高层建筑地下室结构设计选型方法研究

摘要

随着建设规模的不断扩大和土建技术的进步，现代高层建筑地下室的形式越来越多样化，工程环境条件更加的复杂，地下室结构设计时所需考虑的因素更多、所需处理的问题更复杂。地下室结构在整体结构中所占的比重越来越大，所需工期越来越长，使得地下室结构方案的选择对整体结构的影响也越来越重。地下室结构选型是地下室结构设计中的一个重要环节，具有涉及因素多，不确定性大，各因素间相互关联性大等特点。随着建筑工程信息化的发展，迫切需要一个准确性高、覆盖面广、操作便捷的地下室结构方案选型决策辅助工具，帮助结构设计师全面、准确地开展地下室结构方案设计。
　　为此，本文提出一种全面、合理的地下室结构方案选型辅助方法。论文首先概括了地下室结构的研究现状，其次总结了地下室结构设计所涵盖的内容和涉及的关键因素，接着研究了结构方案选型的决策方法，利用层次分析法建立了结构方案选型决策体系，构筑了地下室各部位结构方案的递阶层次结构模型，最后编制了地下室结构方案选型辅助决策程序，并以两个工程案例验证了程序的可行性。具体内容如下:
　　(1)分析总结了现有地下室结构设计中存在的问题，比较了地下室结构方案的各种确定方法（第一章）。
　　(2)整理、分类、归纳了地下室结构设计所涉及到的内容，将地下室结构设计分为确定基础埋深、分析地基主要受力层、地下室各部位结构方案选型、周边作用的荷载计算及计算模型的选择五大模块，并论述了五大模块的具体内容（第二章）。
　　(3)提出高层建筑地下室结构设计的总体框架内容，并利用层次分析法建立结构方案选型决策体系，包括构筑判断矩阵、单准则下要素的相对权重计算、层次总排序权重计算，最终根据计算结果，可做出选型决策（第三章）。
　　(4)构筑地下室各部位结构方案的递阶层次结构模型，主要包括地下室顶板、地下室侧墙、地下室底板及地基基础方案的递阶层次结构模型。对每个递阶层次结构模型的确定过程进行论述（第四章）。
　　(5)以R语言作为开发工具，编写了高层建筑地下室结构方案选型辅助决策程序（第五章）。
　　(6)最后用两个工程案例验证高层建筑地下室结构方案选型辅助决策程序的可行性（第六章）。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 高层建筑地下室结构方案设计概况

1．1．1 地下室结构方案设计

1．1．2 高层建筑上部与地下室的整体结构形式

1．2 研究的意义和目的

1．3 国内外研究现状及面临的主要问题

1．3．1 地下室结构方案的选型方法

1．3．2 面临的主要问题

1．4 本文拟解决的问题及采用的方法

1．4．1 本文拟解决的问题

1．4．2 研究采用的方法

1．5 文章内容结构及创新点

1．6 本章小结

第二章 高层建筑地下室结构方案设计的内容

2．1 基础埋深

2．1．1 建筑高度

2．1．2 覆土厚度

2．1．3 设备空间

2．1．4 结构高度

2．2 地基主要受力层

2．2．1 天然地基

2．2．2 复合地基

2．2．3 桩基础

2．3 地下室结构方案

2．3．1 基础方案

2．3．2 底板结构方案

2．3．3 侧墙结构方案

2．3．4 顶板结构方案

2．3．5 基坑支护方案

2．4 地下室结构周边作用的荷载

2．4．1 顶板荷载

2．4．2 侧墙荷载

2．4．3 底板荷载

2．5 地下室结构设计的计算模型

2．5．1 地基沉降及内力计算方法

2．5．2 考虑上部结构对基础影响的计算方法

2．5．3 嵌固端

2．6 本章小结

第三章 高层建筑地下室结构方案选型决策方法

3．1 地下室结构方案设计的工作分解

3．1．1 WBS概述

3．1．2 WBS的意义

3．1．3 WBS的种类

3．1．4 WBS的编制方法

3．1．5 高层建筑地下室结构方案设计WBS

3．2 地下室结构选型的影响因素

3．2．1 地下室结构方案技术因素分析

3．2．2 地下室结构方案经济因素分析

3．2．3 地下室结构方案评价要素

3．3 层次分析法辅助地下室结构方案选型

3．3．1 层次分析法的基本原理

3．3．2 层次分析法的基本步骤

3．4 本章小结

第四章 高层建筑地下室结构方案递阶层次结构模型的构筑

4．1 递阶层次结构模型概述

4．2 地下室顶板方案递阶层次结构模型

4．3 地下室侧墙方案递阶层次结构模型

4．4 地下室底板方案递阶层次结构模型

4．5 基础方案递阶层次结构模型

4．6 本章小结

第五章 程序语言的实现

5．1 程序总体设计

5．2 程序设计原则

5．3 开发平台及语言选择

5．4 程序主界面

5．5 程序使用说明

5．6 本章小结

第六章 工程案例

6．1 某高层多塔无外扩结构

6．1．1 工程概况

6．1．2 结构设计条件

6．1．3 备选方案分析

6．1．4 判断矩阵的构造及一致性检验

6．1．5 层次总排序结果

6．1．6 选型方案决策与比较

6．1．7 分析与讨论

6．2 某高层多塔外扩结构

6．2．1 工程概况

6．2．2 结构设计条件

6．2．3 备选方案分析

6．2．4 判断矩阵的构造及一致性检验

6．2．5 层次总排序结果

6．2．6 选型方案决策与比较

6．2．7 分析与讨论

6．3 本章小结

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

致谢

附录1：攻读硕士期间发表的论文

附录2：程序代码