浅谈建筑半地下室框架结构设计

蓝焕晖

摘 要：随着社会经济不断发展和进步，城市化进程不断深化发展，我国建筑行业迎来了一个又一个发展的高峰期。进入新世纪以来，我国各个地区的建筑工程数量和规模在不断提升和扩大，建筑物结构逐渐趋于复杂化和多样化，国家人口数量增多，居民物质生活水平显著提升，对建筑物功能提出了更高的要求。同时随着建筑用地资源稀缺，地下建筑施工就成为提高土地利用资源的重要措施。但是由于地下室使用有其独特技术要求，加上地下结构复杂，因此，在地下室结构设计过程中一定要保证科学合理。对于建筑物来说，结构设计是建筑工程建设施工的重要环节，文章主要结合实际案例，就建筑物半地下室框架结构设计措施进行了分析，希望通过本次研究对更好的提升半地下室框架结构设计质量有一定助益。

关键词：建筑物施工；半地下室；框架结构；设计措施

进入新世纪以来，建筑领域在国民经济建设方面发挥着十分重要的作用，最近几年建筑逐渐向着多功能化，多样化和结构的复杂化角度转变，这主要是基于消费者对建筑需求多样性要求。建筑功能和结构的复杂化，是基于科学合理结构设计的前提下才能实现的。最近几年，建筑框架结构的合理性就成为消费者高度关注的问题。建筑物地下室框架结构设计对整个建筑物的使用功能有着较为严重的影响，特别是对于建筑物半地下室框架设计，需要综合分析好各个方面优势和缺点，综合采取多样化的设计理念，保证整个框架结构设计和合理性和科学性。

1 建筑框架结构设计原则分析

在地下室框架结构设计过程中，需要重点考虑的就是整个地下建筑结构的稳定性和科学性，做好抗震设计工作，避免地震对地下结构产生威胁和影响。在地下室框架结构抗震性能计算过程中，需要结合不同的地质特点以及整个建筑物的整体性质，决定是采用刚性计算还是柔性计算，亦或者采用刚柔兼备的理论计算模式进行计算。同时在对建筑物地下室框架结构性能计算过程中还要对建筑物地基类型进行充分考虑。在地下室结构设计过程中，可以考虑将建筑物设计成双向梁柱承载体系，可以显著提升地下室框架结构的稳定性。

2 建筑物地下室框架结构设计的措施分析

2.1 案例研究。本次研究选择的工程为广东省阳江市某房地产开发商的地下车库，建筑物功能为高层商住楼用户提供车库，地面以上无建筑物，为纯地下车库，属于半地下室类型，整个地下建筑物总高度3.9m。按照现行国家规范和广东省省规的相关设计要求，本地区抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第一组，地下车库框架结构抗震等级为二级，地面粗糙度类别为C类。由于工程场地的地下水位较高，且开挖土多为细砂，对细砂层的开挖，会给施工带来巨大困难，故选用半地下室模型结构，其中以室外地坪标高为±0m，半地下车库结构底板上皮标高为-1.7m，地下车库建筑顶板地坪标高为2.2m。

2.2 建筑物半地下室框架结构模型计算分析。在本次项目工程设计过程中，要求半地下室窗户以上露出地面30cm左右，要想满足这方面施工要求，半地下室挡土墙和顶板结构不能实现连接互通，正是因为这个特殊的施工要求，半地下室距离水平地面以下有超过2.4m的结构位于水平地面以下。本次项目工程框架结构设计过程中，总共有两套方案，第一种设计方案是按照整体原则。根据整个建筑物楼层的实际需求进行科学设计，这样不考虑地下室，也不需要进行挡土墙设计，然后使用相应的计算软件设计出相应的设计模型，第二种方案是在地下室设计过程中，从工程局部出发，在进行计算模式设计过程中，在软件地下室参数中填写1，存在一层地下室。通过对这两种计算方式进行分析发现，如果从整体施工合理性考察，应用第二个设计模型比较合理，应用第一种设计模型，在项目工程具体施工过程中存在很多不确定和不安全的因素。但在第二种设计模型中，因为采用的剪力墙结构，而框架结构的参数数据只是地下室一层的数据，因此，在施工过程中有可能会出现明显的侧向高度突变等问题，整个弯矩和第一种计算模型下相比较，明显数值和很大。因此，在选择计算方案过程中应该从综合方面综合分析，从而选择合适的计算模型。

2.3 整体模型设计措施分析。在对地下室挡土墙进行开洞处理之后，会导致短柱现象的发生，这时整个挡土墙的抗震性能并不是很好。在具体施工过程中，如果施工现场能够满足相应的施工要求，挡土墙和地下之主体结构之间可以不进行连接，保证两者至今相互独立和脱离。也就是在主体和挡土墙还有一段距离时，建设一个砖墙砌体，主体结构和这个砌体墙连接，而不和挡土墙结构连接，这样即便是出现了地震，主体结构和挡土墙也不会出现相互碰撞。但是如果在施工现场无法满足主体结构和挡土墙两者的独立性，砌体墙连接模式就不能应用，这时就需要设计人员在设计地下室剪力墙时，必须增加外墙刚架柱的抗剪能力。在具体施工过程中，设计人员必须采取必要措施对框架柱进行高加密处理，如果依然不能满足施工要求还需要设计人员向其中加入型钢芯柱。此外，在施工过程中，对于没有开洞的剪力墙，需要我们结合剪力墙水平方向的长度科学设计。如果长度比较小，则可以将剪力墙设计成地下室暗柱，保证上下能够联会贯通。这种设计形式主要是因为短肢剪力墙的受力情况与暗柱的受力情况大致相同。在设计过程中，为了切实保证暗柱的抗震性能，设计人员应该增加暗柱的抗剪箍筋。在具体框架结构设计过程中，设计人员应该从整体角度出发，考虑结构设计问题。对于第一种计算模型，在施工过程中与实际本身存在缺陷，但是框架结构的梁柱需要结合第一种计算模型获得，而第二种计算模型的地下室挡土墙中能够更好的提升整个结构的刚度，第二种计算模型框架结构的内力要显著高于第一种计算模型。所以在具体设计计算过程中，设计人员应该从整体出发，将两种计算模型有机结合，确保设计方案能够满足施工要求。

2.4 挡土墙结构计算分析。不同的地质环境，挡土墙所受到压力是各不相同，当地下水位不高时，可以让挡土墙和框架柱采用固定连接或者铰接方式进行连接。但是当挡土墙和框架柱结构连接后，整个结构横向方面会受到来自多方面压力的影响。如果整个框架柱的刚度较大，则结构受到的间接性压力更加突出。在本次项目工程设计过程中，设计人员对采用简化式计算方式，将挡土墙的荷载按照矩形荷载计算，将其看作是三个边被固定，一个边自由板面，然后通过计算既能够得出框架柱上受到的间接性侧压力。在实际设计过程中，可以将地下室的挡土墙看做是一个板面结构进行计算和设计，当挡土墙的长度和高度比值大于3，则可以将这个挡土墙看做是一个板面结构，整个挡土墙的侧压力仅仅向着挡土墙上下两个方面传递，而对框架柱的产生的侧压力可以忽略不计。如果挡土墙的长度和高度比值小于2之后，可以将挡土墙看做一个双向板进行计算。

总之，文章所提出两种计算模式，不管单一使用那种计算模型，都存在一定的缺陷，因此，就需要设计人员结合项目工程实际情况，考虑到框架柱和挡土墙的侧向压力问题，综合应用上述两种方案，保证施工顺利完成。

参考文献

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