淺析框架結(jié)構(gòu)半地下室設(shè)計

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1、淺析框架結(jié)構(gòu)半地下室設(shè)計　　摘要：隨著建筑設(shè)計水平的逐步提升，建筑的框架結(jié)構(gòu)體系逐漸變得多樣化，本文通過實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合相關(guān)資料，通過舉例說明，對某建筑大的框架結(jié)構(gòu)半地下室設(shè)計進(jìn)行了深入的分析，以期在類似建筑結(jié)構(gòu)中提供一種新的解決辦法。關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)；半地下室設(shè)計中圖分類號：TU323.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A引言：自從改革開放以來，越來越多的建筑物將地下室作為整體范疇的內(nèi)容來進(jìn)行設(shè)計。在地下室的良性設(shè)計中，一方面能有效降低地震作用對上部結(jié)構(gòu)造成的一些影響，另一方面，對增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的承載力也有很大作用。一、框架半地下室7半地下室主要指的是低于房外平面高度，其凈高始終在房間凈高的1/3至1/2的

2、區(qū)域。半地下室在建設(shè)的過程中，合理有效地通過窗戶進(jìn)行自然通風(fēng)、采光，不僅可以充分使用地下空間，同時，對減小工程的造價也有很大的作用。近年來，因?yàn)榈卣鸬茸匀环矫娴呢?fù)面影響，為保障施工的質(zhì)量，對地下室、半地下室的建筑應(yīng)用要求逐步提高。根據(jù)現(xiàn)階段用地緊張、地價高昂、空間擁擠、綠化缺乏等現(xiàn)狀，盡快解決這些困擾我國城市開發(fā)建設(shè)的難題，就應(yīng)該合理開發(fā)、利用地下的空間。在開發(fā)利用地下空間的各種建筑形式中，結(jié)合地上建筑附建的地下室或半地下室以其具有地上地下建筑同步協(xié)調(diào)、功能互補(bǔ)且施工方便、造價經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢而成為目前城市開發(fā)利用地下空間量大面廣的建筑形式，例如，在居住區(qū)規(guī)劃建設(shè)中，越來越普遍地采用住宅建

3、筑附建地下室或半地下室用作車庫（包括存放自行車、摩托車和小汽車）或貯藏室或商業(yè)服務(wù)空間，有些還利用半地下室作居住空間（如將地上一層與半地下室相結(jié)合形成躍層式居住空間等）；大多數(shù)辦公樓、科研建筑和教學(xué)樓也附建地下室或半地下室用作車間、工作間或倉庫。這些地下室或半地下室往往都是有人經(jīng)?；蜷L時間在其中活動的空間。所以，其設(shè)計與施工就顯得尤為重要了。二、工程概述某市某工程，地上4層，地下1層(半地下室)，結(jié)構(gòu)總高度19.1m，純架結(jié)構(gòu)體系。本建筑的主要功能為辦公、住宿以主。本項目設(shè)防烈度為8度(0.20g)，擬建場地類別II類，設(shè)計地震分組為第三組。框架的抗震等級為二級。建筑剖面（見右圖)。

4、三、常規(guī)設(shè)計及存在的問題7對于半地下室的設(shè)計，通常采用的方法主要有兩種，一種（在后文中統(tǒng)稱為“方法一”）是在地下室的擋土一側(cè)設(shè)置剪力墻，因?yàn)樵诮ㄖ?，需要通過大窗來進(jìn)行自然的通風(fēng)采光，所以，剪力墻的設(shè)置一般只是高出填土高度100mm〜300mm，而并不是沿底層柱全高設(shè)置(見圖2)圖2半地下室設(shè)計方法一圖3半地下室設(shè)計方法二另外一種（在后文中統(tǒng)稱為“方法二”）就是在主體的結(jié)構(gòu)外圍，另外設(shè)置擋土的結(jié)構(gòu)，即擋土結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)完全脫離，一般兩者的間距為1.5m以上，保證當(dāng)發(fā)生地震的時候，兩者不會互相發(fā)生碰撞(見圖3)。其中，方法一是較早普遍使用的一種設(shè)計方法，但是，在長期的實(shí)際

5、運(yùn)用中，尤其是汶川大地震之后，我們發(fā)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)形式的破壞都非常嚴(yán)重，通過相關(guān)的理論分析以及結(jié)構(gòu)上的計算，發(fā)現(xiàn)其中存在的問題主要表現(xiàn)為以下的幾個方面：1.由于地下室的外圍都設(shè)置了剛度比較大的剪力墻，再加上側(cè)向土體的約束，導(dǎo)致底層的側(cè)向剛度較上部幾層的剛度大了不少，對整個框架結(jié)構(gòu)來說，剛度是極其不均勻的，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在變形、內(nèi)力等效應(yīng)上也極為不均勻，這對結(jié)構(gòu)的抗震性能是非常不利的。72.對于底層柱，在水平荷載作用下，由于剪力墻對框架柱的側(cè)向約束，窗戶所在的高度范圍內(nèi)就形成了短柱。因?yàn)槎讨膬舾吆苄。浣孛娓叨扔植蛔?，所以，?dǎo)致其剪跨比很小(一般都小于1.5，為極短柱)。短柱在地震中，大多會

6、發(fā)生剪切斜拉破壞，幾乎沒有延性,對抗震是非常不利的。根據(jù)以上的兩點(diǎn)，目前，在半地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，方法一已經(jīng)嚴(yán)禁使用，同時，GB50011-2010建筑抗震設(shè)計規(guī)范3.7.4條中，作為強(qiáng)制性條文，明確規(guī)定在框架結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免出現(xiàn)短柱。所以，為了避免因?yàn)榉椒ㄒ辉斐傻慕Y(jié)構(gòu)對抗震的不利影響，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員提出，應(yīng)用方法二到半地下室的設(shè)計中?，F(xiàn)階段，方法二是比較受認(rèn)可、成熟的一套設(shè)計思路，但是，還是有其應(yīng)用的局限性的，主要表現(xiàn)在：（1）因?yàn)閾跬恋慕Y(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)完全脫離，且必須保持一定的距離，這就必須要求建筑物的四周要預(yù)留出一定的空間，來滿足設(shè)計方面的要求，這就導(dǎo)致了土地的浪費(fèi)，尤其是在城市的規(guī)劃

7、區(qū)內(nèi)，這對業(yè)主來說，是比較不希望看到的。（2）在填方區(qū)，設(shè)置獨(dú)立擋土結(jié)構(gòu)，因?yàn)槠鋼鯄Φ幕A(chǔ)持力層比較深，所以，處理起來非常困難，而且，造價比較高，不經(jīng)濟(jì)。綜上所述，方法二從結(jié)構(gòu)的安全性來說，是可行的。但對一些特定的項目，具體實(shí)施起來還是比較困難的，同時，經(jīng)濟(jì)性較差。四、懸臂式擋墻在半地下室結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用7這項工程為了保障施工質(zhì)量以及后期的使用效益，從項目一開始，就準(zhǔn)備使用方法二對其進(jìn)行半地下室設(shè)計；但是，在后來的地質(zhì)、地勢勘察報告中，因?yàn)閿M建項目場地的限制，