以确保地下室的使用安全。
地下室底板的材料选择也是设计中需要注意的一个关键点。
一般来说,地下室底板的材料可以选择混凝土、钢筋混凝土等。
对于一些特殊情况,如底板下方存在湿气或地下水位较高的情况,还可以考虑使用防水处理的材料,以防止地下室底板受到潮湿气候的影响而出现损坏。
地下室底板的施工工艺也需要在设计中考虑。
地下室底板的施工工艺应符合国家规范和标准,施工时需要保持严密的操作,以确保施工质量。
地下室底板的施工工艺应包括以下几个方面:一是地下室底板的模板搭设,模板的搭设应符合规定的标准,保证模板的平整度和直线度,以便保证地下室底板的施工质量;二是地下室底板的混凝土浇筑,浇筑过程中应注意控制水灰比和水泥的用量,以确保混凝土的强度和耐久性;三是地下室底板的防水施工,施工时应按照防水施工技术规范进行,确保防水层的完整性和防水性能。
地下室底板设计还需要考虑地下室底板与地下室墙体之间的连接方式。
一般来说,地下室底板与地下室墙体之间要采用钢筋连接,以确保地下室底板和地下室墙体的整体性和稳定性。
地下室底板与地下室墙体之间还需要进行防水处理,以防止水汽渗透和漏水现象的发生。
住宅小区地下室底板结构设计分析1. 引言1.1 研究背景地下室在住宅小区建设中扮演着重要的角色,常被用作停车场、储藏室等功能性空间。
而地下室的底板结构设计直接关系到整个建筑物的安全性和稳定性。
对地下室底板结构设计进行深入研究具有重要意义。
随着城市化进程的加快,住宅小区的建设日益增多,地下室底板结构设计也日益受到关注。
由于地下室的特殊环境、复杂荷载条件以及建筑材料的限制,地下室底板结构设计存在一定的挑战和难点,因此有必要深入研究并总结相关经验。
随着建筑技术的不断发展和完善,地下室底板结构设计也在不断创新和优化。
了解和掌握最新的设计原理和方法,可以提高地下室底板结构设计的效率和质量,为住宅小区建设提供更好的保障。
对地下室底板结构设计进行深入研究和分析,具有重要的现实意义和应用价值。
1.2 研究目的地下室底板结构在住宅小区建设中扮演着重要的角色,其设计质量直接影响到整个建筑物的安全性和稳定性。
本研究旨在深入探讨地下室底板结构设计的原理和要素,分析不同设计方案的优缺点,总结常见问题及解决方法,并通过实例分析来进一步验证结论。
通过对地下室底板结构设计的研究,可以为住宅小区建设提供科学的设计指导,确保建筑物的稳定性和安全性,提高居民的生活质量。
本研究也旨在为地下室底板结构设计的未来发展提供参考,探讨新的设计理念和技术应用,推动该领域的不断进步和创新。
通过对地下室底板结构设计的研究,可以进一步提高建筑物的抗震性能,提升整体建筑质量,为城市住宅建设贡献力量。
1.3 研究意义地下室底板结构设计是住宅小区建设中非常重要的一环。
其设计质量直接影响到地下室的使用寿命、安全性和舒适度。
深入研究地下室底板结构设计的原理和要素,分析不同设计方案的优缺点,总结常见问题及解决方法,对于提高地下室底板结构设计的水平,确保住宅小区建筑的质量和安全具有重要的现实意义。
通过对地下室底板结构的研究,可以更好地指导工程设计师和施工单位,合理选择结构设计方案,减少底板结构出现问题的可能性,提高建筑的整体性能。
地下室结构的分析与设计探讨
摘要:本文介绍了地下室结构的设计要点,提出了地下室嵌固部位的确定方法。
关键词:地下室;结构;分析;设计
引言
近年来带地下室的多高层建筑越来越多,这是由地下室的特殊功能决定的:1、满足结构设计要求,带地下室的建筑加大了基础埋置深度,地面以下部分受到回填土的约束,有利于提高结构整体抗震性能及减少基础沉降。
2、满足使用功能需求,带地下室的建筑增加了有效使用面积。
3、满足平战结合需求,地下建筑平时可作为地下通道或储藏库,战时可用于人民防空,还可以应对紧急突发事件的特殊需求。
因此,高层建筑宜设地下室。
1 地下室结构的设计要点
1.1 地下室与上部结构的整体分析思想
带有地下室的多高层建筑是一个由上部结构与地下室结构共同组成的完整的受力体系,具有共同的位移场,相互协调变形。
地下室与地上建筑并没有本质的区别,在建模方法和计算分析方面,地下室与地上结构基本相同。
可以将地下室与上部结构作为一个整体统一考虑,这不仅使计算分析更符合工程实际情况,也大大提高了设计效率。
1.2 地下室受力分析
1.2.1 恒、活荷载。
地下室与上部结构整体分析方法,不仅可以正确完成全楼的竖向导荷及内力计算,而且可以考虑地下室的位移和变形对上部结构的影响,使计算分析结构更符合真实情况。
如果地下室上部是没有建筑物的空旷场地,地下室顶板的附加荷载除考虑覆土重量外,还应考虑消防车及其它重型施工车辆的荷载。
1.2.2 风荷载。
地下室在地面以下,不受风荷载的影响。
SATWE软件总信息中没有“地下室层数”选项,如该项不为0,表示有地下室,程序自动取地下室部分的基本风压为0,上部结构风荷载计算中自动扣除地下室部分的高度。
1.2.3 地震作用。
由地下室质量产生的地震作用主要被室外回填土吸收,只有少部分由地下室构件承担,因此按《抗震规范》第5.2.5条进行地震剪力调整时,如地下室部分的最小地震剪力系数不满足要求也可以不予调整。
1.3 回填土作用
地下室外围的回填土对地下室有约束作用,而且仅约束水平位移,不约束竖向位移和竖向转动。
鉴于目前规范的反应谱理论是基于刚性地基假定的,建议采用两种分析方法考虑回填土的约束作用:
1.3.1 嵌固水平位移法
将上部结构与地下室作为一个整体考虑,嵌固端取在基础底板处,根据地下室与相邻上部结构楼层侧向刚度比的大小,确定合适位置限定水平位移为零。
1.3.2 弹簧刚度法
将上部结构与地下室作为一个整体考虑,嵌固端取在基础底板上,并在每层地下室的楼板处引入水平弹簧刚度,其值的大小反应回填土对地下室约束作用的强弱。
SATWE软件设有选项“回填土对地下室约束作用的相对(弹簧)刚度比”,其含义是回填土的约束刚度与地下室全身抗侧移刚度的比值,其取值可以分为三种情况:
a.若取值为0,表示不考虑回填土的约束作用,即地下室与回填土接触(如另有挡土墙);
b.若取值在1至100之间,表示回填土对地下室有一定的约束作用,约束越强取值越大,程序的隐含值是3;
c.若取值为负数m,表示地下有嵌固部位,地下室下部的m层无水平位移。
1.4 外墙设计
地下室外墙承受的荷载,除上部结构传递来的恒、活、风荷载和地震作用外,还有地下室本身的竖向荷载、地面活荷载、侧向土压力和地下水压力。
在实际工作中,风荷载和地震作用产生的内力一般不起控制作用,墙体平面外配筋主要由垂直于墙面的水平荷载产生的弯矩和竖向荷载产生的轴力组合的压弯作用控制。
SATWE软件要求输入:回填土容重、室外地坪标高、回填土侧压力系数、地下水位标高、室外地面附加荷载等参数,以便程序考虑侧向土、水的压力,并按单向板简化计算垂直于墙面的水平荷载产生的弯矩,但在计算中未考虑塑性内力重分布和地下室外墙越层等情况。
考虑到地下室外墙受力的特殊性,SATWE 软件在混凝土构件配筋图中,同时标注地下室外墙每延米的水平和竖向分布钢筋的配筋值,而不同于地上剪力墙仅标注水平分布钢筋配筋值。
1.5 人防设计
地下室有人防设计要求时,应在人防设计信息中输入:人防设计等级、人防地下室层数、顶板人防等效荷载、外墙人防等效荷载等参数。
SATWE软件允许任意指定有人防设计要求的地下室楼层,任意设定各房间人防荷载值,定义临空墙,自定义人防荷载组合,在计算中程序会将地下室顶板的竖向人防等效均布荷载、外墙的水平人防等效均布荷载和临空墙的水平人防等效均布荷载,与前期输入的其它荷载共同考虑分析,如图2所示。
根据《人防规范》的规定,在人防作用效应组合下进行构件验算和结构延性比计算时,混凝土和钢筋的材料强度取其动力强度,并考虑了人防规范要求的各项修正调整系数。
2 地下室嵌固部位的确定
结构的嵌固部位是多高层建筑计算模型中的一个重要假定,嵌固部位的正确设定直接关系到结构计算模型与结构实际受力状态的符合程序,构件内力及结构侧移等计算结果的准确性。
所谓嵌固部位就是预期塑性铰出现的部位,从理论上讲,结构下部的嵌固部位应能限制结构上部构件在三个水平方向的平动位移和转角位移,并将上部结构的剪力全部传递给地下室,因此对作为主体结构嵌固部位地下室楼层的整体刚度和承载力应加以控制。
确定嵌固部位可以通过对结构刚度和承载力的调整,迫使塑性铰出现在预定部位来实现。
对没有地下室的建筑物,一般设计通常假定上部结构嵌固在基础结构之上。
对带地下室的建筑物,由于地下室周边的挡土墙的平面内有很大的刚度,墙外土体对地下室有很强的约束作用,限制了侧向位移,高层建筑在地下室顶部产生刚度突变,在地震作用下,很可能使塑性铰由基础顶面转移到地下室顶部或地下室的某一楼层以上。
正确分析计算嵌固部位的位置及合理提高嵌固楼层的构件刚度,对地下室设计至关重要。
2.1 嵌固部位的刚度比要求
根据规范精神,地下室嵌固部位结构应能承受上部结构屈服超强引起的内力及地下室本身的地震作用,且须适当考虑延性措施,为此地下室嵌固部位的楼层刚度不应小于相邻上部结构楼层刚度的2倍。
值得注意的是,规范提供了三种楼层刚度比的计算方法,分别是剪切刚度比、剪弯刚度比和地震力与相应的层间位移比。
建议在确定地下室嵌固部位计算时,宜采用剪切刚度比或地震力与相应层间位移比的计算方法。
当地下室是上部多塔楼的大底盘(没有裙房),拟将地下室顶部作为嵌固端的条件是,大底盘地下室的整体刚度与所有塔楼有效影响范围内的地下室(塔楼周边向外扩出与地下室高度相等的水平长度)剪切刚度与相邻上部塔楼的剪切刚度比不应小于2。
2.2 将地下室一层顶板作为嵌固部位的构造要求
带地下室的多高层建筑,通常将上部结构的嵌固部位设在地下室顶板,应特别注意的是,作为嵌固部位的地下室楼层除了应满足上述刚度比要求外,还必须满足下列规范中抗震措施的要求:
2.2.1 地下室一层的抗震等级与上部结构相同,地下室一层以下楼层或地下室没有上部结构的部分,抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。
SATWE 软件可以任意设定各类构件的抗震等级和材料强度等级。
2.2.2 地下室顶板与室外地坪的高差宜小于本层层高的1/3。
2.2.3 地下室顶板应采用现浇梁板结构。
顶板不应开大洞,板厚度不宜小于180m,混凝土强度等级不应低于C30,应采用双层双向配筋,每个方向每层筋不宜低于0.25%。
2.2.4 地下室柱截面每侧纵向钢筋面积,除应满足计算要求外,不应少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍。
应注意软件不能自动实现该项要求,设计人员可在施工图设计时将钢筋放大系数取为1.1,增加的纵向钢筋不应向上延伸,可锚固在地下室顶板的框架梁内。
2.2.5 地下室顶板的框架梁应有足够的抗弯刚度,地下室顶板的梁柱节点左右梁端截面实际受弯承载力之和不宜小于上下柱端实际承载力之和。
SATWE软年可以按照此项要求进行设计内力调整。
2.2.6 地下室一层的剪力墙应作为加强区配置约束边缘构件,地下一层以下可以不加强。
SATWE软件设有选项“剪力墙加强区起算层号”。
通过该选取项可以指定剪力墙的加强包括地下室一层。
2.3将地下室其它楼层作为嵌固部位的条件
如地下室顶板开大洞,地下室顶板与室外地坪的高差大于本层层高的1/3,或地下一层为墙体较少的停车库等情况,不能满足首层地下室顶板作为结构嵌固部位的要求时,可将嵌固部位下移到地下室其它楼层的顶板或地下室底板,此时地下楼层除满足规范抗震措施的要求外,尚应满足以下条件:
2.3.1 地上一层往下各楼层的剪切刚度应递增,且嵌固楼层的剪切刚度应大于地上一层剪切刚度的2.0倍,则该楼层顶板可作为嵌固部位。
2.3.2 如该地下楼层全部为人防地下室,其人防顶板一般可作为嵌固部位。
2.3.3 地下室底板(基础)刚度较大时,例如箱型基础筏型基础等,其基础底板可作为嵌固部位。