地下室结构设计

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地下室结构设计

摘要：随着高层建筑的发展及人们生活水平的提高，地下室功能越显重要。本文主要从抗浮设计、抗震设计、抗震设计中的静力弹塑性分析、荷载计算、基础形式的选取及计算分析方法几个方面阐述地下室结构设计的要点。



关键词：地下室结构设计抗浮抗震荷载

Abstract: with the development of the high-rise building and the improvement of people’s living standard, the more important function in the basement. This article mainly from the anti-uplift design and seismic design, seismic design of the static elastic-plastic analysis, the load calculation, basic forms of selection and calculation method several aspects the basement structure design of the key points.



Key words: the basement structure design anti-uplift seismic load

一、前言

随着人们对地下空间需求的不断增长,地下工程在整个建设项目中所占的比重还会越来越大。由于地下工程材料消耗大、建造周期长、施工难度大,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。所以，每个设计人员都应重视地下室的结构设计问题，力求为项目取得最大经济利益。以下就地下室结构设计中的部分设计要点展开讨论。



二、地下室结构设计要点

1、抗浮设计

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。所以，地下室抗浮设计是设计方案中不可少的环节。在设计地下室的抗浮前，要先确定科学合理的抗浮设防水位，才能根据实际情况设计抗浮。而地下室抗浮设计主要有以下几种方法：



（1）在建筑允许的情况下,尽可能提高基坑坑底的设计标高,间接降低抗浮设防水位。



① 采用平板式筏板基础。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结构的层高,从而相对降低了抗浮设防水位。



（2）增加地下室的重量

增加地下室本身的重量有以下的优点: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；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。



而采取增加地下室重量的方法来解决抗浮问题的方法有:

① 增加基础配重。这方法大致有以下几种情况:a.增加基础底板的厚度；b.增加基础顶面覆土厚度；c.基础顶面采用重度大且价格低廉的填料。这三种方法的共同特点是:在增加基础配重用以解决抗浮问题的同时又不可避免的增加了基础的埋置深度,从而相对地提高了地下室抗浮设防水位的高度。



② 增加地下室顶板的厚度。在不增加基坑坑底标高的前提下,增加了地下室的重量,而且使用厚板后,地下室顶板的大板块之间可以不再设置次梁,既有利于其他专业的使用,又简化了施工工序；但此种方法会略增加地下室顶板框架梁的负荷,而且由于板厚有限,这种方法解决抗浮问题的效果也有限。



（3）设置抗浮桩

但这种抗浮方法有一定的弊端。“抗浮桩”长期起着“抗压桩”的作用,这种“反作用”将阻碍有抗浮要求的地下室的合理沉降,而这种变化将会使不设缝的大底盘地下室在主体结构和裙房之间产生更大的不均匀沉降差；同时设置抗浮桩后,计算基础底板内力及配筋时应考虑地下水压力,这样也会增加基础底板的荷载。



2、抗震设计

在地下室设计中，若设计不当，将对其整体的抗震性能会产生很大的影响。而一般的抗震等级要求有：（1）地下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，抗震等级可以采用三级或更低；对超出上部主体部分地下室，可根据具体情况采用三级或四级；（2）地下室有一侧或二侧开敞：在满足规范刚度及构造要求时，仍可按嵌固考虑，但由于土的约束作用减小，所以地下各层抗震等级均取与上部结构相同。



（3）半地下室：半地下室指覆土深度在地下一层层高一半的位置。在顶板满足嵌固条件时， 地下一层抗震等级同上部结构，地下二层可比地下一层减一级考虑。半地下室的埋深地下室外地面以上的高度时，不计其层数，即可仍然当做地下室处理；（4）地下一层以下楼层抗震等级，7度不宜低于四级、8度不宜低于三级、9度不宜低于二级；对于乙类建筑，6度不宜低于四级、7度不宜低

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