建筑地下室結構設計方案的分析與討論

【摘要】隨著我國經濟、社會的不斷發展，城市化進程逐漸加快，城市規模不斷擴大，城市人口日益上漲，導致城市土地資源更加珍貴、稀缺。但由于地下室建筑存在諸多風險，且技術要求高，導致地下室建筑面臨諸多困難和挑戰。因此，必須優化建筑地下室結構設計方案，保證地下室建筑的質量，促進城市發展。本文將在地下室結構組成的要素基礎上，探究建筑地下室結構設計，以供相關人士參考。

【關鍵詞】建筑；地下室；結構設計

一、前言

地下室結構設計屬于較復雜、專業性高的工程，其必須考慮荷載以及防水抗裂等多方面的因素，致使地下室建筑工程造價高。與此同時，地下室結構設計屬建筑結構設計的重要組成部分，對整個建筑結構設計具有重要意義，因此為保證整個建筑工程的安全性，必須做好地下室結構設計。

二、地下室結構組成要素

地下室種類繁多，以不同的劃分依據可將其劃分為不同的地下室。例如，以使用功能為劃分依據，可將地下室分為普通地下室和防空地下室；以頂板標高為劃分依據，可將地下室劃分為半地下室和全地下室；以結構材料為劃分依據，可將地下室劃分為磚混結構地下室和鋼筋混凝土結構地下室。

一般而言，頂板、底板、外墻、采光井、樓梯以及門窗是構成地下室的主要組成部分。

（1）預制混凝土板或現澆板是頂板主要采用的方式，在進行頂板厚度設計時，必須以首層荷載計算結果為依據，確保頂板厚度適中。

（2）一般而言，底板高于地下水位高度為最佳，如果不存在壓力作用，可以地面工程為參照，進行施工。如果存在底板高度低于地下水位高度的情況，應充分考慮水的浮力荷載，并通過有效措施，確保底板的強度和剛度，提高其抗浮和抗滲透能力，避免因部分差錯影響整個地下室安全。

（3）外墻厚度必須以實際計算結果為依據，一般而言，250mm最適宜。

（4）地下室的樓梯，應在上部建筑設計的基礎上，合理設計樓梯。如果地下室規模較小，可設置單跑樓梯。需注意的一點是，在設置地下室安全出口時，必須保證出口無較高建筑物。

三、建筑地下室結構設計方案討論

（一）結構荷載分析

施工荷載、水土壓力、頂板活荷載以及上部建筑物自重等均屬于地下室結構荷載。在地下室結構設計過程中，必須以工程實際情況與特點為出發點，合理規范荷載組合，達到減輕地下室結構荷載的目的。其中頂板主要承受的荷載來源于施工荷載、消防車荷載等；橫向側墻荷載主要來源于水土壓力，豎向側墻荷載主要來源于頂板引起的活荷載等?？傊煌考惺懿煌暮奢d，共同努力支撐整個荷載，確保地下室的安全。

（二）頂板設計

地下室頂板具有水平約束建筑物上部結構的作用，剛度越大，則約束作用越強。因此，地下室頂板應保持一定的厚度，一般來說要大于160mm?！督ㄖ拐鹪O計規范》中明確指出，地下室頂板作為上部結構的嵌固端，必須嚴格要求樓板厚度、板配筋率以及混凝土強度等，最宜采用梁板結構。如果因頂板室內外板面標高超出梁高的標準范圍引起的錯層現象，或者頂板屬于無梁樓蓋時，不宜將地下室頂板視為上部結構的嵌固端。

（三）外墻設計

在進行地下室外墻設計時，應以彎矩調幅為基準，將底板視為外墻的嵌固端，以荷載分項系數為參考，保持側壁底部彎矩和其相鄰的底板彎矩尺度一致。與此同時，應保證底板的抗彎能力應在側壁之上，合理配置厚度與配筋量。如果存在底板未處于同一標高的問題，應考慮外墻上端支座水平力的傳遞問題。另外，計算外墻裂縫寬度是十分有必要的，其中裂縫最大應該控制在0.2mm，注意不得出現貫通現象。

（四）底板設計

底板設計與外墻類似，均需滿足受力要求和抗滲、防水等問題。因此，對底板厚度以及配筋都有嚴格要求，針對底板厚度而言，在設計中應該保證厚度大于400mm，配筋率應該設計為0.25%左右。地下室底板的主要樁承臺包含樁筏箱形以及樁筏基礎，與此同時，保證沖切、剪切以及受壓等方面的要求得到滿足，保障地下室的穩固性。

（五）抗浮、抗滲設計

針對抗滲設計而言，抗滲設計是地下室結構設計的重要組成部分。在鋼筋混凝土結構帶裂縫工作的影響下，導致抗滲設計更加困難。因此，為達到抗滲效果，可采取以下幾種方式：第一，對混凝土進行補償收縮，即通過摻雜微膨脹劑的方法，迫使混凝土膨脹值與收縮值相抵消。如果其差值高于極限拉伸值，則達到了控制裂縫的目的。一般情況下，膨脹變形難以完全補償收縮變形，然而，補償收縮混凝土帶是實現無縫施工的有效措施。以實際工程為依據，如果裂縫超出60m，則需設置相應的膨脹加強帶。第二，提升抗拉能力，鋼筋混凝土的抗拉能力是影響抗滲設計的原因之一。因此，應用混凝土時，應充分考慮鋼筋的抗拉能力，盡量使用抗變形鋼筋，達到強化混凝土面層的目的。除此之外，還包括多種方式，以達到提升抗滲效果的目的，需注意的一點是，在應用相關措施的過程中，必須做好混凝土養護工作。

例如在實際的地下室建設設計當中，要尤其對地下室部分和地面樓層當中不多中的抗浮數據進行計算。在運用樁基的過程中，對抗拔承載力進行系統的運算。在實際的地下室建設設計當中，板和覆土自身的重量有利于結構的構建，因此，在對其的結構強度的計算當中應該取1.0為最佳的荷載系數。此外，在地下室的抗浮設計當中，需要將地下水位和變幅也充分考慮在其中，要根據實際的地下水位和變幅為設計依據。

四、小結

總而言之，建筑地下室結構設計是十分復雜的工程，其涉及的知識面較廣，專業性強，需考慮的因素多。因此，在設計地下室結構時，應以實際情況為依據，充分考慮結構荷載、頂板、外墻、底板以及抗滲、抗浮等，制定合理、有效的設計方案，保障地下室建設的安全性與可靠性，達到降低工程造價的同時，增加經濟效益。

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