探究建筑地下室結構的設計

王學著

摘 要：隨著時代的進步和社會經濟的發展，特別是城市化進程的逐步加快，土地資源日趨緊張，建筑開始朝著高層和地下發展。在地下室內可以建設地下消防水池和車庫，因此地下室就有著十分復雜的結構，那么就需要對建筑地下室結構設計產生足夠的重視。本文簡要分析了建筑地下室結構的設計，希望可以提供一些有價值的參考意見。

關鍵詞：建筑；地下室結構；設計

隨著時代的發展，城市人口越來越密集，對住房有著更大的需求。但是城市土地面積卻是有限的，在將地上空間給充分利用起來的基礎上，開始大力開發地下空間。地下室結構層數也在不斷的增加，人們日趨關注地下室結構設計。因為地下空間比較特殊，那么地下室結構設計就比較的復雜和困難，如果處理不當，就會導致重大問題的出現。

1 地下室結構設計存在的難點

地下室工程比較的復雜，專業性較強，在對地下室進行設計時，需要對多種因素進行考慮，如防火、排水、人防、通風等。如果是一般的高層建筑，在塔樓的使用階段通常不會出現抗浮問題，則會出現于地下室中。但是在對地下室進行設計時，往往只對正常情況下的抗浮問題進行考慮，沒有對施工過程中以及洪水來臨時的問題進行考慮，這樣在施工過程中或者洪水到來時，因為抗浮缺陷，導致損壞問題的產生。另外，地下室設計因為專業性較強，還有諸多的設計難點，需要引起人們的足夠重視。

2 地下室結構的優化設計

（1）地下室結構平面設計：在對高層建筑地下室進行設計時，需要對防火、排水、人防以及采光等因素充分考慮，比如設計的地下室長度不符合于規定長度，那么就需要密切配合結構專業，對變形縫的應用與否進行合理判斷。設計師也可以將地下設縫發展為地上設縫或者靠后澆帶的方式，因為采用地下設縫的方式，會增加防水問題的復雜度。如果后澆帶設置的問題無法有效解決，那么就可以分隔地下室，這樣將其劃分為很多個小地下室，只需要利用管道來進行連接即可，將變形縫設置于管道相連的地方。另外，在結構設計的過程中，還需要對通風采光井進行合理設計，這樣通風和采光的需要才可以得到滿足，要合理設計通風采光井，如果設置了不正當的位置，整個建筑結構的穩定性就會受到較大程度的影響，無法及時向地下或者側面傳遞地上的風力和地震，與建筑物深埋的要求不相符合。

（2）地下室頂板的結構優化：高層建筑的水平約束支座是地下室的頂板，要想促使其能夠有效的約束地上結構，對其剛度就提出了很高的要求。因此，在對地下室進行設計時，對頂板就提出了很高的要求，要嚴格控制頂板的厚度，保證其在160mm以上，這樣剛度才可以符合相關的要求。

（3）地下室外墻的結構設計：首先是荷載，其中水平荷載和豎直荷載是地下室外墻所需要承受的荷載，地面荷載和人防荷載是重要的水平荷載。地上部分和地下室的傳重和自重則是豎向荷載。在設計工程中，通常情況下，豎向荷載和風荷載以及地震產生的內力往往無法將控制作用充分發揮出來。豎直墻面的水平荷載產生的彎矩決定了墻體的配筋。其次是靜止土的壓力系數，要借助于專業的實驗來確定靜止土壓力，如果實驗條件無法滿足，那么就需要控制沙土的壓力，保證在0.34～0.45之間，粘性土的壓力需要保證在0.5以上，0.7以下。最后是地下室外墻的配筋，在實際的設計中，不能夠依據扶壁柱的尺寸來計算外墻的配筋，在計算的時候，需要依據雙向板來進行。在計算配筋的過程中，需要依據雙向板來計算整個高層建筑外框架的配筋，按照單向板來計算其他部分。因為外墻的扶壁柱只有較小的豎向荷載，那么就需要適當增強內外側的主筋。

（4）地下室的抗震設計：在地下室設計中，非常常見的一個方面就是抗震設計；如果有缺陷存在于抗震設計中，就會直接影響到整個高層建筑的抗震性能。多層建筑中地下室的埋深需要比地下室上地面總的高度大，這樣才可以對層數不需要計算，從室外地面開始計算總的高度。上部分結構的墻柱需要一致于地下室的墻柱結構。如果有變化出現于地下室頂板板面標高，有錯層形成，超過了梁高的范圍，那么就需要采取一系列的處理措施，否則就會對地下室的設計造成影響。在相關的設計規范中，明確指出上部結構的地下室樓層的頂層蓋應當用梁板的結構。

（5）地下室的抗浮和抗滲設計及控制措施：在對地下室抗滲抗浮進行設計時，也有著諸多的問題出現，如沒有嚴格依據勘測報告來確定地下水位，勘測報告沒有將地下水位給提供出來，沒有將抗浮驗算應用到斜坡道或者沒有嚴格依據相關要求來進行抗浮驗算等。在抗浮設計的過程中，需要緊密結合地下水位和變動幅度來進行，但是在實際的抗浮設計中，僅僅對正常使用的狀態進行考慮，沒有對施工過程以及洪水來臨時的情況進行考慮，這樣就沒有足夠的抗浮，導致局部破壞出現于地下室工程中。另外，地下室面積較大，那么通常會有諸多的高層的低層建筑建在上面，地下室沒有規則形狀，再加上有著較大的面積，并且地下室上方局部沒有建筑，那么就加大了抗浮設計的難度。需要綜合分析各個方面的因素，進行精細計算。另外，因為有裂縫經常出現于混凝土架構中，為了滿足抗滲需求，就需要將相關處理措施給應用過來，如補償收縮混凝土、膨脹帶的設置以及對鋼筋混凝土的抗拉能力進行提升等。將一定比例的膨脹劑加設于混凝土中，可以將混凝土本身的收縮值給抵消掉，如果兩者的差值與混凝土的拉伸極限相比，等于或者略大，就需要對裂縫進行控制。

（6）優化選型：對于建筑結構設計來講，除了對其承受力有要求之外，還需要保證結構的剛度能夠抵御側力，保證結構能夠在合理的規定范圍內產生側向移動。結構選型除了要考慮結構之外，還需要對其他方面的因素進行綜合考慮，如地基的承受能力、結構安全性以及成本問題等等。

3 結 語

通過上文的敘述分析我們可以得知，地下室工程因為其自身的特殊性，設計存在著較大的難度，如果沒有科學的處理，就會出現諸多的問題，對整個建筑的穩定性和安全性造成影響。相關的施工設計人員需要不斷努力，提升自身專業技術水平，總結工程經驗，嚴格依據相關的規定要求來進行設計，保證設計質量。本文從多個方面分析了建筑地下室結構的設計，希望可以提供一些有價值的參考意見。

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