浅析高层建筑地下室埋深
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浅谈高层建筑地下室设计及处理方法【摘要】高层建筑地下室设计是建筑工程中重要且复杂的环节之一。
本文分析了高层建筑地下室设计的重要性、需关注的问题和挑战性,并针对地下室结构设计、通风处理、防水处理、照明设计和消防安全进行了详细探讨。
结论强调了高层建筑地下室设计的综合性,与整体建筑结构的协调性以及高质量设计的重要性。
通过本文的研究,可以更好地指导高层建筑地下室设计的实践工作,保障建筑结构的安全、稳定和高质量。
【关键词】高层建筑,地下室设计,结构设计,通风处理,防水处理,照明设计,消防安全,综合性,协调,重要性1. 引言1.1 高层建筑地下室设计的重要性高层建筑地下室设计的重要性在整体建筑结构中占据着至关重要的位置。
地下室不仅可以提供额外的使用空间,还可以支撑整体建筑的稳定性和安全性。
高层建筑通常需要在地下设置地下室来满足不同的功能需求,例如停车场、仓库、设备房等。
地下室的设计需要考虑到地基承载力、地下水位、周边环境等诸多因素,因此设计工作至关重要。
一个合理设计的地下室不仅可以提升整体建筑的使用性能,还可以有效提升建筑的价值和品质。
在高层建筑设计过程中,地下室设计的重要性不可忽视,需要充分考虑其对建筑结构的影响,以确保整体建筑的安全性和稳定性。
1.2 地下室设计需关注的问题地下室设计需要充分考虑地下水情况。
高层建筑地下室常常会受到地下水的影响,因此在设计过程中需要对地下水位、地下水质等进行详细的调查和分析,确保地下室能够有效地抵御地下水的侵蚀和渗透。
地下室设计还需要关注地基情况。
地下室作为高层建筑的支撑结构之一,其稳定性和承载能力直接影响整栋建筑的安全性。
设计师需要对地基的承载能力、土壤的性质等进行认真评估,并采取相应的加固措施,确保地下室能够稳固地承载建筑物的荷载。
地下室设计还需要考虑地下空间的利用效率和功能性。
高层建筑地下室通常包括停车库、储藏室、设备间等功能区域,设计师需要合理布局这些区域,确保空间利用率最大化的同时不影响地下室的功能性。
浅谈高层建筑地下室设计及处理方法高层建筑地下室设计和处理方法是现代建筑设计中一个重要的问题。
随着城市化发展和土地资源的稀缺,越来越多的高层建筑选择利用地下空间来扩大建筑面积或提供附属设施。
地下室设计和处理方法的合理与否直接影响到高层建筑的稳定性、安全性和舒适性。
本文将从地下室的设计方法和处理方法两个方面进行探讨。
地下室设计方法包括地下室的排布、结构设计和空间布局。
对于地下室的排布,常见的方式有沉降式和单向坡道式两种。
沉降式地下室将建筑物的地下部分埋入地下,使地上和地下的高度相近,减小了高层建筑对地下的压力;而单向坡道式地下室则通过建筑物上部的倾斜面将地下室向地下延伸,减小了地下室的占地面积。
结构设计方面,地下室的结构形式分为明挖式和暗挖式两种。
明挖式地下室将地面开挖至地下室面板所在高度,通过支护结构支撑地壁,然后进行地下室的施工;暗挖式地下室则在地面上进行地下室的施工,最后再将地下室盖板覆土复原,减小了地上施工对交通和人流的影响。
空间布局方面,地下室的功能多样,常见的有停车位、商业区、储物室等。
在设计地下室空间布局时,需要合理分配空间面积,考虑通风、照明和安全等方面的问题。
地下室处理方法主要包括地下室的防水、施工管理和环境保护。
地下室防水是地下室设计中一个重要的环节,主要包括地下室地板、墙体和屋顶的防水处理。
常见的地下室防水方式有负压防水、正压防水和屋面排水等。
负压防水通过地下室围护结构的渗水口和防水层,将地下室内的水压力降低到外面的水压力以下,防止水从地下室渗入;正压防水则通过增加地下室内的水压力,将地下室内的水压力提高到外面的水压力以上,防止地下室内的水渗漏至外面;屋面排水则通过设计合理的坡度和雨水排水系统,将屋顶的雨水排至地面或排污系统中。
施工管理方面,地下室的施工进度需要安排合理,施工团队需要进行专业的安全培训和技术指导,保障地下室的施工质量和安全。
环境保护方面,地下室的排水和排污需要进行合理规划和处理,以保护地下水资源和环境。
高层建筑基础埋深及嵌固端关系浅析作者:刘利红来源:《城市建设理论研究》2013年第14期摘要:高层建筑的基础,满足一定埋深要求后,对减少建筑物的整体倾斜、防止滑移和倾覆,都有一定的帮助作用。
正确判断上部结构的嵌固位置,可以得到准确的内力计算结果,反映结构产生侧移的真实性。
文中提出有效埋深的概念,并提出满足嵌固端的条件。
关键词:高层建筑嵌固端地下室整体中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:前言在选取结构嵌固端时,如何考虑多层地下室结构的延性要求是一个比较复杂的问题。
地下室结构的延性和上部结构与地下室结构的刚度差别、不同结构体系以及地下室埋深有关。
当上部结构为框架或剪力墙结构,地下室结构抗侧力刚度较大,四周有钢筋混凝土挡土墙,地下室顶板整体性较好时,可以考虑上部结构嵌固在地下室顶部,地下室结构应能承受上部结构屈服超强所引起的内力。
考虑在强震作用下塑性铰范围可能发展,地下一层的结构构件仍须适当考虑延性措施。
一般情况下地下一层以下的地下室结构除满足承载力要求外,不需考虑延性要求。
一、基础埋深的提出1在探讨高层建筑结构嵌固端时,必然牵涉到基础埋深问题。
高层建筑基础要具有一定的埋置深度,首先是为了保证结构的整体稳定(包括抗滑),其次有利于减弱地震作用。
规范对建筑的基础埋深有一定的量化规定,即“天然地基或复合地基基础,可取总高度的1/15,桩基础可取总高度的1/18”。
这一规定有一定的欠考虑因素,因埋深仅与建筑物高度有关系。
我们认为还应与建筑物的控制建筑体形重要指标的高宽比有关,高宽比值大者应严格,高宽比值小者可略为放松,要充分利用地基基础的无限刚度。
2 基础埋深的确定基础埋深一般从室外地面算至基础底或承台底,如基础周围有可靠侧限时,即与“地球”有良好的接触时,算作有效埋深。
单栋建筑位于一个场地或多栋建筑位于一个场地但相距较远时,有效埋深容易判断;一个场地内高层建筑、多层裙房、其它多层建筑、地下室等共同存在且较近时,要慎重判定。
浅谈高层建筑地下室设计及处理方法高层建筑是城市中的标志性建筑之一,其设计与施工需要考虑多种因素,其中之一就是地下室的设计与处理。
地下室是高层建筑的重要组成部分,可以用于车库、商业、储存等多种用途。
在设计高层建筑地下室时,需考虑以下几个方面:1. 基础工程设计高层建筑地下室的设计必须与基础工程设计相协调。
这包括地下室的深度、形状,以及基坑支护形式等设计。
在施工期间,应对地下水、地下岩层等因素进行充分调查,为地下室建造提供准确的技术支持。
2. 空气质量地下室的空气质量与高层建筑内部的空气质量相联系。
在设计时,应保证地下室内通风良好,避免产生有毒有害物质。
此外,应设置合适的通风设备和排放系统,保证地下室空气流通,确保室内空气质量达到卫生和舒适的要求。
3. 安全防护在设计高层建筑地下室时,应考虑安全防护措施。
建筑师要确保在地下室的所有出入口处设置消防设备和安全通道,保证人员在紧急情况下的快速逃脱。
此外,应考虑防洪等安全措施,将地下室的排水与雨水管理系统相连通,确保系统的正常运行。
4. 装饰与设计高层建筑地下室的装饰和设计成为提升整个建筑人文品质的重要一环。
除了保证地下室功能的完整性和经济效益外,还应注意其视觉效果使用环保材料、自然照明方式等要素,提升地下室的艺术魅力和人性化。
1. 按照科学的规划,将地下室分区。
这有助于保证地下室内部的流通和分流,避免混乱和拥挤,并可以有效利用空间。
2. 确定合适的空气流通和通风系统。
在地下室照明和装饰方面需要选择适合的材料,确保地下室内部的空气质量达到标准。
3.考虑地下水的影响。
高层建筑地下室一般需要设置深井水泵,排泄地下水,确保地下室的干燥。
4. 发挥土地资源的最大价值。
高层建筑地下室设计要符合当地的土地资源利用规划和市政设施规划。
在现代城市建设中,高层建筑地下室的设计越来越成为一个重要的问题。
通过合理的规划和设计,可以使地下室发挥最大的功能效益,成为高层建筑整体的重要组成部分,给城市生活带来更多的便利和光彩。
高层建筑的地下室设计浅析陈俊力 河南省机电设计院有限公司许利彭 河南埃菲尔建筑设计有限公司摘 要:本文简要分析了一些大底盘地下室结构的设计所存在的问题,并着重从以下几个方面展开了讨论与分析,并提出了一些比较经济适用的解决方案,以期对其他工程设计有所帮助。
关键词:抗浮设计;不均匀沉降;结构超长;基础型式现代高层建筑由于技术、经济等各方面的因素,一般都设有大底盘地下室,通常为1~2 层,地下室面积约占整个建筑面积的10%左右。
由于地下工程材料消耗大、建造周期长、施工难度大,因此结构设计的好坏将会对整个项目的设计周期、施工工期以及建造费用产生巨大的影响。
另外,地下室结构的设计也比较复杂,技术问题与经济因素息息相关,先进适用的技术能使建设项目取得良好的经济效益,而经济因素在一定程度上也会制约一些先进技术的使用。
因此,如何协调好技术与经济在建设工程中的相互关系,是每个设计人员应该认真考虑的。
本文以地下室结构设计中的技术问题为主线,结合具体的工程实例,简要分析地下室结构设计中的技术、经济问题及其相互关系。
1 抗浮问题对于地下室埋藏较浅,层数在 1~2 层的高层建筑而言,一般在使用阶段不会存在抗浮问题。
当地下室埋藏较深或地下水位较浅时(南方多雨地区),裙房及纯地下室部分可能会有抗浮不满足要求的问题。
针对此种情况,应采取以下措施:a) 在设计允许的情况下,尽可能提高基坑坑底的设计标高,间接降低抗浮设防水位。
高层建筑的基础底板多采用平板式筏板基础和梁板式筏板基础。
一般而言,平板式筏板基础的重量与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,在保证基顶标高不变的情况下,后者的基础埋深要大于前者。
从而相对提高了抗浮水位,故采用平板式筏板基础更有利于降低抗浮水位。
b) 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 1/22~1/16,宽扁梁的使用将有效地降低地下结构的层高,从而相对降低了抗浮设防水位。
高层建筑地下室规范及设计要点在现代城市的发展中,高层建筑如雨后春笋般涌现,而地下室作为高层建筑的重要组成部分,其规范和设计要点至关重要。
地下室不仅可以提供停车位、设备用房等功能空间,还能在一定程度上增强建筑的稳定性和安全性。
接下来,我们就来详细探讨一下高层建筑地下室的规范及设计要点。
首先,从规范方面来看,地下室的设计必须符合一系列严格的标准和要求。
防火规范是重中之重。
地下室作为人员和设备较为集中的区域,一旦发生火灾,后果不堪设想。
因此,必须合理设置防火分区,每个防火分区的面积应符合相关规定。
同时,要确保疏散通道的畅通和安全,疏散楼梯的数量、宽度和距离都要满足人员疏散的要求。
此外,还需配备相应的消防设施,如自动喷水灭火系统、火灾报警系统、防烟排烟系统等,以提高火灾发生时的自救能力。
防水规范也不容忽视。
地下室处于地下水位以下,容易受到地下水的渗透和侵蚀。
为了保证地下室的正常使用,必须做好防水处理。
防水等级应根据地下室的使用功能和重要性来确定,一般来说,高层建筑地下室的防水等级不应低于二级。
在防水设计中,要综合考虑混凝土自防水、卷材防水、涂料防水等多种防水措施,并确保施工质量,避免出现渗漏问题。
抗震规范同样是关键。
地下室在地震作用下,需要承担上部结构传来的水平力和竖向力。
因此,地下室的结构设计要满足抗震要求,包括合理的结构布置、足够的抗震承载力和良好的变形能力。
同时,要注意与上部结构的连接,保证整个建筑在地震中的整体性和稳定性。
除了规范要求,地下室的设计要点还包括以下几个方面。
功能布局是地下室设计的基础。
在规划地下室的功能时,要充分考虑业主的需求和实际使用情况。
常见的功能有停车场、设备用房(如配电室、水泵房、空调机房等)、储藏室等。
停车场的设计要考虑车辆的通行和停放,车道的宽度、转弯半径、停车位的尺寸等都要符合标准。
设备用房要根据设备的类型和尺寸进行合理布置,同时要考虑设备的安装、维修和运行空间。
结构设计是地下室的核心。
浅谈高层建筑的基础埋置深度谢晓杰/郑州华信学院建筑工程学院【摘要】基基础工程是建筑工程的重要组成部分,尤其是深基础工程,它的造价、工期和劳动消耗占整个建筑工程的比重很大。
高层建筑中用于地基处理和基础的造价约占建筑总造价的1/3左右,在软土地基上尤甚。
合理确定基础埋置深度具有重要的现实意义和实际经济价值。
【关键词】基础埋置深度高层建筑一、研究基础埋置深度的意义随着城市建设迅速发展,高层建筑大量增加,在拥挤的城市中,高层、超高层建筑日益增多。
由于高层建筑对地基承载力和抗震等的需要,基础埋置深度相应的要比多层建筑加大,这就带来深基础工程所面临的许多新的和复杂的技术难题。
由于建筑高度的不断增加,使得水平荷载(风荷载或地震作用)产生的内力和位移迅速增大。
合理确定基础埋置深度,不仅可以保证满足地基承载力和结构稳定性的要求,防止倾覆和滑移,还可以减少地基沉降量及不均匀沉降引起的房屋整体倾斜;同时可以防止建筑物在风、地震等水平荷载作用下的倾斜和滑移,并有利于减弱地震反应。
基础埋置深度的确定作为基础设计的首要环节,直接影响着基础设计选型和结构的稳定性,而且关系到地基是否可靠、施工的难易及造价的高低。
因此通过对确定高层建筑埋深的影响因素进行分析研究,指出目前规范对埋置深度确定上存在的不足之处,提出合理确定基础埋置深度必须考虑的因素和技术措施,有重要的现实意义。
二、确定基础埋置深度的影响因素基础的埋置深度是指室外设计地面至基础底面(或承台底面)的垂直距离,简称基础的埋深。
在确定高层建筑的基础埋置深度时,应综合考虑建筑物的高度、体型、工程地质和水文条件、抗震设防烈度、地震作用下结构的动力效应、环境条件的影响等因素,还应考虑建筑物的用途、相邻建筑物及设备基础的埋深,并应满足抗倾覆和抗滑移的要求。
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2002(以下简称《规程》)对高层建筑的基础埋置深度有如下要求“:天然地基或复合地基基础,可取房屋高度的1/15,桩基础可取房屋高度的1/18(桩长不计在内)”,但这一量化要求仅反映了房屋总高度H对基础埋置深度的影响。
浅析高层建筑地下室埋深
1、根据《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010》
12.1.8条:
(1)天然地基或复合地基,可取房屋高度的1/15;(2)桩基础,不计桩长,可取房屋高度的1/18
2、根据《建筑地基基础设计规范GB50007-2011》5.1.3
条是强条:高层建筑基础的埋深应满足地基承载力、变形和稳定性要求.位于岩石地基上的高层建筑,其基础埋深应满足抗滑稳定性要求.
5.1.4条:在地震设防区,除岩石地基外,天然地基上的箱形
和筏形基础其基础的埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15;桩箱或桩筏基础的埋置深度(不计桩长)不宜小于建筑物高度的1/18.
2、根据广东省高规13.1.7条:6、7度区地下室不少于一
层(常规地下室层高约4m左右‘P280条文说明’)及8度区地下室层数不少于两层时,可不验算基础(包括桩基础)在地震作
用下的水平承载力.
评价:
1、国家规范没有按地震烈度划分埋深,6~9度的埋深都是
1/15或1/18,但是9度的水平地震力是6度的8倍,8度是6度
的4倍,如果在不同的地震区是相同的埋深,那么在低烈度区合适,在高烈度区就不合适,反之在高烈度区合适,在低烈度区就不合适.所以今后在修订国家规范时,要注意这个问题.
2、广东省规范,比国家规范有进步,对地震烈度区进行了划分,对6、7度作为一档,设置一层地下室,对8度区作为一档设置二层地下室,缺点按照高规或者广高规10层及以上或高度大于28米的住宅建筑;高度大于24米的其他建筑是高层建筑,一个在汕头市或者潮州市8度区一个28.5高的住宅需要两层2x4.0米8米左右的地下室,合1/3.56,是不是有点浪费.广东省高规虽然进行了划分,但是其合理性需要在修订规范中考虑.
3、如果不满足以上三个规范的要求,把嵌固端放在基础顶面的情况.
(1)根据《建筑地基基础设计规范》5.1.4条文说明,北京市勘察设计研究院张在明在8度区的试验,当25层建筑物的基础埋深为3.8米(1/17.8),则稳定安全系数达到1.64,如果该稳定安全系数是按照《建筑地基基础设计规范》6.7.5-2条公式(6.7.5-6)抗倾覆稳定性计算,那么就是不安全的.
B—基础宽度.
F—基底反力的合力
X—非零应力区宽度G—建筑结构上部重力V—建筑上部水平力合力H—建筑物高度
M
ON
—V*2H/3(倾覆力矩)
M
O
—G*B/2(抗倾覆力矩)
零应力区所占基底面积比例公式(B-X)/B=(3M
ON /M
O
-
1)/2.(1)
a、公式(1)当M
O /M
ON
=3时(B-X)/B=0,零应力区所占基
底面积比例为零,即没有零应力区.如果你看看SATWE和其他软件的计算结果中抗倾覆验算,当抗倾覆力矩/倾覆力矩≥3时,零应力区(%)是0,如果当抗倾覆力矩/倾覆力矩<3时零应力区(%)就大于0.
b、公式(1)当M
O /M
ON
=1时(B-X)/B=1,零应力区所占基
底面积比例为1,即全部零应力区.建筑物处于倒塌的零界状态.
c、按照《高层建筑混凝土结构技术规程》12.1.7条和《建筑抗震设计规范》4.2.4条高宽比大于4的高层建筑零应力区所
占基底面积比例小于15%,按照公式(1)计算得M
O /M
ON
=2.31
d、按照张在明的8度区试验公式(1)当M
O /M
ON
=1.64时
(B-X)/B=0.4146,零应力区所占基底面积比例为41.46%,即有41.46%是零应力区.
e、按照《建筑地基基础设计规范》6.7.5-2条公式
(6.7.5-6)抗倾覆稳定性计算的要求:抗倾覆力矩/倾覆力矩
=1.6.(B-X)/B=0.4375,即有43.75%是零应力区.
以上4、5款中1.6或者1.64的安全系数是指要倒塌的安全系数,不是零应力区的安全系数.
零应力区过大对建筑物的危害计算如下:
当按照a情况计算,最大荷载处是平均值的2倍,如果是桩基础,桩的承载力是按照极限承载力的0.5倍取值,也就是说,此时最大荷载处正好达到桩的极限承载力.
当按照b情况计算基础,如果假定地基是刚性,那是在倒塌的边缘,但是地基不是刚性的,当地基压缩变形时,实际楼已经倒塌了.
当按照c情况计算基础,平均承载力由(p)/1变为(p)/(1-0.15)=1.17p,最大边缘处的压力为2*1.17=2.35,2.35>2,即大于桩的极限承载力.建筑物可能发生倾斜.
当按照d情况计算基础,平均承载力(p)/(1-0.4146)
=1.71p,最大边缘处的压力为2*1.71=3.42,3.42>2,即远大于桩的极限承载力.建筑物倾斜很大,也可能倒塌.该情况是在8度区试验的结果,在6、7度区情况会比8度区好,因为没有试验,只能参考判断结果.
当按照e情况计算基础,平均承载力(p)/(1-0.4375)
=1.78p,最大边缘处的压力为2*1.78=3.42,3.56>2,即远大于桩的极限承载力.建筑物倾斜很大,也可能倒塌
按照《建筑地基基础设计规范》附录Q.0.10条单桩竖向极限承载力确定方法.(p)
由图1、图2、图3可以看到不管用那种方法确定的单桩极限承载力,如果单桩压力超过单桩极限承载力,单桩的沉降就会进入陡降段,随着压力的继续增大,由上图曲线就知道结果.
(2)如果把嵌固端放在基础顶面,按广东省规范13.1.7条就需要验算基础(包括桩基础)在地震作用下的水平承载力,按照13.1.7条文说明有地下室承担的水平剪力,现在由桩基承担,就需要验算桩基的水平承载力.
(3)以上a~e的五种情况,只有d情况不知道是不是在大震情况下的试验,e情况是在静力情况下的计算,a、b、c情况都是在多遇地震情况下的情况.
如果把嵌固端放在基础顶面,那么就需要根据《建筑抗震设计规范》第1.0.1条基本的抗震设防目标‘小震不坏,中震可修,大震不倒’的要求,进行大震不倒的计算.可采用弹塑性静力或动力时程分析方法分析.。