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从地下室结构设计的先进性、 功能性、 经济性、精细性四个方面来优化

315 2021-01-08 08:57:41

  

摘要:随着建筑的大发展,越来越多的建设工程都设置有地下室,又由于地下室设计的质量直接影响到工程的各个方面。所以本文想通过一个地下室设计问题的案例,从地下室结构设计的先进性、 功能性、 经济性、精细性四个方面来优化,使地下室工程设计得更合理、更实用。供同行们参考。

关键词:地下室、有梁筏板基础、无梁筏板基础、汽车坡道坡度、抗拔桩。

  (一)工程概况:某工程的一层地下室,层高高的5.400m,低的3.600m,长81.600m,宽46.200m,约3000m2。工程为五层框架结构,基础采用:桩+基础梁+筏板.

  (二)工程结构设计存在的问题与解决办法:

1、结构设计的先进性:地下室基础底板原设计为有梁式筏板,后来经过经济上,还是施工方便上的比较,改为无梁筏板基础。

下面图一:原设计有梁基础底板配筋平面图.

图二:无梁基础底板配筋平面图。

表一:有梁基础与无梁基础经济比较表.          

       

图一:原设计有梁基础底板配筋平面图

             

图二:无梁基础底板配筋平面图

 

表一: 有梁基础与无梁基础经济比较表

项目

钢筋(吨)

混凝土m3

模板(万元)

备注

有梁基础

85

323

8


无梁基础

10

99

0


结论

75

224

8


注:

计算方法:有梁基础与无梁基础相同的不计算在内,例如有梁基础基础梁钢筋85吨,无梁基础板钢筋与承台钢筋比有梁基础增加10吨。

经济比较计算如下:

钢筋:  75x5000=38万(按5000元/吨计算)

混凝土:224x600=13万(按600元/m3计算)

模板:8万

总计:38+8-13=33万元

结论:无梁筏板基础经济上可以节约33万元投资,施工又方便。


2、结构设计的经济性:本工程地下室层高有二种:5400mm与3600mm,地下室外墙墙板原设计二种层高都用一个配筋剖面,后来改为二个配筋剖面.初步计算这样修改可以节约投资3万元。

图三:原设计地下室墙板配筋图

注:原设计不管地下室层高差异都采用以下配筋剖面

图四:增加地下室墙板配筋图

注:新增加地下室层高3.800m墙板配筋图.

3、结构设计的功能性:本工程地下室层高3600mm的顶板配筋图,一般梁高都是900mm,其中4根梁梁高1200mm。这样地下室净高有二种:2700mm与2400mm。为了保证地下室净高一致,尽量高一些,施工过程中经设计同意,4根1200mm高的梁往上翻300mm。

 图五:地下室顶板局部配筋图

注:④.⑤.⑧.⑨轴与C~D轴上梁位上翻300mm

4、结构设计的精细性:

①、地下室基础抗拔桩检测三根桩原来设计图纸要求按照图集施工,经过核算这三根检测桩的配筋不够,所以进行了修改。计算如下:

设计检测抗拔桩抗压2200KN,抗拔1150KN,设计选用图集04G361,桩代号JAHB-245,查图集配钢筋4Φ20+4Φ18,计算如下:

A、抗拔验算4x314.2x360+4x254.5=452448+366480=818928N=819KN<1150KN,即不满足设计要求的抗拔力。

如果钢筋改为4Φ20+4Φ25=452448+706896=1159344=1159>1150,满足设计要求。即钢筋改为4Φ20+4Φ25。

B、抗压验算:

设计混凝土C45  21x350x350x0.75+1159=1929+1159=3088>2200  满足设计要求

②、地下室个别集水井与基础桩离得太近不好施工,进行了调整.              

图六:原设计集水井位置图

注:集水井边到1/10轴950mm,而且到桩承台边950-450-300-200=0,也就是集水井边就是桩承台边,集水井深2650mm,如何施工?后来修改了两者之间的距离。

 图七:CT-6-4桩平面图


③、根据设计计算书170页浮力377KN,现在配2根桩(575x2=1150KN)保守了,一个地下室工程抗压桩与抗拔桩,为了控制沉降差,二种桩型桩端落在同一个土层内,有工程案例证明不在同一土层也是可以的,但是起码桩长可以不一样的,本工程抗压桩27m进入⑦12.5m,抗拔桩桩长满足设计要求的前提下可以缩短1.0m,进入⑦11.5m,经过计算抗拔设计承载力可以达到550KN,也大大满足设计要求了。

④、坡道结构设计细节没有表达清楚。

图九:原设计汽车坡道结构图


         图十:原设计汽车坡道建筑图

         


注:从上面坡道建筑图反映出汽车坡道坡度有2种:15%与12%,坡道变坡地方在E轴向南2m多地方,但是结构图纸上用一条直线表示是不确切的。

⑤、结构图纸上细节表达粗糙。

图十一:集水井结构详图

注:上张图纸集水井侧墙 斜坡处分布钢筋没有表达出来。

汇总:下面表二反映上面设计存在4个方面问题的属性,可以看到本工程结构设计最多的问题是精细性,也就是没有做到精心设计。

表二   设计问题的属性表

序号

项目

先进

功能

施工

经济性

精细

1

有梁无梁

不够




2

2个剖面





3

4根翻梁





4

抗拔桩检测





有误

5

集水井位置



不方便



6

抗拔桩桩长





不精细

7

汽车坡道结构





不精细

8

集水井结构





不精细

结论:

1、结构工程师长期运用结构软件计算画图,但是从上面案例告诉不能忘记结构设计在工程安全的前提下,要先进性、 满足工程功能需要,与此同时还要经济与方便施工。

2、在当前市场经济的环境里,建筑工程设计节奏加快的情况下,还是要坚持精心设计的原则。防止一个工程结构设计当做完成任务去做,而是当做一个作品去完成。

3、在竞争的市场里,结构设计的方案必须多方案比较,例如地下室基础做有梁筏板还是无梁筏板应该进行比较,不要一直采用习惯性的做法,又例如抗拔桩桩长的选择也是如此。