建筑工程地下室結構設計分析與探討

文/楊德初 云南世紀陽光建筑設計有限公司 云南昆明 650000劉坤朋 昆明市建筑設計研究院集團有限公司 云南昆明 650000

建筑工程地下室結構設計分析與探討

文/楊德初 云南世紀陽光建筑設計有限公司 云南昆明 650000劉坤朋 昆明市建筑設計研究院集團有限公司 云南昆明 650000

就我國目前的建筑水平現階段，地下室已經成為一般高層建筑都必有的設計部分。當今的建筑技術及設計水平呈逐年進步發展的趨勢，建筑地下室的設計層數，也隨之不斷增加。在建筑設計中，地下室部分是相對較為難且重要的一部分內容。這使得建筑地下室的結構設計，越來越成為建筑設計過程中不可或缺、至關重要的一部分。

建筑工程；地下室；結構設計

一、地下室結構設計的特點要求

1、地下室地的主體結構設計主要有:頂板、外側墻、底板等一些構件。

2、孔口防護設計，其中包含地下室的出人口的防護與消波系統，其出人口的設計包括對防護密閉門的選用、門框墻、臨空墻的計算等，而消波系統則是對防爆破活門的選用和擴散室(箱)的設計。

3、我們在對地下室進行結構計算時，其與上部結構是否進行一起計算，這種情況對于其計算的結果會產生較大的影響，地下室的底板多做為整體結構的基礎，所以我們在進行結構設計時應該考慮其地基所產生的反作用力，而地下室的頂板做為建筑工程的重要組成部份，需要考慮組合完成后的靜荷載，而其外墻則需要考慮來自于側向的水、土的水平作用組合。

二、建筑地下室結構設計的主要內容

通過以上建筑地下室結構設計的分析，我們認識到現代建筑地下室結構設計的幾大特點。作為從事建筑地下室結構設計的工作人員，在工程設計額過程中就要切實掌握如下要點：

1、平面結構設計

在建筑地下室的平面結構設計當中，我們要做到注意其承重力以及空間的合理布置，這一點是在建筑地下室設計中的關鍵點之一，但是此一關鍵點存在的影響相對比較小。如：在民居的設計當中，地下室的設計就應當最大程度地壓縮各個房間的空間大小。以便分割更多的地下室房間，使建筑地下室的實用價值最大化。而酒店賓館等的地下室設計首先考慮的是停車場的設計。這就要求在保證地下室的承重能力符合要求的情況下，最大程度地體現空間大結構設計。建筑地下室的平面結構的設計，要在綜合開發商的建設意圖、建筑物的承重能力及其功能等三方面的基礎上進行，從而以保證該設計理念的功能性、科學性及合理性。

2、抗滲抗浮性能設計

抗浮現象一般不會出現在地下水位較深、埋藏較淺的地下室。裙房與地下室作為高層建筑的重要組成部分，在地下室埋藏深度較高等情況下，將出現抗浮問題。通常情況下，高層建筑設計都會對基坑坑底設計標高加以重視，在有效提升的基礎上，對抗浮防水位進行相應程度地降低。高層建筑基礎底板一般選用兩種形式的基礎：平板式筏板、梁板式筏板。在抗浮設計中，與平板式筏板基礎重量相比，應確保梁板式筏板基礎填覆土重量與其具有一致性，但在設計中，應確保梁板式筏板基礎具有較高的高度，在兩者基頂標高相同的前提下，相比基礎埋深，埋藏深度多的為梁板式筏板。以此提升抗浮水位，相比兩種基礎，在抗浮水位控制中，應選用平板式筏板基礎。

高層建筑設計中樓蓋主要采用寬扁梁的形式，在1：22與1：16的范圍內有效控制樓蓋的截面高度和跨度，通過寬扁梁的廣泛運用，可有效降低地下結構層高，進而實現抗浮設計的目標。提升地下室層高是處理地下室抗浮的最常用方式，該方法的運用，將對地下室重量進行相應程度的增加，為此，在設計過程中，必須充分考慮地基土承載能力。在對高層建筑主體結構地基承載力進行有效提升的同時，應重視地下室層高問題，通過增加主體結構埋置深度，有效提升地基承載力。

增加基礎底板厚度、頂面覆土厚度與頂面為基礎配重增加的主要方式，利用加大基礎配重的方式，可快速解決抗浮問題，但該方式必須提高埋置深度，這種情況下將增加地下室抗浮設防水位高度，由此可見，該方式在抗浮設計中應用較少。在基坑坑底標高不變的情況下，通過地下室頂板厚度增加，也可以達到地下室重量加大的目的。這種方式應用中，一般不進行次梁設置。

3、頂板結構的設計

頂板部分是地下室連接上層建筑的粘合部位，地下室頂板的設計十分重要。頂板設計要在充分考慮科學高度的基礎上進行，并且要充分考慮對土層的保護。頂板設計更是關系到地下室及其上層建筑整體功能的協同性。準確地計算取得的地下室承載能力的數值，要充分考慮到設計中可能存在的各類干擾因素。某些功能性的建筑物，其地下室結構設計還必須要考慮到防爆能力。以保證能夠抵御爆炸沖擊下帶來的壓力，很好地穩定整體建筑。設計者必須充分考慮地下室頂板設計存在的各類因素，以避免設計漏洞，引發嚴重后果。

4、外墻結構的設計

混凝土、水、鋼筋的比例問題是地下室外墻結構設計的重點。建筑地下室外墻承受著來自兩方面的壓力：分別是豎直方向的力和水平方向的力。豎直方向的壓力是指：上層建筑本身質量所帶來的壓力；水平方向的壓力是指：由來自橫向土層的擠壓力。此外，地下室還要能夠承受自然災害給帶來一定壓力。設計理念中就必須充分考慮到建筑地下室將要承受的各類外在壓力情況，從而科學的設計以增強多種外力情況下的荷載能力。

5、抗震設計

由于我國是一個地震多發的國家，每當有地震發生時，給我國所造成的傷害是非常巨大的，不僅嚴重影響我國經濟建設的快速發展，更為重要的是我國有很多的人們而因此犧牲寶貴的生命。因此，在對建筑地下室結構進行設計的時候，一定要做好抗震方面的設計工作，確保我國建筑地下室具有更好的抗震性能。

在對地下室結構進行抗震設計的時候，首先需要確保地下室的構造具有足夠的深度，對于越是高和大的建筑，越要確保地下室的埋藏深度更深，這樣才能確保地下室結構和整體建筑具有足夠的抗震性能。其次，為了提高地下室結構的抗震強度，還需要使用抗震強度較大的施工材料進行施工。與此同時，在整個地下室工程的施工過程中，需要嚴格地按照設計圖紙來進行施工，并且需要采取有效的加固措施對地下室的墻壁進行有加固處理，以確保地下室的抗震能力達到預期的標準。

最后，在對地下室結構進行設計的時候，一定要確保地下室結構的抗震等級。比如說建筑工程的地面上建筑結構的抗震等級是三級，那么地下室結構地下一層的抗震等級至少也得是三級，地下二層及以下可以降低到四級。

6、結構設計超長情況的處理

在某些情況下，地下室的結構會出現超長的情況。這種情況對地下室工程的質量造成一定影響。有必要采取相應的處理方法以規避弊端。建筑地下室結構易在環境本身帶來的壓縮力下，造成裂縫現象。

一般情況下，可采取增設后澆帶的方法或采取在混凝土中摻入微膨脹劑的技術手段，并同時做膨脹加強帶設計，提升鋼筋混凝土抗拉力等方法來預付地下室在結構超長情況下產生的裂縫現象，從而以保證建筑地下室的工程質量。

結語：

綜上所述，建筑地下室結構的設計在建筑工程設計中舉足輕重且較為復雜。建筑地下室結構設計是否具有科學性、合理性，對建筑的工程質量以及工程造價、建筑結構安全等各方面有直接影響。建筑設計者在考慮設計方案時，必須充分考慮到各類影響因素的存在，并通過一系列合理可行的技術手段，來進行優質的設計，以提升建筑質量，增強整體建筑的穩定性和實用性。

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