建筑工程地下室結構設計分析與探討

王號

【摘要】隨著經濟和建筑行業的快速發展，我國科技技術以及建筑技術的不斷發展，人們對建筑各個環節的質量要求也日漸提升。建筑地基基礎及地下室結構設計直接決定了建筑整體的實際質量，本文將針對建筑地基基礎及地下室結構設計疑難處理進行詳細的研究。

【關鍵詞】建筑工程;地下室結構;設計分析

目前，隨著國民經濟的不斷發展，越來越多的建筑開始將地下室設計納入整個建筑結構設計范疇。通過合理的地下室設計，不僅可以消減地震對上部建筑結構的影響，而且還可以提高地基承載力。地下室的設計問題直接影響著建筑造價和其正常使用。為此，本文圍繞建筑結構地下室設計問題展開了探討。

1、當下建筑地下室結構的設計特點

近年來，我國建筑規模不斷擴大，地下室的性能也逐漸多樣化。從最初簡單的存儲性能到目前的地下停車場多功效構造的配合，如大型商業區和民防項目，這些功能需要適合、更高設計準則的基礎架構。需要設計者不僅具備更專業的設計水平，并且具備前瞻性的設計理念。建筑物的地下結構設計是整個建筑設計的基礎，因此，建筑物地下結構設計的重要性對建筑的設計和使用功能非常重要。

2、分析地下室設計中存在的問題

2.1分析相關人防地下室的問題

對人防地下室的設計，需要尤其關注人防結構截面的最小取值。設計應與國家標準完全相符，混凝土厚與頂板最小防護厚度均必須能防護建筑面層。此外，還必須充分考慮人防構件荷載取值問題和控制底板荷載問題。由于地下室也會用于防空，在對核爆炸荷載進行分析時，應借助等效靜荷載法來展開計算。另外，在進行人防地下室的設計時，還應考慮人防底板荷載的控制功能。

2.2分析沉降不均勻問題

為了解決地下室中的沉降不均勻問題，可人工處理地基，進而降低地基沉降。對主體結構中的沉降不均勻問題，可通過樁基礎或主體部分結構或整體基礎可以降低最終沉降量。與此同時，還可發揮基礎形式的作用和優勢，展開相關計算，進而確定最終的設計。

3、建筑工程的地下室結構設計分析

3.1關于結構選型的設計

地下室的結構設計，不僅要保證結構具有足夠的抵抗側力的剛度，而且要確保其具有較強的承載力，使結構在水平作用力的作用下產生的側向位移值在允許范圍內[2]。應整體權衡和分析結構的適用性和安全性等因素，宜選用框架結構形式，由混凝土框架結構承載縱向力和側向力?；炷量蚣軕哂休^強的剛度，在滿足建筑整體功能的前提下，降低平面扭轉對結構的影響。平面設置要相對簡單、規則，使荷載均勻分布。本工程地下室的結構形式在主樓區域同主樓的上部結構，將主樓的框架-核心筒結構貫穿至基礎;裙房部分和純地下室部分為鋼筋混凝土框架結構，可以從整體保證結構的連續與穩定[3]。由于基礎工程的造價占據整個建筑總造價的很大比例，對地下室基礎進行選擇時，要充分考慮地基承載力，且要考慮整體的安全可靠性和經濟合理性，避免大體積混凝土的收縮和溫差裂縫以及整體的不均勻沉降。

3.2地下室抗震結構

在我國現代建筑設計中，更加注重建筑的抗洪、抗震等多種因素。尤其是針對地震頻發的地區來說，建筑地基基礎設計更加注重的建筑的抗震能力。在我國城鎮化進程不斷推進的當下，很多高層小區、高層建筑，針對此種建筑更應該重視建筑整體、地下室的抗震性能。地下室的抗震設計作為地下室結構設計中最為重要的關鍵結構，與地下室的深度、地下室的墻壁結構、地下室材料等各個內容都有著非常緊密的聯系。建筑師在開展地下室建筑與設計的過程中，必須要嚴格的結合地下室的設計圖紙，把握地下室建筑工程的實際地勢、地理構建情況，結合科學的地下室墻壁加固工藝，確保地下室的墻壁、地下室深度的標準化，使地下室的抗震能力實現標準化。此外，地下室的頂板和上層建筑必須要緊密、牢固的緊貼在一起，必須要保障建筑地上部分的抗震等級是二級，此外，還應該保障建筑地下室部分的抗震等級也達到二級，確保地震發生時，地下室整體抗震的穩定性，避免地震導致重大災難事故出現。

3.3外墻結構設計

在設計地下室外墻結構時，應深入分析其靜止土的實際壓力系數。如果靜止土壓力沒有試驗條件，則應根據工程標準，選用粘性土或砂土來幫助設計。并在設計外墻配筋時，按照固定支座（即底板用作墻的嵌固端）設計底部，側壁底部和鄰近底板的彎矩相同，底板抗彎能力應比側壁大，其厚度匹配配筋量。在地下車道中，存在這方面最為典型的問題。車道側壁采用懸臂構件，其底部抗彎能力應小于底板。如果地面層的開洞部位（比如樓梯間）具有的外墻頂部沒有樓板支撐，則配筋構造及計算模型都需要完全符合實際情況。

3.4地下室頂板結構

地下室頂板結構是與建筑上層連接、貼合的位置，其實際質量直接決定了上層建筑與地下室的實際質量，對于建筑整體都起到了重要的影響。所以在開展地下室頂板結構設計的過程中，需要嚴格的針對建筑整體的內容進行詳細的分析，統籌建筑整體的各項環節，充分的考慮建筑管線的高度和保護土層等基礎要求。地下室頂板結構必須要保障一定的承載力，通過合理的計算與分析，得數建筑標準化的承載數值，結合建筑的實際高度、性能、建筑特點、外部環境、可能預見的惡劣氣候特點等內容，確保地下室頂板的實際稱重和承載能力。針對一些特定的建筑功能，緊密的結合地下室的防爆能力，提升地下室的穩定性。地下室設計人員還應該的注重頂板設計中存在的漏洞，嚴格的統籌多種因素，切實的針對頂板設計中不合理的結構進行精確的分析并彌補，確保地下室頂板設計的科學性、合理性。

3.5基坑支護設計

基坑支護設計應和地下室結構設計同步進行，進行基坑支護需要提前做好防水帷幕，為地下室施工提供安全可靠的施工環境。另外，應根據相關規范要求確定基坑開挖和打樁的先后順序，全面考察周邊建筑物、構筑物和整體作業環境，對于一些不利因素，應采取一定的安全防護措施。

3.6設計平面結構

對地下室進行設計時，采光通風井的外壁和頂板必須保持一定的距離，避免破壞地下室的穩定性。由于建筑物的整體需求，地下室中通常會存在結構超長問題，外界環境較易影響加長結構尺寸，而形成裂縫，降低整個建筑物的強度。因此，在進行設計時，必須實施防裂縫設計。此外，還要注重地下室頂板結構的設計，全面考慮覆土厚度、設備管線和消防車荷載等因素，精確計算頂板的實際承載力。與此同時，在最初設計地下室平面結構時，還應綜合考慮建筑的人防要求，并根據其用途，綜合設計防水安全通道、采光及通風等。

結語：

總而言之，建筑地基基礎及地下室結構設計不僅決定了地下室的質量，而且對建筑整體起到了重要的影響。在實際開展建筑地基基礎及地下室結構設計的過程中，必須要嚴格的結合建筑的實際設計要求和地勢地形、潛在氣候環境影響，合理的針對地下室的各個環節進行科學的設計。保障地下室各個環節的承載力和建筑質量，促進我國建筑工程設計工作不斷發展。

參考文獻：

[1]方巽科，吳映棟，王玉松，等.既有地下室結構抗浮加固技術探討[J].浙江建筑，2018，35（8）：17-20.

[2]魯昂，閻鐘巍，尤天直，等.建筑地下室抗浮設計若干問題探討[J].建筑結構，2017，47（S1）：1142-1145.

[3]趙芯.關于建筑物地下室結構設計的探討[J].低碳世界，2017（36）：212-214.