■張宏韜 ■福建匯筑工程設(shè)計(jì)有限公司,福建 漳州 363000
隨著現(xiàn)代住宅建筑的發(fā)展,高層住宅占據(jù)了絕大部分的比例。而高層住宅中通常會(huì)設(shè)置一層或多層的地下室。該地下室的設(shè)置可用于作為機(jī)動(dòng)車(chē)或非機(jī)動(dòng)車(chē)車(chē)庫(kù),該做法即解決了現(xiàn)行規(guī)范對(duì)于住宅配套車(chē)位的問(wèn)題,同時(shí)也能夠解決結(jié)構(gòu)方面對(duì)于高層建筑基礎(chǔ)埋深的問(wèn)題。而地下車(chē)庫(kù)同時(shí)也會(huì)設(shè)計(jì)成具有預(yù)定戰(zhàn)時(shí)防空功能的地下室,實(shí)現(xiàn)一個(gè)地下室多種功能并存。本人從事了多年的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),現(xiàn)從一個(gè)較為典型的工程實(shí)例入手淺談幾點(diǎn)地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的心得,望能與大家相互學(xué)習(xí)、相互探討、共同進(jìn)步。
某典型地下車(chē)庫(kù)平面圖及剖面圖(圖1、圖2),地下室平時(shí)為機(jī)動(dòng)車(chē)車(chē)庫(kù)戰(zhàn)時(shí)為甲類(lèi)核六人防地下室,頂板覆土600mm,覆土上作為機(jī)動(dòng)車(chē)車(chē)道活荷載5KN/m2,圖2為通常地下室做法,地下室結(jié)構(gòu)層高4.2?,F(xiàn)從幾個(gè)重點(diǎn)部位的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)心得做如下闡述。
地下室層高的合理選取,直接影響了地下室設(shè)計(jì)的各個(gè)方面,主要表現(xiàn)為地下室基坑圍護(hù)的設(shè)計(jì),地下室的抗浮設(shè)計(jì),地下室水浮力的確定等??梢詮囊韵聨讉€(gè)方面進(jìn)行地下室層高的優(yōu)化:
(1)盡量減少地下室頂板覆土層厚度。頂板覆土厚度主要由給排水專(zhuān)業(yè)雨污水管道的鋪設(shè)、景觀專(zhuān)業(yè)植被種植要求決定??梢酝ㄟ^(guò)局部設(shè)置降板用于鋪設(shè)大直徑管道,局部堆高覆土解決大植被種植要求如圖3所示:
(2)控制結(jié)構(gòu)梁高,最大化地下室凈高。人防部分控制梁配筋率小于1.5%,才能使人防梁有合理的延性比[1]。
(3)考慮消防管道穿梁設(shè)置,可以節(jié)省200mm的地下室層高;
(4)通風(fēng)管道沿車(chē)位內(nèi)側(cè)或墻角布置,盡量不布置于通道位置,可以取得更好的通道凈高效果;
(5)取消地下室底板覆土層,采用設(shè)置地漏排水代替明溝排水,可以減少200~300的地下室層高;
(6)根據(jù)《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50038-2005)第3.2.1條,地下室梁底或管底凈高可控制2.0m,至頂板板底凈高可控制2.4m,因此層高可再壓縮200mm[1];
綜上地下室結(jié)構(gòu)層高可由原4.2米調(diào)整至3.6米,對(duì)于整個(gè)地下室的防水、造價(jià)、施工周期都有很大的優(yōu)化。
地下室頂板是普通人防地下室受荷載最大的受力構(gòu)件,合理的結(jié)構(gòu)做法關(guān)系到整個(gè)地下室的造價(jià)、施工進(jìn)度。地下室頂板的構(gòu)造要求及計(jì)算要求有如下幾點(diǎn)需提醒:
(1)根據(jù)《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50038-2005)第4.11.3條最小樓板厚度為200mm[1];
(2)根據(jù)《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50038-2005)第4.10.1條頂板在人防工況下可按由非彈性變形產(chǎn)生的塑性?xún)?nèi)力重分布計(jì)算內(nèi)力[1],但必須滿(mǎn)足平時(shí)工況下的撓度及裂縫要求;
(3)根據(jù)《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50038-2005)第4.11.7條控制頂板混凝土強(qiáng)度小于等于C35,可控制受彎鋼筋的最小配筋率為0.25%;
(4)根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)第6.1.14條,地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位,混凝土等級(jí)應(yīng)大于等于C30,樓板厚度不小于180mm,雙層雙向配筋不小于0.25%。
布置形式 鋼筋含量/m2 砼含量/m2方案一 84KG 0.43m3方案二 79KG 0.41m3方案三 65KG 0.44m3
地下室頂板結(jié)構(gòu)的通常做法有如下三種,對(duì)每一種布置形式的混凝土及鋼筋每平方米用量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),如下圖4及表格1所示:
綜上采用方案三不僅整體造價(jià)合理經(jīng)濟(jì),且更有利于施工及設(shè)備專(zhuān)業(yè)的布置。
地下室側(cè)墻包括地下室外墻及人防區(qū)內(nèi)的各種隔墻,兩種側(cè)墻存在不同的受力形式及構(gòu)造要求,現(xiàn)對(duì)地下室側(cè)墻需注意的地方做如下幾點(diǎn)闡述:
(1)地下室外墻承受的荷載為土壓力、水壓力、車(chē)輛引起的側(cè)向壓力及人防荷載。
(2)土壓力宜取靜止土壓力進(jìn)行計(jì)算,土壓力引起的效應(yīng)為永久荷載效應(yīng),其他荷載引起的效應(yīng)為可變活荷載效應(yīng)[3];
(3)靜止土壓力系數(shù)與墻后填土的類(lèi)型有關(guān),并隨土體密實(shí)度、固結(jié)程度的增加而減小,因此對(duì)墻后的回填土應(yīng)做相應(yīng)要求,一般可參考下表進(jìn)行選取[3];
土類(lèi) 堅(jiān)硬土 硬塑-0.2~0.4 0.4~0.5土類(lèi) 可塑-可塑粘性土k0軟塑粘性土 軟塑粘性土 流塑粘性土k0 0.5~0.6 0.6~0.75 0.75~0.8
(4)地下室側(cè)墻計(jì)算時(shí),可采用上端鉸接下端固定的計(jì)算簡(jiǎn)圖;計(jì)算跨度可采用凈跨計(jì)算,但須注意采用凈跨計(jì)算時(shí),不應(yīng)再進(jìn)行支座內(nèi)力調(diào)幅[3];
(5)根據(jù)側(cè)墻的受力情況,其配筋可采用通長(zhǎng)鋼筋加附加鋼筋的配筋形式:
(6)地下室外墻除了進(jìn)行承載力極限狀態(tài)計(jì)算外還應(yīng)進(jìn)行撓度及裂縫計(jì)算;
以上是本人在人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些心得,地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是很綜合的一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課題,本人也僅僅了解了一些皮毛,在以后的工作中會(huì)更加努力的鉆研探索,努力成為一名合格的結(jié)構(gòu)工程師。
[1]《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50038-2005).
[2]《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010).
[3]朱炳寅.《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法及實(shí)例分析》中國(guó)建筑工業(yè)出版社.
[4]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2011).