关于建筑地下室结构设计的分析

王建明

【摘要】作为建筑地下室结构设计人员，必须切实加强对地下室的设计。因此，做好建筑地下室结构设计工作非常必要。本文首先分析了建筑地下室的结构设计现状，继而分析了地下室的结构具体设计，最后提出了地下室结构设计的注意要。

【关键词】建筑工程 地下室 结构设计 现代建筑

引言

由于城市化的快速发展，城市空间需求不断增加。而城市里空间有限，这就造成建筑物越建越高，地下部分也越来越深。为了切实加强建筑工程质量的提升，不断强化建筑地下室的施工质量，就必须切实加强对其结构的设计，从而通过结构设计不断地强化其功能，并尽可能地确保设计的科学性，进而确保整个地下室结构的施工质量。

一、建筑地下室结构设计现状

地下室工程牵涉到的专业领域非常广、专业知识相对复杂，因而对于设计人员的素质有着较高的要求，但是目前的设计师并不是都具有这样的要求。一些设计人员拥有着较多的设计经验，但是往往没有经过系统的学习，不太能够跟上目前设计行业发展的形式。而一些刚刚毕业的大学生，尽管经过系统的学习，但是其缺乏相应的设计经验，在地下室结构设计过程中往往会存在不少的疏忽。在地下室设计过程中，应该将地下室的各种功能和特点考虑进去，尽量满足地下室的通风、排水等多个功能。使各个功能之间相互配合，以达到最好的效果。

二、建筑地下室结构的设计内容

2.1在整个建筑上部结构中，地下室顶板是一个水平的约束支座，其刚度的大小直接决定着其约束作用，所以设计的地下室顶板的厚度一般需要大于160毫米，且顶板的厚度应符合人防的需要，若将其作为上部结构的嵌固端，还应严格按照建筑抗震设计规范中的有关规定，针对性地确定混凝土的强度和楼板的厚度以及配筋率和侧向刚度等均应满足于设计的需要。此时地下室的层数往往不能低于2层，并在设计过程中将其设计成梁板结构，在结构计算过程中，必须满足往下算到符合嵌固端要求的地面往上计算，且应将地下层纳入其计算范围。

2.2现代建筑地下室外墙结构的设计要点在对地下室外墻结构进行设计时，其设计要点就在于荷载、静止土的压力系数、外墙配筋等。而对静止土的压力进行计算时，主要是利用专业实验对其压力进行确定，而在有时候往往无法满足实验条件，这就需要切实加强对沙土压力的控制，且应确保求处于0.34～0.45之间，若为黏性土，其压力就应在0.5～0.7之间。而在外墙配筋进行设计时，若不能根据扶壁尺寸对外墙配筋进行计算，那么就应通过双向板计算外墙配筋，而且利用单向板对其他部分进行计算。这主要是由于扶壁柱的双向荷载较小，此时还应在内外侧适当的增加主筋。

2.3在实际设计时，主要是就应对地下室结构水平的地震作用进行计算以及地下室结构的内力设计值、砼的强度等级以及抗震等级和框架柱的设计等工作的开展，并在设计过程中严格按照建筑抗震设计规范进行，如果属于高层建筑，还应针对性地将其抗震要求提升。一般而言，在抗震设计中，应切实掌握以下设计要点：

1）超层底层大空间的抗震墙结构一般为框支剪力墙，所以为了确保其抗震性能，就必须切实加强对剪切比刚度的控制，而转换层的上下结构剪切刚度比应为1，且转换层下以下的每一层的刚度加大，这才能确保在遇到强烈地震时仍处于良好的弹性状态；

2）根据剪切刚度比进行控制和对框支层采取加强措施之后，薄弱层就会转移到转换层之上，所以转换层设计时，以上相邻的每一层都应根据剪力墙的底部对其进行处理，且加强的层数应不得大于两层；

3）对于框支层而言，必须对其剪力墙采取提高延性的措施，比如将分布筋的配筋率适当的提升，并在角部相应的增加型钢；

4）框支柱延性和变形能力应尽可能地提升，最好是将其设计为钢筋砼柱；

5）为了将转换层位置的高度降低，可采取箱型结构转换层；

6）由于抗震规范对设置的框支抗震墙结构在框支层数方面存在限制，所以应尽可能地加强框支层承载性能和刚强度，才能在强震下确保其处于良好的弹性状态。

2.4现代建筑地下室的抗浮抗渗设计要点由于有时候工程所在地的地下水水位较高，所以如果建筑的地面楼层较低时，就应加强对其进行抗浮计算，按照荷载规范对其强度进行计算，一般应取的荷载分项系数为0.1，且在整个设计过程中充分考虑地下水水位的高度和变化的幅度，同时在考虑使用极限的同时还应结合施工及洪水期等因素，导致抗浮设计不足而引发局部破裂的问题。

1）补偿收缩混凝土。在混凝土中掺入UEA、HEA等微膨胀剂，以混凝土的膨胀值抵消混凝土的最终收缩值，当其差值大于或等于混凝土的极限拉伸时，即可控制裂缝；

2）膨胀带。混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会完全补偿混凝土的早期收缩变形，而设置补偿收缩混凝土带可以实现混凝土连续浇筑无缝施工。根据工程实践，一般超过60m设置膨胀加强带；

3）后浇带。后浇带作为混凝土早期短时期释放约束力的一种技术措施，较长久性变形缝已有很大的改进并被广泛应

4）提高钢筋混凝土的抗拉能力。混凝土应考虑增加抗变形钢筋，如侧壁增加水平温度筋，在混凝土面层起强化作用；侧壁受底板和顶板的约束，混凝土胀缩不一致，可在墙体中部设一道水平暗梁抵抗拉力，并在采取以上措施时还应注意混凝土的养护。

三、地下室结构设计过程中的注意要点

3.1地下室保护层极其垫层的厚度在实际的施工过程中发现，如果对于地下室中的迎水面钢筋保护层厚度过小，往往会在实际的使用中出现渗水等现象。因而在进行设计时，一定要注意对于迎水面的钢筋保护层厚度。应当确保其大于等于50。

3.2地下室的结构长度过长目前，对于地下室结构过长的问题，一般多采用以下几种解决方法。

1）在地下室设计过程中加设后浇带，一般的后浇带其宽度约为80-1000。左右即可。当地下室结构长度大于50m时，就有必要设后浇带了。

2）有时候地下室的长度尽管较长，但是其并没有超出太多，不需要设后浇带，可以在设计时采取一些相应的措施来减少收缩应力。

3.3地下室的不均匀沉降在我们的日常设计过程中，多采用以下几种方法来解决这一问题。

1）对于低层裙房，采取独立的基础来进行建筑，也可以在其地层加装交叉的基梁。对于高层建筑，则采用整体的筏基作为基础。

2）对于低层裙房，采用天然地基，而高层主楼下地基进行地基处理，以达到对于两者之间的地基沉降加以控制的目的。3）在高层以及地层建筑之间以桩基进行调整，以两者之间的桩基来调整两者之间的沉降差。

4）在主楼沉降以，后用大底盘变厚度筏基浇带设在距主楼边柱的第一跨或第二跨内，其位置尽量布置于与主楼相邻的第二跨的1/3跨间处时，从而最大化利用裙房基础来扩散主楼的荷载，降低主楼地基的压力。

结 语

在地下室各种荷载选用中，一定要以建成后的现场实际情况为依据在满足各种受力情况在地下室各种计算系数的选用中，一定要符合现场的实际情况。作为新时期背景下的建筑地下室结构设计人员，首先选用各种荷载，保证各种系数正确无误。其次，要有正确的结构计算方法及正确构造设计，这样才能保证地下结构的安全经济、适用，才能更好地确保整个建筑地下室结构设计的合理性，进而确保整个建筑结构设计质量的同时促进工程质量的提升。

参考文献

[1]向明景.试论建筑地下室结构设计[J].城市建筑，2014，

[2]白翔.高层建筑地下室结构设计问题探讨[J].科技创新与应用，2014，（27）.

[3]李享，谭素群.地下室结构设计中的若干问题「J]山西建筑，2012（11）.

[4]王贵生，刘党科.关于地下室设计的若干问题「A]土木建筑学术文库[C]，2013.