文档介绍：浅谈建筑半地下室框架结构设计
浅谈建筑半地下室框架结构设计
摘要: 随着建筑设计水平的提高,建筑框架结构体系日益多样化,本文通过实践经验并结合相关资料,举例说明,对某建筑框架结构半地下室的设计进行了深入分析,为在类似建筑结构提供了一种新的解决办法。
关键词: 框架结构,半地下室,悬臂式挡墙
中图分类号: 文献标识码: A 文章编号:
0 引言
地下室在建筑中占有相当的比例,半地下室是指房间地面低于室外地平面的高度超过该房间净高的1/3,且不超过1/2者。由于其可以通过窗户进行自然采光通风,既可以降低工程造价,又能充分的利用地下空间,对半地下室结构的计算和设计方法的研究具有重要意义。本文结合实际工程对半地下室的结构设计谈谈自己的体会。
1 工程概述
某地区某工程,地上4层,地下1层(半地下室),,纯框架结构体系。本建筑的主要功能为办公、住宿以及森林火情的监测。本项目设防烈度为8度() ,拟建场地类别Ⅱ类,设计地震分组为第三组。框架的抗震等级为二级。建筑剖面见图1。

图 1 建筑剖面图

2 半地下室设计分析
由于半地下室对上部结构的约束是非常有限的,因此结构的嵌固端必须取在基础顶部。在建筑的结构计算中,半地下室与上部结构必须整体考虑,从而半地下室的结构选型对整个结构的计算的影响是不可忽略的。本工程的结构计算采用 SATWE 进行弹性分析。
2. 1 常规设计及存在的问题
对于半地下室的设计通常采用的方法主要有两种:一种( 后文称为“方法一”) 是在地下室的挡土一侧设置剪力墙,由于建筑上需要通过大窗来进行自然通风采光,所以剪力墙的设置一般只高出填土高度的 100 mm ~ 300 mm,并不是沿底层柱全高设置(见图2);

图 2 半地下室设计方法一
另一种( 后文称为“方法二”) 就是在主体结构外围另外设置挡土结构,即挡土结构与主体结构完全脱离, m 以上,保证地震时,互相不发生碰撞( 见图 3) 。

图 3 半地下室设计方法二

方法一是较早普遍采用的一种设计方法,但在长期的实际运用中,特别是汶川地震后,发现这种结构形式破坏都非常严重,通过理论分析以及结构计算,发现其存在的问题主要表现在以下几方面:
1) 由于地下室外围设置了刚度比较大的剪力墙,再加上侧向土体的约束,导致底层的侧向刚度较上部几层的刚度大了不少,就整个框架结构来说,刚度是极不均匀的,从而引起结构在变形、2) 对于底层柱,在水平荷载作用下,由于剪力墙对框架柱的侧向约束,窗户所在的高度范围内就形成了短柱。短柱由于其净高很小,而柱的截面高度又是不变的,从而导致其剪跨比很小( ,为极短柱) 。短柱在地震中大多会发生剪切斜拉破坏(见图4),几乎没有延性,是非常不利于抗震的。

图 4 地震中发生剪切破坏的短柱
基于以上两点,目前在半地下室结构中已严禁采用方法一,并且GB 50011-。
为了避免由于方法一所造成的结构对抗震的不利作用,结构设计人员提出了把方法二应用于半地下室的设计中。方法二是现在比较认可、成熟的一套设计