車力

摘? ? 要：地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化對新型工業(yè)化建造有著重要的意義，目前地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計也是多種多樣的，在不降低地下室結(jié)構(gòu)安全性并且確保地下室建筑使用功能的前提下，充分利用結(jié)構(gòu)材料不同的性能來達到技術(shù)的可行性目的。本文對傳統(tǒng)及現(xiàn)有的地下室結(jié)構(gòu)特點進行分析，從地下室的基礎(chǔ)選型、材料選用以及構(gòu)造措施等方面進行探討，簡單分析出地下室如何做好結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的工作以及如何控制設(shè)計過程中的成本。經(jīng)濟合理也是每個結(jié)構(gòu)工程師關(guān)注的重點之一，所以本文探討地下結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計和成本控制的經(jīng)濟性和合理性問題是十分必要的。目前關(guān)于地下室的結(jié)構(gòu)優(yōu)化案例并不多，但是在未來地下室的優(yōu)化改造也會有很大的發(fā)展，所以本文的研究不只是對地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化改造的研究，也對地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中降低工程造價有著合理的建議。

關(guān)鍵詞：工程地下室;結(jié)構(gòu)優(yōu)化;成本控制

1? 引言

隨著我國經(jīng)濟的不斷增長和城市的高速發(fā)展，地面空間的利用已經(jīng)無法滿足需要，地下空間的全面發(fā)展也占據(jù)著越來越重要的地位。政府也在鼓勵建筑工程合理的使用地下空間，這也讓地下空間逐漸成為重要的城市社會資源。近幾年地面空間被城市現(xiàn)代化所改造，綠化減退、使用空間擁擠等“城市病”也日益嚴重，所以對地下空間進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化也可以減輕城市的壓力，在創(chuàng)造宜居城市方面也有著積極重要的作用。近些年國內(nèi)外對于地下室的改進均有著不同程度的貢獻，隨著現(xiàn)代工業(yè)化研究的深入，對于地下室合理優(yōu)化改造的研究開展也是十分必要的。本文研究的目的是初探某工程地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計與成本控制 ，在探討適合地下室優(yōu)化改造設(shè)計方案的同時，也希望對我國新型工業(yè)化建造體系的完善有一定的作用。

2? 地下室基礎(chǔ)選型

常規(guī)的建筑工程中，地下室結(jié)構(gòu)造價在基礎(chǔ)造價中占據(jù)著不小的比例。但是由于地質(zhì)條件不同，所以基礎(chǔ)類型也各不相同，復(fù)雜地質(zhì)條件下的基礎(chǔ)形式也無法進行類比。所以本文僅以建筑工程中大量存在的地下結(jié)構(gòu)進行分析，地下室大多為地下一層，而且地質(zhì)條件相對簡單，地基承載力較高。某工程地下一層基礎(chǔ)頂面標(biāo)高-5.3m，基礎(chǔ)持力層為細砂層，在不考慮地下水的情況下地基承載力特征值fak=190kPa[1]。根據(jù)地質(zhì)條件可以算出某工程在地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中可以節(jié)約20%左右的混凝土，40%左右的鋼筋用量。其他的建筑工程也可以證明，當(dāng)?shù)鼗休d力允許柱下獨立基礎(chǔ)時，純地下結(jié)構(gòu)如果采用獨立基礎(chǔ)加止水板形式會更節(jié)省更多成本。

3? 材料選用

3.1? 混凝土

混凝土的選擇對于地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計起著至關(guān)重要的作用，同時在節(jié)約成本方面也有著不小的影響。不同的混凝土材料特點不同，抗壓強度也是不同的，而鋼筋同混凝土的結(jié)合主要的通就是抗壓。理論上來講，混凝土等級越高，性價比也就越高，但實際上，混凝土的強度等級要根據(jù)使用的位置不同來確定的，位置不同混凝土的強度等級也是不同的。

地下室結(jié)構(gòu)不需要進行風(fēng)作用和地震作用的計算，在豎向荷載作用下柱子的彎矩較小，基本處于軸中心受壓的狀態(tài)，柱子的截面也受軸壓比的限制，柱內(nèi)也由最小配筋率來控制[2]。這種情況下混凝土的等級可以提高以達到減少主界面的效果，這樣不僅節(jié)省混凝土用量，而且由于柱子橫截面的減少還可以減少鋼筋的使用量，這對于某工程的施工單位來說是可以節(jié)約一定成本的。

3.2? 鋼筋

在地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中，按鋼筋的使用主要受構(gòu)造配筋、最小配筋率和計算配筋決定的。不同的地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化中要根據(jù)不同的情況選擇不同強度等級的鋼筋，就可以非常顯著的節(jié)省成本。而且低強度鋼筋會讓配筋率增加，不僅降低經(jīng)濟效益，還會給施工過程帶來一定的難度，再加上運輸、加工、現(xiàn)場管理等工作量的增加，在實際施工過程中會成為混凝土應(yīng)用的不利因素。

4? 地下室外墻設(shè)計

4.1? 地下室外墻荷載取值

地下室外墻承受的荷載可以分為豎向和水平荷載兩種。豎向荷載也分為上部傳來的荷載、外墻自重荷載和地下室樓蓋傳來的荷載。當(dāng)?shù)叵率页惺苌喜康暮奢d時，此時墻身設(shè)計應(yīng)該考慮上部傳來的荷載否則墻身安全性較低。但是上部的荷載壓力由外墻扶壁柱傳給時，就可以不用考慮上部的荷載壓力[3]。

（1）土壓力。目前大多數(shù)地下室優(yōu)化結(jié)構(gòu)工程中采用的是庫倫理論和朗今理論。在土壓力的作用下地下室外墻不會發(fā)生側(cè)移現(xiàn)象，墻體處于彈性平衡狀態(tài)，地下室外墻承受的不是非主動土壓力，而是靜止土壓力。一般情況下砂土的靜止土壓力系數(shù)為0.35左右，粘性土壓力系數(shù)為0.5左右。地下室優(yōu)化結(jié)構(gòu)施工過程中的靜止土壓力系數(shù)一般是0.5。

（2）水壓力。水壓力的計算要考慮到季節(jié)變換下的地下水位，尤其是南方地區(qū)還要考慮到地下水的影響。而在高原地區(qū)地下水位是高于平原地區(qū)的，這時水壓力的計算要根據(jù)最高水位來確定，而不能按照地質(zhì)報告的水位來計算。

4.2? 地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化

以往的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計按照單向板計算，即取頂板和底板作為外墻的支撐點，取單位寬度的外墻，視為地下室層數(shù)按照單跨連續(xù)板進行計算。外墻和周邊構(gòu)件剛度比的確定可以決定外墻的支撐條件。當(dāng)周邊構(gòu)件厚度小于外墻厚度時按簡之計算，如果周邊構(gòu)件厚度大于外墻厚度時則按照嵌固計算。在地下室的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中地下室外墻在滿足要求的前提下是可以采取分離式配筋的，這樣一來不僅可以讓地下室外墻受力合理，而且還可以降低施工工程的造價。

5? 構(gòu)造措施

5.1? 抗震等級

在地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中采取不同的抗震措施來應(yīng)對不同的抗震等級也是非常重要的，所以地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中的抗震等級應(yīng)該嚴格按照抗震規(guī)范來規(guī)定。地下一層的抗震等級應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同，地下一層以下的抗震等級可以逐層降低但是不能低于四級。且抗震等級不可以隨意提高。

5.2? 鋼筋連接

鋼筋的連接可以分為機械連接、焊接和綁扎搭接。大部分的建筑工程實踐中都會采用綁扎搭接施工方式，因為出現(xiàn)失誤的可能性較小，而且鋼筋接頭方法較好，不過存在的缺陷也十分明顯，當(dāng)鋼筋直徑較大時需要搭接較長的的長度，并且箍筋也需要進行加密，這也就消耗了更多的鋼材，施工成本也因此加大[4]。在實際工程中機械連接的技術(shù)是較為成熟的，所以采用機械連接的方法更優(yōu)。

5.3? 構(gòu)件配筋

鋼筋在地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中使用量大而且價格昂貴，設(shè)計者在構(gòu)建配筋時應(yīng)該物盡其用，合理配置鋼筋的使用，使其在結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中充分發(fā)揮作用。

6? 結(jié)束語

地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的工作不應(yīng)該將各個工作模塊拆分開，各個環(huán)節(jié)是相互關(guān)聯(lián)的，混凝土和鋼筋兩種原材料的使用也是相互作用和影響的。優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計者需要全面而綜合的考慮各方面的因素來制定合理的優(yōu)化設(shè)計方案，這樣不僅安全可靠不會出現(xiàn)嚴重的安全問題，而且還可以減少企業(yè)優(yōu)化成本，幫助企業(yè)取得更好的經(jīng)濟效益。本文對某工程的地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計和成本控制的分析和研究，對設(shè)計者也有一定的借鑒作用，在滿足地下室建筑工程的安全持久的前提下降低成本費用避免不必要的浪費，是所有的企業(yè)和設(shè)計者都應(yīng)關(guān)注和面對的問題。

參考文獻：

[1] 韓世沖.地下室外墻優(yōu)化設(shè)計分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2018（9）：127～128.

[2] 劉鋒濤，李紅遠，劉平偉，et al.柳州市某地下車庫獨立基礎(chǔ)加防水板抗浮設(shè)[J].信息記錄材料，2017（5）：111～113.

[3] 梅文龍.住宅小區(qū)地下車庫優(yōu)化設(shè)計與智能設(shè)計研究[J].智能建筑與智慧城市，2018（10）：145～146.

[4] 韋彬.淺談高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計[J].城市建筑，2017（9）：61+84.