地下室结构设计培训 地下室结构设计变得超简单,7大易错问题详解(建议收藏)

地下室结构设计变得超简单,7大易错问题详解(建议收藏)

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在结构设计的学习中,会遇到各种各样的问题,不同的案列中存在着的问题也有差异,下面是地下室结构设计易错问题解析,供大家参考。。。

1、抗震要求

地下室如果设计不当,对整体抗震性能会产生较大影响,一般对于半地下室的埋深要求应大于地下室外地面以上的高度,才能不计其层数,总高度才能从室外地面算起。地下室的墙柱与上部结构的墙柱要协调统一。地下室顶板室内外板面标高变化处,当标高变化超过梁高范围时则形成错层,未采取措施不应作为上部结构的嵌固部位,规范明确规定作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构,地下室顶板为无梁楼盖时不应作为上部结构嵌固部位。结构计算应往下算至满足嵌固端要求的地下室楼层或底板,但剪力墙底部加强区层数应从地面往上算,并应包括地下层。

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存在的常见问题如:半地下室埋深不够,房屋层数包括半地下室层已达8层,层数和总高度超过要求,违反GB50011-2010第7.1.2条。地下室抗震等级为三级,而上部结构为二级,按GB50011-2010第6.1.3条地下室一层也应为二级等问题。

2、荷载取值与组合

地下室外墙受弯及受剪计算时,土压力引起的效应为永久荷载效应,可变荷载效应控制的组合时,土压力的荷载分项系数取1.2;永久荷载效应控制的组合时,其荷载分项系数取1.35。对于地面活荷载,同样应乘侧压力系数,许多设计中计算不对,水压力若取最高水平,则一般按恒载设计,分项系数的取值可参考地下水池设计规范。地下室底板的强度计算时,根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)第3.2.5条板、覆土的自重的荷载分项系数取1.0。抗浮计算时,板、覆土的自重的荷载分项系数应取为0.9[此条可参考新建筑结构荷载规范]。地下室外墙的土压力应为静止土压力,根据土性的不同分别采用不同的计算方法,粘性土采用水土合算,砂性土采用水土分算。

如果地下室顶部没有房屋,是空旷场地,其荷载是否要考虑平时消防车荷载或大于消防车的可能荷载,实际中比较取起控制作用的荷载作为设计依据。另如某工程设计在-1.55m标高处一层平面是地下室顶板,活载只考虑4.5KN/㎡,未计覆土荷载,消防车荷载。地下车库活载取值6.0KN/㎡,不满足GB50009-2012第4.1.1条,未考虑消防车荷载,或者施工过程中和使用过程中可能出现的载重车荷载,与消防车荷载比较取大值。尚应考虑施工堆载10kN/㎡。

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3、外墙计算模型

地下室外墙配筋计算:有的工程外墙配筋计算中,凡外墙带扶壁柱的,不区别扶壁柱尺寸大小,一律按双向板计算配筋,而扶壁柱按地下室结构整体电算分析结果配筋,又未按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。按外墙与扶壁柱变形协调的原理,其外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋有富余量。建议:除了垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大(如高层建筑外框架柱之间)外墙板块按双向板计算配筋外,其余的外墙宜按竖向单向板计算配筋为妥。竖向荷载(轴力)较小的外墙扶壁桩,其内外侧主筋也应予以适当加强。外墙的水平分布筋要根据扶壁柱截面尺寸大小,可适当另配外侧附加短水平负筋予以加强,外墙转角处也同此予以适当加强。

地下室外墙计算时底部为固定支座(即底板作为外墙的嵌固端),侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩大小一样,底板的抗弯能力不应小于侧壁,其厚度和配筋量应匹配,这方面问题在地下车道中最为典型,车道侧壁为悬臂构件,底板的抗弯能力不应小于侧壁底部。地下室底板标高变化处也经常发现类似问题:标高变化处仅设一梁,梁宽甚至小于底板厚度,梁内仅靠两侧箍筋传递板的支座弯矩难以满足要求。地面层开洞位置(如楼梯间)外墙顶部无楼板支撑,计算模型和配筋构造均应与实际相符。车道紧靠地下室外墙时,车道底板位于外墙中部,应注意外墙承受车道底板传来的水平集中力作用,该荷载经常遗漏。

4、顶底板和楼梯

设计中存在的常见问题如:地下室顶板,板厚选用100mm,不符合GB50011-2010第6.1.14条;底板配筋Φ14@100,不符合JGJ3第12.2.4条;地下室顶板厚度、地下部分柱配筋不符GB50011-2010第6.1.14条。

5、地下水与抗浮

地下水位及其变幅是地下室抗浮设计重要依据,实际地下室抗浮设计中往往只考虑正常使用极限状态,对施工过程和洪水期重视不足,因而会造成施工过程中由于抗浮不够出现局部破坏。另外,实际中在同一整体大面积地下室上建有多栋高层和低层建筑,而地下室面积大,形状又不规则,加之局部上方没有建筑,此类抗浮问题也相对比较难以处理,须作细致分析处理。

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6、裂缝及控制方法

地下室外墙混凝土易出现收缩,受到结构本身和基坑边壁等的约束,产生较大的拉应力,直至出现收缩裂缝,地下室外墙裂缝宽度控制在0.2mm之内,其配筋量往往由裂缝宽度验算控制。

工程中许多设计将地下室防水结构构件的计算弯距调幅、有的下端按铰接、有的未考虑荷载分项系数、多层时未按多跨连续计算,地下室外墙在计算中漏掉抗裂性验算(违反GB50108-2008第4.1.6条),地下室外墙与底板连接构造不合理,建筑物超长未设缝或留置后浇带,后浇带的位置设置不当,外墙施工缝或后浇带详图未交代,室外出入口与主体结构相连处未设沉降缝等,导致违反设计规范,产生渗漏现象。某工程地下室设计成一个大底盘,而该大底盘下的基础形式同时有天然地基、桩基、刚性桩复合地基(违反GB50011-2010第3.3.4条),此类基础即使设置后浇带也仅适合施工阶段。

地下室整体超长,应采取相应措施,防止裂缝开展,采取的主要措施:①补偿收缩混凝土,即在混凝土中渗入UEA、HEA等微膨胀剂。以混凝土的膨胀值减去混凝土的最终收缩值的差值大于或等于混凝土的极限拉伸即可控制裂缝。②膨胀带,由于混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会与混凝土的早期收缩变形完全补偿,为了实现混凝土连续浇注无缝施工而设置的补偿收缩混凝土带,根据一些工程实践,一般超过60m设置膨胀加强带。③后浇带,作为混凝土早期短时期释放约束力的一种技术措施,较长久性变形缝已有很大的改进并广泛任用。④提高钢筋混凝土的抗拉能力,混凝土应考虑增加抗变形钢筋,对于侧壁,增加水平温度筋,在混凝土面层起强化作用。侧壁受底板和顶板的约束,混凝土胀缩不一致,可在墙体中部设一道水平暗梁抵抗拉力。

7、保护层和垫层厚度

《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)对防水混凝土结构规定:结构厚度不应小于250mm;裂缝宽度不得大于0.2mm,并不得贯通;迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm。防水混凝土结构底板混凝土垫层,强度等级不应小于C15,厚度不小于100mm,在软弱土层中不应小于150mm。工程实践表明如果结构厚度或迎水面钢筋保护层厚度小于规范限值常常是引起渗漏水现象的常见原因,因此规范修订以后对限值作了相应的提高,应引起注意。

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大型综合体地下室结构设计怎么做?进来学习!

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1、成都汇日广场工程概况

成都汇日广场位于成都市武侯区,人民南路三段以东、沿江路以南、小天竺街以北、邻近成都地铁1号线。总用地面积为40583m2,总建筑面积(地上)324669m2,地下室总面积约为20000m2。容积率为8.0。是集办公楼,酒店,住宅为一体的的商业住宅混合开发项目。项目包括两幢超高层办公楼,三幢超高层住宅楼,一幢超高层酒店,以及六层裙房商场和五层地下室。地下四、三层主要功能为车库,地下二、一层和首层主要功能为商业。

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整体效果图

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2、工程地质情况

场地内各层(岩)土的地基承载力特征值fak、基床反力系数K:

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3、 设计参数及设计性能目标

3.1设计参数

设计基准期:50年

结构体系类别:详单塔

设防烈度:7度

场地类别:Ⅱ类

设计地震分组:第三组

场地特征周期:0.45s

设计基本地震加速度:0.1g

周期折减系数:详单塔

地上部分框架抗震等级:详单塔

阻尼比:0.05

设防类别:裙房乙类,办公楼、酒店、住宅丙类

基本风压:50年0.30kN/m2

雪压:50年0.10kN/m2

地面粗糙度:C类

3.2设防性能目标

按照高规的要求,抗震设防性能目标分为A、B、C、D 四个等级,抗震性能分为1、2、3、4、5 五个水准。对于本工程项目,结构抗震性能目标拟达D级。结构达到性能目标“D”,即小震不需要修理即可继续使用,中震一般修理后可继续使用,大震修复或加固后可继续使用。

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4、 地下室构件设计

此项目为了方便设计,基础和地下室设计统一采用一个模型。将两幢超高层办公楼,三幢超高层住宅楼,一幢超高层酒店均建立在同一个模型里,因PKPM节点受限制,故采用YJK(赢建科)软件。

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结构YJK整体模型

结构竖向水平构件布置

外墙厚度:900mm(B5层),800mm (B4层),700mm (B3~B1层),混凝土强度等级:C45方柱截面:1100x1100~1650x1650(mm),圆柱截面:R1000~R1550(mm),混凝土强度等级:C45梁截面:主梁500x800,次梁400x700(mm)板厚:B4~B1层板厚为150mm,L1层板塔楼内板厚200mm,塔楼外板厚250mm。混凝土强度等级:B4~B1层C30, L1层C35地下室结构设计培训 地下室结构设计变得超简单,7大易错问题详解(建议收藏)

地下室典型结构平面图

5、 抗浮设计及基础设计

抗浮设计

本工程±0.000相当于绝对标高 499.200m,抗浮设计水位-3.200m,地下室底板面标高-23.680m。抗浮设计采用锚杆,锚杆分为两种,即MG1和MG2,抗拔承载力特征值为500KN和600KN。抗浮设计采用YJK(赢建科)软件。

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基础设计

基础采用筏板基础 ,筏板基础持力层为中风化泥岩层或强风化泥岩层。基础设计采用SAFE以及YJK(赢建科)软件。

裙房和纯地下室筏板厚度800mm,柱子下局部加厚,采用下柱墩,典型下柱墩尺寸:3600x3600~5700x5700 (mm),下柱墩厚度:1200~2200(mm),住宅筏板厚度2000mm,酒店筏板厚度2600mm,办公楼筏板厚度2800mm。

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筏板基础图(局部)

6、 地下室设计难点

6.1大跨度梁设计

地下室L1层和B1层存在梁大跨度梁,梁跨度达到22m,梁截面为1000x1000(B1层)和1000x1200 (L1层) ,计算结果配筋率约为1.3%,但是个别梁1000x1000(B1层)扰度较大,除了按照最大起拱值,还能采取其他什么措施?

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6.2地下室附属水池设计

B1层在左下角和右上角存在两个消防水池和地下室相连。现结构设计消防水池未和地下室脱开,且基础选用筏板基础,持力层为稍密卵石层,依现结构方案,沉降是否可以保证?另还需注意什么问题。

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6.3顶板水平力传递

地下室顶板楼板开洞,且边上一跨为汽车坡道,首先导致地下室外墙顶部为自由,另外无法保证地震力通过顶板传递到土中,且此坡道和地下室外墙在爆破洞口和设备吊装口处不能拉梁,如何保证水平力传递。

6.4相邻附属建筑物的影响

成都汇日广场周边有一栋31F高的平安大厦,且与成都汇日广场非常近,该如何考虑平安大厦对成都汇日广场的影响(对基础,地下室,塔楼的影响)?

6.5转换问题

6.5.1地下室B2层为了满足建筑净高以及车道要求,在B2层有一转换柱,如下图:

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6.5.2大跨度转换梁上面支撑车道柱,该车道为货车车道(活荷载20KN/m2),且跨度较大,单个车道柱轴力较大,大跨度转换梁计算满足要求,还需加强措施否?

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配筋及扰度结果如下:(配筋结果能保持两排放下)

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来源:CCDI高成结构

作者:刘洪军

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