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1、高層建筑地下室人防結(jié)構(gòu)設(shè)計 摘要:隨著社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,城市建筑和人防建設(shè)的結(jié)合已經(jīng)是司空見慣的現(xiàn)象。工程建設(shè)中經(jīng)常會遇到高層建筑人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題,包括它的荷載確定、內(nèi)力分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計,都有它自身的特點(diǎn)。另外,地下室的建造費(fèi)用與設(shè)計直接相關(guān)。怎樣保證高層建筑地下室人防結(jié)構(gòu)安全,降低工程造價,是設(shè)計人員所要考慮的問題。 一、前言 近年來,我國經(jīng)濟(jì)高速持續(xù)發(fā)展,城市建設(shè)規(guī)模和建設(shè)水平不斷提高,城市地下空間的開發(fā)與利用越來越受到人們的重視,同時人們對城市綜合防災(zāi)能力的要求也越來越高。作為與城市建設(shè)相結(jié)合的人民防空工程建設(shè),尤其是人民防空地
2、下室工程的建設(shè)得到空前發(fā)展。在民用建筑設(shè)計中,高層住宅及寫字樓由于使用需要,通常設(shè)置裙房以及地下停車場,主樓地下室與裙房地下室連為一體,形成大底盤結(jié)構(gòu),平時用作地下車庫和設(shè)備房間,戰(zhàn)時部分用作人防地下室。此類地下室一般面積大,結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜,與平時使用關(guān)聯(lián)較多,設(shè)計中在結(jié)構(gòu)本身強(qiáng)度滿足人防工程建設(shè)要求的前提下,還要考慮到平時使用時的功能特點(diǎn)和要求,統(tǒng)籌規(guī)劃才能達(dá)到平戰(zhàn)結(jié)合的設(shè)計要求。特別在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)和城市,繁華的商業(yè)地段成為地下空間開發(fā)的熱點(diǎn)和焦點(diǎn),其地下空間的利用離不了以防災(zāi)救災(zāi)為目的的人防工程。 二、設(shè)計主要難點(diǎn)和問題分析 1、主要難點(diǎn)分析 (1
3、)嵌固位置的確定 對于高層在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析之初就要考慮到結(jié)構(gòu)嵌固端的位置。由于其對于受力的計算以及模型的分析上面有非常重要的影響?,F(xiàn)在,建設(shè)的很多高層建筑中都已經(jīng)設(shè)計了非常多的地下室以及層級不高的裙房。在我國頒布的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中進(jìn)行了如下的規(guī)定:在條件允許的情況下,高層的嵌固端就是其下面設(shè)置的地下室。在確定嵌固體應(yīng)該安放的位置時應(yīng)該考慮如下幾點(diǎn)?! 、俑邔釉诮ㄔ斓叵率业臅r候,最常用的結(jié)構(gòu)嵌固就是基礎(chǔ)底板。由于基礎(chǔ)底板所擁有的無限剛的相關(guān)特點(diǎn),因此將其選為底層的結(jié)構(gòu)嵌固端是非常明智的,在進(jìn)行施工時,建筑的首層就能夠靈活地設(shè)計和建造。如果在設(shè)計首層時,采
4、用了無梁結(jié)構(gòu)也不會對之后的計算產(chǎn)生任何影響。然而,要是在高層下面建造具有防控功能的地下室,則就會對剛性產(chǎn)生一定的要求。所以在墻體與頂板之久就要安置具有剛度的結(jié)構(gòu)嵌固端?! 、诘叵率覙巧w與樓板的要求的需要 現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)在樓板的厚度要求上不能夠低于180mm,對于混凝土強(qiáng)度的要求方面,不能夠小于C30,在配筋方面,應(yīng)該選用雙層雙向配筋,而且單層單項(xiàng)的配筋方面不能夠低于%。當(dāng)?shù)谝粚拥慕Y(jié)構(gòu)嵌固是地下室的頂層時,應(yīng)該有現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)來做地下室及其裙房的頂層。當(dāng)?shù)厣蠙C(jī)構(gòu)是空曠區(qū)時,地下室的相關(guān)頂板就能夠用無梁樓蓋。 ?、劢Y(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的要求 在條第2款中,在結(jié)構(gòu)中,其在
5、地上面的側(cè)向剛度要求小于地下面的剛度的倍。條文對“相關(guān)范圍”進(jìn)行了說明:一般情況下是從地上結(jié)構(gòu)的周邊進(jìn)行向外延伸,但是一般不會超過20m。即,不論地下室的頂板有多大,但是依舊不能夠在計算剛度時進(jìn)行無限放大,而是要在20m的范圍之內(nèi)。如果將地下室安放在第一和第二兩層,則在對地下室的上下兩層結(jié)構(gòu)的剛度進(jìn)行表示時可以用地下室隔壁的上層結(jié)構(gòu)的等效剪切強(qiáng)度比γel來進(jìn)行表示。γel理想情況是與1相接近,在設(shè)計非抗震因素時γel應(yīng)該大于,在設(shè)計抗震因素時γel應(yīng)該大于?! ?2)結(jié)構(gòu)的抗震等級?! 、僭谧罱l(fā)布的規(guī)定中的第條,對于6度地震的設(shè)計也有了要求,對于每個樓層中
6、的水平地震剪力進(jìn)行了規(guī)范,而之前的規(guī)范中只進(jìn)行了7~9度地震的說明。而且,在新規(guī)定中,對于6度地震的αmax值也進(jìn)行了規(guī)范。在01規(guī)范中,只對于8度以上的地震規(guī)定要求增加的特征周期,現(xiàn)在的規(guī)范中,對于第6度地震也進(jìn)行了規(guī)定?! 、谌绻麡潜P具有非常大的地盤,而且其地下室之上有很多塔樓,并且這些塔樓之間也是相對獨(dú)立的,如果嵌固的地方就是地下室的頂板,那么高層的下部,以及與高層有聯(lián)系的部分,在抗震等級方面應(yīng)該與高層一樣。 ?、鄱?,在新規(guī)定中條進(jìn)行了相關(guān)的規(guī)定,在對民用高層建筑進(jìn)行抗震設(shè)計時,如果將其地下室的頂部結(jié)構(gòu)設(shè)置成為上面建筑的嵌固端時,地下室的抗震等級要求
7、與上部建筑一樣,在地下室的設(shè)置過程中,如果超過了上部范圍,但是上部范圍內(nèi)沒有任何建筑結(jié)構(gòu),則在抗震等級的設(shè)置上可以酌情考慮在三級左右?! ?、設(shè)計常見問題分析 (1)底板 對于底板的設(shè)計,首先就要滿足防水和防滲透的要求,然后就是對于抗震方面的要求。因此,在配筋率以及厚度方面應(yīng)該適當(dāng)增加。一般情況下,在厚度方面,底板一般為50cm,在配筋率方面一般也為%。除此以外,要按照設(shè)計和施工中的具體情況,對于地下室在底板標(biāo)高已經(jīng)發(fā)生改變的地方進(jìn)行橫梁設(shè)置。在設(shè)置橫梁是,其厚度要大于底板的厚度,而且,在支座產(chǎn)生的彎矩傳遞到梁上的力進(jìn)行相關(guān)計算,同時合理安排鋼筋的數(shù)量。
8、 (2)外墻 對于外墻的要求,不僅要能夠防水,防