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建筑工程地下室结构设计探讨与分析

吴皋

湖北省建筑设计院有限公司,湖北省武汉市,430071

摘要: 随着建筑业的发展,地下室已成为现代建筑中常见的一部分。地下室结构设计比较复杂,需要综合考虑建筑基础结构设计、人防要求和建筑使用功能等诸多因素,客观上增加了设计难度。设计人员在进行地下室结构设计时,应根据有关设计规范的要求,对设计参数进行科学计算和分析,准确把握结构设计要点,不断总结设计经验,优化设计方案,为提高建筑地下室结构的安全稳定性和实现多种使用功能打下良好的基础。基于此,本文就建筑工程地下室结构设计进行详细探究。
关键词: 建筑工程;地下室;结构设计
DOI:10.12721/ccn.2023.157170
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引言

我国建筑业的稳步发展促进了建设项目的不断增加。为了降低土地资源的占用率,建筑工程的地下空间被人们高效利用。如何做好建筑工程地下室的结构设计,已成为提高土地资源占用率的重中之重。由于建筑工程地质条件的不同,地下室结构设计中存在许多不可控因素,导致建筑工程地下室结构施工存在造价高、施工进度慢、安全隐患多等问题。建筑工程地下室结构设计涉及到很多内容。在地下室结构设计的实际工作中,必须结合建筑工程的实际情况,科学合理地制定完善的地下室结构方案,以充分利用城市建筑空间。

1 建筑工程地下室结构设计要求

建筑工程地下室结构设计时,应进行主体结构设计、孔口防护设计、出入口防护设计和顶部结构设计,以确保地下室整体施工的可行性和有效性。在主体结构设计过程中,应突出地下室顶板、底板、外墙等结构的设计;在孔口防护设计中,应注重地下室孔口的防护设计,并对消防系统进行优化设计。在地下室出入口防护设计中,重点设计密闭防护门、风井、通道和自由墙。设计消防设备时,设计人员应考虑消防设备的防爆性能,合理应用防火防护门和防爆散热箱;在进行地下室结构顶层设计时,为确保设计工作的可行性和有效性,应计算相关结构设计方案的数据,及时发现设计缺陷,并加以改进和优化。在设计地下室底板结构时,设计人员应考量地基的反作用力,保证顶板与底板设计的可行性与安全性。在设计地下室外侧墙结构时,应计算侧向建筑材料的组合作用力,及时对结构设计方案进行完善优化,保证地下室结构设计的可行性与有效性。 

2 建筑工程地下室结构设计

2.1 平面设计

地下室平面结构设计主要包括建筑设备环境设计、建筑使用功能设计、建筑用地设计等。地下室平面结构设计将集中在标准化尺寸、功能定位、层数设计等环节。根据地理位置设计专业防火排水区域,以平面结构设计综合分析为核心,将结构底板和顶板转换为平板或斜板,并与平面结构设计进行比较,确保地下室设计更符合使用要求。如果地下室是建造在山地居多的环境,受到地形等方面影响,设计师可采用高地为平台的建设模式,将地下室结构设计成变阶平板或整体大斜坡形式,这样不但能节省建设成本和资源,还能减少工程施工工期,实现节材、节能等的环保经济要求。

2.2 抗震设计

在地下室抗震工作中,应合理优化和改进地下室的抗震设计结构。例如,在地下室的结构设计中,地下室的埋深应始终高于地下室外的地面高度,以确保地下室具有一定的抗震能力。在计算建筑高度时,应以室外地面为参考点,以确保地下室总体设计方案的可行性。在地下室顶板结构设计中,应将地下室顶板作为上部结构的埋置点,以确保地下室各层的抗震等级一致。鉴于地下室所处地区的不同,在实际地下室结构抗震等级界定时,应根据具体建筑项目的设计要求,规范地下室的抗震等级,及时对地下室结构设计方案进行优化完善,以保证地下室整体建设的质量与安全。

2.3 消防设计

在地下室的每个空间,应合理分配防火区域,并使用防火墙划分和分配区域。如需门洞开导,应使用材料或防火等级高的材料。防火空间内不得设置过多的专用防火门。设置疏散通道,发生火灾或者其他紧急情况时可以保证人们安全撤出,进一步保障了人们的生命安全。所以设计师应对地下室进行严谨设计,提高建筑的适用性,与此同时,设计师还可以借助其他的科技手段对地下室进行反复模拟和测试。

2.4 超长设计

在地下室施工过程中,地下室结构设计往往过长。一般来说,地下室结构超过40米是很常见的。然而,在其处理过程中,对提高地下室的质量有很大影响,容易增加地下室的渗漏系数。一些地下室受环境因素影响,产生巨大的约束力和压缩力,地下室表面容易出现裂缝。通常设计师要对地下室受到的温度与湿度影响进行分析,采用增设后浇带方式或者在混凝土中添加一定膨胀剂,做好混凝土的养护工作,从而提高钢筋混凝土的抗拉能力,避免地下室结构出现裂缝,提高建筑地下室整体质量。

3 建筑工程地下室结构设计策略

3.1 引用先进的现代化技术

随着现代技术的不断发展,越来越多的技术手段被应用于工程项目建设过程中,并取得了一定的成效。对于建设项目,为了进一步加强建筑结构设计的安全性,需要结合实际情况,积极引进现代技术,及时解决建筑地下室结构设计中存在的问题,提高设计的合理性和科学性。在建筑地下室结构设计过程中,需要利用信息技术做好结构设计中的相关计算分析,提高计算值的准确性和有效性,为建筑地下室结构设计提供重要的数据支持。同时,在建筑项目建设的过程中,可以利用现代化技术对建筑所使用到的施工材料质量进行检测,确保所有材料质量满足建筑项目建设的需求,从而提高建筑项目建设的综合效益。

3.2 严格的现场勘察工作

为了保证建筑的整体质量,相关从业人员必须做好现场勘察工作。坚持从实际出发,关注现场是否对工程有不良地质影响和危害;关注场地稳定性与适宜性评价、场地的地震效应评价,特别注意抗震烈度、设计地震分组等参数需要判断地下室是否需要抗浮设计,应关注抗浮设计水位的取值对于深基坑基础,应关注基坑开挖与支护的相关情况,对地质条件可能造成的工程风险要有预判及应对的措施。严格依据采集报告进行结构设计,做好整体规划,一定对整体结构进行力学计算,确认建筑结构整体承重等。高效、科学的进行结构设计,提高建筑地下室结构设计的整体性、安全性和稳定性。

3.3 提高建筑结构设计人员专业水平

在建设工程中,为了进一步提高建筑地下室结构设计的安全性,必须保证设计人员的专业能力和综合素质满足实际工作需要。在建筑工程地下室结构设计过程中,设计人员需要始终关注建筑工程的内容,明确建筑地下室结构设计的要求,加强调查分析,收集整理建筑结构设计的相关数据和信息,从而为提高建筑结构设计方案的质量提供关键依据。对设计人员来说,要充分认识建筑结构设计安全对整个工程建设的重要性,增强责任感,积极转变工作思路,全身心投入建筑结构安全设计的过程中,把握好设计过程中的重点及难点,促进建筑地下室结构设计工作的顺利开展,为提升建筑项目建设质量提供重要保障。

结束语

综上所述,随着我国社会经济的不断发展,在信息时代背景下,建筑工程迎来了巨大的发展空间。建筑设计和施工技术作为建筑工程中的重要因素,在地下室施工中起着极其重要的作用。建筑地下室的结构设计要求具有较高的科学性、合理性等因素,这些问题将直接影响地下室的整体性能。因此在建筑地下室设计过程中,设计师应该从多方面考虑外在因素对地下室的影响,通过合理技术手段,优化设计方式和施工方式,从而提高地下室整体质量。

参考文献:

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