地下建筑抗震设计:规范要求与工程实践
地下建筑抗震设计:规范要求与工程实践
随着城市化进程的加快,地下空间的开发利用日益广泛,从地下车库到地铁站,从地下商场到综合管廊,地下建筑已成为现代城市的重要组成部分。然而,地震灾害的威胁不容忽视,地下建筑的抗震设计直接关系到人民生命财产安全和城市运行安全。
地下建筑抗震设计的基本要求
2018年发布的《地下结构抗震设计标准》(GB/T 51336-2018)为我国地下建筑的抗震设计提供了权威指导。该标准适用于抗震设防烈度为6、7、8和9度地区的地下结构抗震设计,要求地下结构所在地区的抗震设防烈度应采用根据现行国家标准《中国地震动参数区划图》GB 18306确定的地震基本烈度。
标准明确指出,地下结构多具有体量大、结构复杂、人员集中的特点,受损后影响面大且修复困难。因此,相比地面建筑物的抗震设防目标,对于乙类地下结构应进一步提高为”中震不坏,大震可修“。具体来说,就是要确保在中等地震作用下结构不发生破坏,在强烈地震作用下也能保持可修复状态,避免永久性损伤。
高层建筑地下室抗震设计的关键技术
高层建筑的地下室作为整个建筑的基础部分,其抗震性能直接影响上部结构的安全。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)和广东地方标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(DBJ 15-92-2013),高层建筑地下室的抗震等级应按上部结构采用,地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级,但不应低于四级。
在实际工程中,无梁楼盖结构因其空间利用率高、净空大等优点,在地下室设计中得到广泛应用。但这种结构形式也存在抗震性能相对较差的问题,需要通过合理的设计和施工措施来提高其抗震能力。
以某大型地下车库项目为例,该项目采用无梁楼盖结构,设计过程中充分考虑了抗震要求。在荷载取值方面,严格遵循规范要求,对覆土荷载、消防车荷载和景观荷载等进行合理估算。在计算分析阶段,重点对板柱节点的冲切性能进行复核,确保结构在地震作用下的安全性。同时,通过设置抗剪栓钉和暗梁等构造措施,进一步提高结构的延性和整体性。
实际工程中的抗震设计应用
在某大型综合体项目中,地下室建筑面积达42320.70平方米,东西向跨度220米,南北向跨度230米,属于典型的超长结构。为解决超长结构的裂缝控制问题,项目团队采用了“抗、放、防”三原则:
抗:通过优化配筋设计,采用小直径钢筋和缩小钢筋间距的方法,提高结构的抗拉强度。同时,选用高性能混凝土,降低水化热,减少收缩裂缝。
放:科学设置后浇带和膨胀加强带,合理划分施工段,使结构能够自由变形,释放应力。项目最终将后浇带数量从22个减少到14个,既保证了结构安全,又简化了施工流程。
防:通过优化结构设计方案,合理布置结构体系,控制梁柱线刚度比值,减少内力产生。同时,采用跳仓法施工,充分利用混凝土在凝固前容易释放应力的特性。
未来发展趋势
随着科技的进步,地下建筑抗震设计正朝着智能化、精细化方向发展。例如,基于BIM(建筑信息模型)的抗震设计优化、利用人工智能进行结构健康监测等新技术正在逐步应用。同时,标准化和规范化程度的提高也将进一步提升地下建筑的整体抗震性能。
地下建筑的抗震设计是一个系统工程,涉及结构设计、材料选择、施工控制等多个环节。只有通过科学的设计理念、严谨的施工管理和持续的技术创新,才能真正提升地下建筑的抗震能力,为城市安全提供坚实保障。