论高层建筑地下室结构设计

俞晓强

摘要：本文作者针对现代社会高层建筑的地下室在进行结构设计的时候要考虑的相关因素进行分析，提出了自己的见解。

关键词：高层建筑；地下室；结构设计

随着经济的发展，我国地下室建筑量也在增多，对于高层建筑来说，进行地下室设计存在着一定的有利之处，也存在着一定的危险性。有利之处是指地下室能够提高高层建筑的承载力，不利之处主要是指如果地下室结构设计和施工不合理就会给主楼建筑质量带来不良影响。尤其是对于高层建筑来说，地下室工程所涉及到的内容非常广泛，因此，对设计者也提出了较高的要求。高层建筑中地下室结构的设计中存在着较多的细节问题，在设计过程中一定要精细化研究和设计。随着我国城市化进程的加快，我国土地资源越来越紧张，各个建筑单位都在寻找办法充分利用土地资源，提高自身的经济效益，而地下室的构建就是充分利用土地资源的表现之一。但是，在地下室建设中结构设计质量直接关系到了工程的施工质量，因此，为了保证高层建筑地下室建筑質量，我们要严格把握好地下室结构设计的质量。

1 荷载的设计

高层建筑的地下室结构中的荷载因数一般有水压力、核爆动荷载、地下室的自身重量以及土压力。根据相关的规范的规定，设计不同功能的地下室时要根据其自身的不同位置所拥有的不同的结构特征，来设计相应的荷载组合。高层建筑地下室的不同部位所包含的荷载组合也不相同，但其总共要涵盖这些方面：顶板部位以及顶板在侧墙的竖向造成的静荷载和核爆动产生荷载的标准值；地下室外墙以及地下室上方的自身重量的标准值；核爆动产生荷载造成侧墙横向土压力、水平方向水平移动的荷载标准和水压力；内承重墙以及上部建筑自身的重量的标准。要注意对战时顶板的核爆动和日常不同楼层活荷载的标准值增加的总量进行比较，而且要通过荷载值较大的来对其进行控制。地下室的墙身和上层建筑物的自身重量的标准值、顶板部位传导出的静荷载的标准值以及底板位置核爆造成动荷载的标准值等几个方面共同构成了顶板基础的总的荷载。在进行有防空功能的高层建筑地下室荷载组合时，要以使核爆产生动荷载作用的解决为前提，来判断是否有静荷载的共存。

2 顶板的设计

在高层建筑中地下室的顶板有着非常重要的作用。它因自身所具有的强大的刚性特质而充当着支撑上层建筑的支座的作用。而顶板的刚性越好，其支座作用就越明显，故而，我们在选择地下室顶板时要确保其沟渎不能小于16厘米。

按照相关规范的要求，在将顶板嵌固成为地下室的上部的结构时，我们应该特别注意对相关材料等等的选择和使用，通常情况下要考虑到混凝土是否达到了需要的强度的级别、楼板是不是足够的厚、楼层的侧向的刚度够不够大、板配筋率是不是合格等问题。同时要确保地下室的设计层数不低于两层。同时，为了达到相关规定的要求，我们要将梁板结构作为在地下室中承载上层建筑结构嵌固的相应楼层顶部楼盖。因此，地下室的总深度和层数与上述的各种因素是息息相关的，在相关的设计人员设计建筑物地下室的结构时应该对各方面的因素进行的综合。在计算地下室的结构中，应该由上向下开始算起，一直到符合要求地下室底板和楼层为止，而在由下向上开始算起的建筑物剪力在墙底部位的加强区域层数时，则要将地下层区域考虑在内。

3 外墙的设计

在计算地下室的外墙时，要对其弯矩进行相应的调幅，并对其的荷载的分项系数、固定支座进行充分的考虑、对层数较多的地下室进行相应的多跨式的持续计算，同时要保证外墙底部的弯矩和其挨着的底板部位的弯矩程度一致。并且要保证底板配筋量和它的厚度相适应，最常出现这种问题的是地下车道，在对车道的侧壁进行设计时要选用悬臂式构件，并且要保证侧壁底部的抗弯性能不能与底板的相同，一般都要确保其稍微的小一些。由于地下室外墙和车道靠的很近的，所以要保证车道的底板位置处在外墙的中间位置，并要求在进行相应的计算分析和构造设计时通常要与外墙保持差异化。一般情况下高层建筑地下室外墙的计算都是按照单向板的方式来进行其配筋的计算的，但是在外墙的垂直方向拥有较大截面的外墙扶壁以及使用混凝土材质的内墙与外墙板块相连的情况下要按照双向板的方式来对它的配筋进行准确的计算。由于外墙在竖方向的荷载较为弱小，因此在设计时要在一定程度上加大其扶壁柱的内外两侧的主筋，并按照扶壁柱的实际截面大小，来对外墙进行合理的设计，同时要保证其在水平方向钢筋的受力情况能达到配筋率的最低标准。同时要对高层建筑地下室的外墙所产生的裂缝的宽度进行准确的计算，要保证其裂缝是断开的，而且不能小于等于0.2毫米。

4 底板的设计

对于地下室的底板我们有着更高的要求，它首先要达到相应的受力条件，同时还要具有防水和抗渗漏的功能，所以，在对高层建筑的地下室进行设计时，一定要保证地下室的底板要足够的厚，通常我们使用的底板要保证有四十到六十厘米的厚度，而且它的配筋也不能过小，通常使用的较为合适的配筋率为百分之零点二五。

通常在对地下室的梁进行设计时要以底板标高的真实的改变现象为依据，同时要确保底板的厚度要大于或至少要等于梁的宽度。并且要准确的计算出将板支座的弯矩成功的传导到梁的位置所需要的具体的抗扭钢筋的数值。另外所谓的桩承台其实就是桩阀和桩箱的底板，对与它我们也有着非常严格的要求，合格的桩承台要相应的抗弯能力和局部承受压力的能力，同时还要符合地下室对其在冲切、剪切等方面的需求。

5 抗渗控制

断裂带是混凝土经常会在建筑工程中出现的一种不好现象，为了有效的防止这种现象的发生，，我们通常采用如下的方法来实现抗渗的效果：一是对混凝土进行补偿性收缩；二是使用膨胀带；三是使用后浇带；四是加强混凝土抗拉效果。

6 垫层与保护层的厚度

根据相关规定，高层建筑物防水性混凝土的底板垫层应该大于等于十厘米和C15的厚度，土层软弱的其厚度应该大于等于十五厘米。防水性混凝土的结构在厚度上应该超过二十五厘米。

7 结束语

当今社会土地资源十分有限，因此对于现有的资源一定要进行充分的利用。对高层建筑进行地下室设计能有效的增强对高层建筑的使用功能。地下室是现代社会高层建筑的主要构成之一，因此，在对其进行设计的时候一定要对其稳定性、安全性和功能性等多方面进行全面的考虑。

参考文献：

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[3] 袁军川.浅谈地下室设计中需注意的问题及对策[J].科技传播.2017，（11）.

[4] 张显恩，黄自彰.地下室结构设计常见问题及处理措施[J].科技创新导报，2016，（20）.

（作者单位：西宁市工程咨询院）