建筑半地下室框架結構設計論文
摘要：隨著社會經濟不斷發(fā)展和進步，城市化進程不斷深化發(fā)展，我國建筑行業(yè)迎來了一個又一個發(fā)展的高峰期。進入新世紀以來，我國各個地區(qū)的建筑工程數(shù)量和規(guī)模在不斷提升和擴大，建筑物結構逐漸趨于復雜化和多樣化，國家人口數(shù)量增多，居民物質生活水平顯著提升，對建筑物功能提出了更高的要求。同時隨著建筑用地資源稀缺，地下建筑施工就成為提高土地利用資源的重要措施。但是由于地下室使用有其獨特技術要求，加上地下結構復雜，因此，在地下室結構設計過程中一定要保證科學合理。對于建筑物來說，結構設計是建筑工程建設施工的重要環(huán)節(jié)，文章主要結合實際案例，就建筑物半地下室框架結構設計措施進行了分析，希望通過本次研究對更好的提升半地下室框架結構設計質量有一定助益。
關鍵詞：建筑物施工；半地下室；框架結構；設計措施
進入新世紀以來，建筑領域在國民經濟建設方面發(fā)揮著十分重要的作用，最近幾年建筑逐漸向著多功能化，多樣化和結構的復雜化角度轉變，這主要是基于消費者對建筑需求多樣性要求。建筑功能和結構的復雜化，是基于科學合理結構設計的前提下才能實現(xiàn)的。最近幾年，建筑框架結構的合理性就成為消費者高度關注的問題。建筑物地下室框架結構設計對整個建筑物的使用功能有著較為嚴重的影響，特別是對于建筑物半地下室框架設計，需要綜合分析好各個方面優(yōu)勢和缺點，綜合采取多樣化的設計理念，保證整個框架結構設計和合理性和科學性。
1建筑框架結構設計原則分析
在地下室框架結構設計過程中，需要重點考慮的就是整個地下建筑結構的穩(wěn)定性和科學性，做好抗震設計工作，避免地震對地下結構產生威脅和影響。在地下室框架結構抗震性能計算過程中，需要結合不同的地質特點以及整個建筑物的整體性質，決定是采用剛性計算還是柔性計算，亦或者采用剛柔兼?zhèn)涞睦碚撚嬎隳Ｊ竭M行計算。同時在對建筑物地下室框架結構性能計算過程中還要對建筑物地基類型進行充分考慮。在地下室結構設計過程中，可以考慮將建筑物設計成雙向梁柱承載體系，可以顯著提升地下室框架結構的穩(wěn)定性。
2建筑物地下室框架結構設計的措施分析
2.1案例研究。本次研究選擇的工程為廣東省陽江市某房地產開發(fā)商的地下車庫，建筑物功能為高層商住樓用戶提供車庫，地面以上無建筑物，為純地下車庫，屬于半地下室類型，整個地下建筑物總高度3.9m。按照現(xiàn)行國家規(guī)范和廣東省省規(guī)的相關設計要求，本地區(qū)抗震設防烈度為6度，設計地震分組為第一組，地下車庫框架結構抗震等級為二級，地面粗糙度類別為C類。由于工程場地的`地下水位較高，且開挖土多為細砂，對細砂層的開挖，會給施工帶來巨大困難，故選用半地下室模型結構，其中以室外地坪標高為±0m，半地下車庫結構底板上皮標高為-1.7m，地下車庫建筑頂板地坪標高為2.2m。
2.2建筑物半地下室框架結構模型計算分析。在本次項目工程設計過程中，要求半地下室窗戶以上露出地面30cm左右，要想滿足這方面施工要求，半地下室擋土墻和頂板結構不能實現(xiàn)連接互通，正是因為這個特殊的施工要求，半地下室距離水平地面以下有超過2.4m的結構位于水平地面以下。本次項目工程框架結構設計過程中，總共有兩套方案，第一種設計方案是按照整體原則。根據整個建筑物樓層的實際需求進行科學設計，這樣不考慮地下室，也不需要進行擋土墻設計，然后使用相應的計算軟件設計出相應的設計模型，第二種方案是在地下室設計過程中，從工程局部出發(fā)，在進行計算模式設計過程中，在軟件地下室參數(shù)中填寫1，存在一層地下室。通過對這兩種計算方式進行分析發(fā)現(xiàn)，如果從整體施工合理性考察，應用第二個設計模型比較合理，應用第一種設計模型，在項目工程具體施工過程中存在很多不確定和不安全的因素。但在第二種設計模型中，因為采用的剪力墻結構，而框架結構的參數(shù)數(shù)據只是地下室一層的數(shù)據，因此，在施工過程中有可能會出現(xiàn)明顯的側向高度突變等問題，整個彎矩和第一種計算模型下相比較，明顯數(shù)值和很大。因此，在選擇計算方案過程中應該從綜合方面綜合分析，從而選擇合適的計算模型。
2.3整體模型設計措施分析。在對地下室擋土墻進行開洞處理之后，會導致短柱現(xiàn)象的發(fā)生，這時整個擋土墻的抗震性能并不是很好。在具體施工過程中，如果施工現(xiàn)場能夠滿足相應的施工要求，擋土墻和地下之主體結構之間可以不進行連接，保證兩者至今相互獨立和脫離。也就是在主體和擋土墻還有一段距離時，建設一個磚墻砌體，主體結構和這個砌體墻連接，而不和擋土墻結構連接，這樣即便是出現(xiàn)了地震，主體結構和擋土墻也不會出現(xiàn)相互碰撞。但是如果在施工現(xiàn)場無法滿足主體結構和擋土墻兩者的獨立性，砌體墻連接模式就不能應用，這時就需要設計人員在設計地下室剪力墻時，必須增加外墻剛架柱的抗剪能力。在具體施工過程中，設計人員必須采取必要措施對框架柱進行高加密處理，如果依然不能滿足施工要求還需要設計人員向其中加入型鋼芯柱。此外，在施工過程中，對于沒有開洞的剪力墻，需要我們結合剪力墻水平方向的長度科學設計。如果長度比較小，則可以將剪力墻設計成地下室暗柱，保證上下能夠聯(lián)會貫通。這種設計形式主要是因為短肢剪力墻的受力情況與暗柱的受力情況大致相同。在設計過程中，為了切實保證暗柱的抗震性能，設計人員應該增加暗柱的抗剪箍筋。在具體框架結構設計過程中，設計人員應該從整體角度出發(fā)，考慮結構設計問題。對于第一種計算模型，在施工過程中與實際本身存在缺陷，但是框架結構的梁柱需要結合第一種計算模型獲得，而第二種計算模型的地下室擋土墻中能夠更好的提升整個結構的剛度，第二種計算模型框架結構的內力要顯著高于第一種計算模型。所以在具體設計計算過程中，設計人員應該從整體出發(fā)，將兩種計算模型有機結合，確保設計方案能夠滿足施工要求。
2.4擋土墻結構計算分析。不同的地質環(huán)境，擋土墻所受到壓力是各不相同，當?shù)叵滤徊桓邥r，可以讓擋土墻和框架柱采用固定連接或者鉸接方式進行連接。但是當擋土墻和框架柱結構連接后，整個結構橫向方面會受到來自多方面壓力的影響。如果整個框架柱的剛度較大，則結構受到的間接性壓力更加突出。在本次項目工程設計過程中，設計人員對采用簡化式計算方式，將擋土墻的荷載按照矩形荷載計算，將其看作是三個邊被固定，一個邊自由板面，然后通過計算既能夠得出框架柱上受到的間接性側壓力。在實際設計過程中，可以將地下室的擋土墻看做是一個板面結構進行計算和設計，當擋土墻的長度和高度比值大于3，則可以將這個擋土墻看做是一個板面結構，整個擋土墻的側壓力僅僅向著擋土墻上下兩個方面?zhèn)鬟f，而對框架柱的產生的側壓力可以忽略不計。如果擋土墻的長度和高度比值小于2之后，可以將擋土墻看做一個雙向板進行計算。
總之，文章所提出兩種計算模式，不管單一使用那種計算模型，都存在一定的缺陷，因此，就需要設計人員結合項目工程實際情況，考慮到框架柱和擋土墻的側向壓力問題，綜合應用上述兩種方案，保證施工順利完成。
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