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摘要:地下室结构设计方案确定时,需要加强设计管控,还要进行地下室结构的成本预算,不会存在超预算的情况,保障工程项目的经济效益。本文以实际案例为参考展开分析,详细分析和了解地下室结构设计方案,加强地下室成本控制,保证各个部分符合要求,提高地下室结构设计水平,满足建筑工程实际应用需要。
关键词:地下室;结构设计;成本;合理控制
地下室结构是建筑工程的重要组成部分,其质量对于地上建筑的安全性、稳定性影响比较大,地下室结构设计对于工程质量影响较大,所以要加强设计管控,保证设计方案符合工程的要求,促进设计水平的提升,做好成本管控工作,为项目总体效益的提升奠定基础。
1工程概况
某多层建筑,地上为三层商业楼,地下为一层地下室,结构形式为框架结构,地下室主要功能为地下车库和设备用房,并且有部分人防区域。
2地下室结构设计
2.1方案设计
地下室是建筑的重要空间组成部分,所以在设计过程中要体现出实用性原则,设计人员利用自身经验进行地下室结构设计时,难以避免出现漏洞与缺陷。因此,在地下室结构设计时,确定合适的经济目标,明确设计原则和标准,使用指标进行各个参数的控制,保证设计方案达到使用标准,促进地下室空间合理利用,满足建筑工程的功能性要求。
2.2 地下室基础设计
地下车库基础设计时,当持力层承载力较高时一般采用柱下独立基础+防水底板;当持力层土质不均匀或承载力较低时,宜采用整体式基础,一般采用筏板基础;当持力层土层为严重液化,且液化土层较厚时,也可采用桩基础,以消除液化对建筑物的影响。设计时基础宜采用顶标高平齐方式控制标高,基础顶标高至建筑地面标高仅预留建筑面层做法,如此设置可减少工程开挖量,同时也减小了墙柱计算高度,从而减小墙柱配筋。
2.3地下室外墙结构设计
进行地下室外墙结构设计时,设计人员应根据工程情况绘制地下室外墙计算简图,合理分析受力条件,以便进行受力计算,本工程墙厚大于顶板厚,墙顶支承方式宜为顶边简支、底边固定。选择墙厚时,应以含钢量为控制标准。计算墙体配筋时,应以墙体裂缝为控制标准。综合分析,以确定墙厚。
地下室外墙所使用的混凝土强度等级应既能满足防腐要求,兼顾含钢量,同时满足结构强度性能的要求,并不是越高越好,如果强度过高,收缩力也会比较大,造成混凝土裂缝严重。所设置的纵筋直径不宜过大,间距不宜过密,以方便混凝土浇筑。为了防止发生竖向裂缝的问题,应该尽量的减少留设竖向施工缝,地下室的混凝土材料应该具备防水性,满足抗渗等级要求,严格执行规范标准。
2.4地下室结构优化设计
2.4.1合理确定地下室结构方案
如果地下室结构设计缺乏合理性,会导致其抗震性能较差。通常来说,嵌固端宜设置于全地下室顶板顶部,根据地震实测记录表明,四周与土壤接触的具有外墙的地下室变形与刚体变形基本一致,可作为上部结构的嵌固端,如此设置可减小上部建筑在地震中的变形,从而增强抗震性能。
2.4.2提高抗浮和抗渗能力
地下室水位如果存在变化的情况,会给地下室产生很大的防水抗渗影响。地下室抗浮水位的确定,就需要依据地下水位变化情况。地下室抗浮设计,需要通过合理的计算方式确定地下室基础形式,满足地下室抗浮要求,按照规范确定的抗浮稳定性验算,提高结构性能,避免因为地下水的存在而影响地下室结构稳定性。抗浮稳定性验算应该同时考虑地下室整体抗浮和局部抗浮两个指标满足要求,防止地下室结构因为抗浮性能不足而产生局部损坏问题。在计算时,如果发现抗浮稳定性验算无法满足要求,可以采取抗拔桩或抗拔锚杆技术,以保证抗浮能力满足使用要求。
传统的混凝土结构施工中,经常采用温度后浇带来解决混凝土温度应力的影响,但是后期会发现后浇带位置很容易产生渗漏,为了解决这一问题,本工程采用膨胀加强带以代替温度后浇带,由于采用膨胀加强带可使两侧混凝土连续浇筑,有效的避免了后期渗漏的可能,从而保证地下室抗渗效果满足要求。
3地下室成本控制措施
3.1地下室土建的成本控制
地下室土建成本主要为地下室梁板、外墙、基础的含钢量与混凝土用量。一般来说,地下车库框架结构中结构跨度是影响造价的重要因素,为了達到这一要求,应合理布置柱距:X向、Y向柱距采用长短跨,当X向柱距满足三辆车并排车位距离时,则Y向柱距仅需满足车长要求,如此布置柱距可有效减小梁板计算跨度。根据实际工程经验,最大柱网控制在8.0~8.4m之间是比较经济的,同时行车道净距满足5.5m即可,尽量紧凑设置,且保障车辆可以正常通行。既增加了停车位数量,也控制了梁板柱基础含钢量。
地下室顶板覆土厚度也应控制,顶板覆土厚度宜控制在1.5m以下,既可满足绿化种植要求,同时也控制了顶板上部覆土重量,从而减小梁板配筋。
3.2地下室土方的成本控制措施
地下室埋深设计需要从层高、层数来进行,直接影响土方开挖量及运输量,对于土方成本控制来说,地下室的埋深比较小的情况下,成本控制效果好,设置一层地下室的土方开挖量要远低于多层地下室。从实际经验分析,经济性较好的设计方式就是地下室层高不超过3.9m。
3.3人防面积的成本控制
人防面积有非常明确的规定,且人防地下室是必须设置的战时避难场所,建设依据是当地建设部门批准的人防建设文件,不能随便减少人防面积,但也不需要过多建设,满足人防建设文件中防护单元建筑面积即可。和非人防地下室投入资金对比来说,人防地下室投入资金是比较多的。因此,控制好人防地下室的建设面积,也是控制工程建设成本的一个方面。
4结语
综上所述,地下室结构设计的过程中,除了要达到设计质量,还要加强成本管控,在合理的预算范围内,确保地下室的质量合格,体现出成本控制效果。选择最佳设计方案,对比各种方案的经济性,在地下室功能、质量合格的基础之上,保证成本控制在合理的范围内,从而促进综合效益的提升。
参考文献
[1]陈剑虹. 初探某工程地下室结构优化设计与成本控制[J]. 新经济, 2013(17):55-56.
[2]黄晖. 地下室结构设计优化与成本控制[J]. 散装水泥, 2020.209(06):27-29.
[3]李志豪. 浅析地下室结构设计与成本合理控制[J]. 建筑工程技术与设计, 2017, 000(011):142-142.
关键词:地下室;结构设计;成本;合理控制
地下室结构是建筑工程的重要组成部分,其质量对于地上建筑的安全性、稳定性影响比较大,地下室结构设计对于工程质量影响较大,所以要加强设计管控,保证设计方案符合工程的要求,促进设计水平的提升,做好成本管控工作,为项目总体效益的提升奠定基础。
1工程概况
某多层建筑,地上为三层商业楼,地下为一层地下室,结构形式为框架结构,地下室主要功能为地下车库和设备用房,并且有部分人防区域。
2地下室结构设计
2.1方案设计
地下室是建筑的重要空间组成部分,所以在设计过程中要体现出实用性原则,设计人员利用自身经验进行地下室结构设计时,难以避免出现漏洞与缺陷。因此,在地下室结构设计时,确定合适的经济目标,明确设计原则和标准,使用指标进行各个参数的控制,保证设计方案达到使用标准,促进地下室空间合理利用,满足建筑工程的功能性要求。
2.2 地下室基础设计
地下车库基础设计时,当持力层承载力较高时一般采用柱下独立基础+防水底板;当持力层土质不均匀或承载力较低时,宜采用整体式基础,一般采用筏板基础;当持力层土层为严重液化,且液化土层较厚时,也可采用桩基础,以消除液化对建筑物的影响。设计时基础宜采用顶标高平齐方式控制标高,基础顶标高至建筑地面标高仅预留建筑面层做法,如此设置可减少工程开挖量,同时也减小了墙柱计算高度,从而减小墙柱配筋。
2.3地下室外墙结构设计
进行地下室外墙结构设计时,设计人员应根据工程情况绘制地下室外墙计算简图,合理分析受力条件,以便进行受力计算,本工程墙厚大于顶板厚,墙顶支承方式宜为顶边简支、底边固定。选择墙厚时,应以含钢量为控制标准。计算墙体配筋时,应以墙体裂缝为控制标准。综合分析,以确定墙厚。
地下室外墙所使用的混凝土强度等级应既能满足防腐要求,兼顾含钢量,同时满足结构强度性能的要求,并不是越高越好,如果强度过高,收缩力也会比较大,造成混凝土裂缝严重。所设置的纵筋直径不宜过大,间距不宜过密,以方便混凝土浇筑。为了防止发生竖向裂缝的问题,应该尽量的减少留设竖向施工缝,地下室的混凝土材料应该具备防水性,满足抗渗等级要求,严格执行规范标准。
2.4地下室结构优化设计
2.4.1合理确定地下室结构方案
如果地下室结构设计缺乏合理性,会导致其抗震性能较差。通常来说,嵌固端宜设置于全地下室顶板顶部,根据地震实测记录表明,四周与土壤接触的具有外墙的地下室变形与刚体变形基本一致,可作为上部结构的嵌固端,如此设置可减小上部建筑在地震中的变形,从而增强抗震性能。
2.4.2提高抗浮和抗渗能力
地下室水位如果存在变化的情况,会给地下室产生很大的防水抗渗影响。地下室抗浮水位的确定,就需要依据地下水位变化情况。地下室抗浮设计,需要通过合理的计算方式确定地下室基础形式,满足地下室抗浮要求,按照规范确定的抗浮稳定性验算,提高结构性能,避免因为地下水的存在而影响地下室结构稳定性。抗浮稳定性验算应该同时考虑地下室整体抗浮和局部抗浮两个指标满足要求,防止地下室结构因为抗浮性能不足而产生局部损坏问题。在计算时,如果发现抗浮稳定性验算无法满足要求,可以采取抗拔桩或抗拔锚杆技术,以保证抗浮能力满足使用要求。
传统的混凝土结构施工中,经常采用温度后浇带来解决混凝土温度应力的影响,但是后期会发现后浇带位置很容易产生渗漏,为了解决这一问题,本工程采用膨胀加强带以代替温度后浇带,由于采用膨胀加强带可使两侧混凝土连续浇筑,有效的避免了后期渗漏的可能,从而保证地下室抗渗效果满足要求。
3地下室成本控制措施
3.1地下室土建的成本控制
地下室土建成本主要为地下室梁板、外墙、基础的含钢量与混凝土用量。一般来说,地下车库框架结构中结构跨度是影响造价的重要因素,为了達到这一要求,应合理布置柱距:X向、Y向柱距采用长短跨,当X向柱距满足三辆车并排车位距离时,则Y向柱距仅需满足车长要求,如此布置柱距可有效减小梁板计算跨度。根据实际工程经验,最大柱网控制在8.0~8.4m之间是比较经济的,同时行车道净距满足5.5m即可,尽量紧凑设置,且保障车辆可以正常通行。既增加了停车位数量,也控制了梁板柱基础含钢量。
地下室顶板覆土厚度也应控制,顶板覆土厚度宜控制在1.5m以下,既可满足绿化种植要求,同时也控制了顶板上部覆土重量,从而减小梁板配筋。
3.2地下室土方的成本控制措施
地下室埋深设计需要从层高、层数来进行,直接影响土方开挖量及运输量,对于土方成本控制来说,地下室的埋深比较小的情况下,成本控制效果好,设置一层地下室的土方开挖量要远低于多层地下室。从实际经验分析,经济性较好的设计方式就是地下室层高不超过3.9m。
3.3人防面积的成本控制
人防面积有非常明确的规定,且人防地下室是必须设置的战时避难场所,建设依据是当地建设部门批准的人防建设文件,不能随便减少人防面积,但也不需要过多建设,满足人防建设文件中防护单元建筑面积即可。和非人防地下室投入资金对比来说,人防地下室投入资金是比较多的。因此,控制好人防地下室的建设面积,也是控制工程建设成本的一个方面。
4结语
综上所述,地下室结构设计的过程中,除了要达到设计质量,还要加强成本管控,在合理的预算范围内,确保地下室的质量合格,体现出成本控制效果。选择最佳设计方案,对比各种方案的经济性,在地下室功能、质量合格的基础之上,保证成本控制在合理的范围内,从而促进综合效益的提升。
参考文献
[1]陈剑虹. 初探某工程地下室结构优化设计与成本控制[J]. 新经济, 2013(17):55-56.
[2]黄晖. 地下室结构设计优化与成本控制[J]. 散装水泥, 2020.209(06):27-29.
[3]李志豪. 浅析地下室结构设计与成本合理控制[J]. 建筑工程技术与设计, 2017, 000(011):142-142.