高層建筑地下室結構設計要點分析

摘 要：近年來我國高層建設已成為國內建筑的主流趨勢，而且在高層建筑中地下室是必不可少的一部分，但由于高層建筑垂直高度較大，上部荷載大，基礎埋深較深，這就使地下室結構設計較為復雜，一旦設計不合理，不僅會影響到建筑物的正常使用功能，而且還會對整體工程的造價帶來較大的影響。同時在設計過程中還要特別注意地下室結構抗?jié)B問題。文中分別對地下室混凝土澆筑設計、框架剪力墻結構設計、抗震結構設計和預應力無梁樓蓋設計進行了具體的闡述。

關鍵詞：高層建筑；地下室；結構設計

前言

高層建筑地下室結構設計主要包括地下室的混凝土澆筑、框架剪力墻結構、抗震結構設計預應力以及無梁樓蓋的設計，而且在設計過程中，還需要對地面及高層建筑的整體性進行充分的考慮，同進還要確保地面的承載力，而且對于施工過程中混凝土裂縫也要進行有效的控制，通過設計的科學性及施工合理性來確保地下室結構的安全性和穩(wěn)定性。

1 地下室的混凝土澆筑設計

1.1 注意混凝土的配合比

在進行地下室混凝土澆筑設計過程中，對于轉換層澆筑所使用的混凝土，其強度等級應為C40，而且需要利用商品性混凝土來進行澆筑。在混凝土配制過程中，往往會選擇C43的普通硅酸鹽水泥，主要是由于該水漲的穩(wěn)定性較好，具有較強的保水性，而泌水性較小，對于泵送混凝土具有非常好的適用性。在進行混凝土配制過程中，需要對粗細骨料的用量和質量進行嚴格控制，同時為了能夠降低水泥的使用量，則需要摻入適量的粉煤灰，這樣可以有效的對混凝土的和易性進行改善，同時還要使水泥水化熱現(xiàn)象得以降低，對混凝土的溫度裂縫進行有效的控制。同時為了實現(xiàn)對裂縫的有效控制，也可以通過向混凝土內摻入6%的微膨脹劑來降低混凝土的收縮現(xiàn)象發(fā)生。在對混凝土前期強度提升時，則可以利用適量的緩凝早強減水劑來對混凝土的初凝時間進行控制。另外在混凝土配合比中還需要控制好混凝土的坍落度和水灰比。

1.2 澆筑的過程中要注意一些事項

首先，需要對混凝土的入模溫度進行有效控制。特別是在夏季進行混凝土澆筑施工時，由于天氣炎熱，為了實現(xiàn)對混凝土溫度的有效控制，可以在混凝土攪拌時加入冰塊進行降溫，同時泵送混凝土的管道可以利用苫布等遮陽設施進行覆蓋，做好防曬處理，這可以在一定程度上對混凝土入模溫度進行有效的控制。

其次，控制好澆筑時間。在進行混凝土澆筑過程中，為了有效的避免冷縫的出現(xiàn)，則需要確保混凝土澆筑的連續(xù)性，而且在澆筑過程中不僅需要控制好澆筑的厚度，而且還要嚴格控制振搗的時間，避免出現(xiàn)超振或是振搗不足的情況。

最后，設計結構體系。在進行混凝土結構體系設計時，盡量選擇規(guī)劃的混凝土結構平面正式成立，而且還要對混凝土結構剛度保持其均勻對稱性，無論是平面長度還是重要部位都要確保其具有較好的凹凸性。當進行超長結構設計時，需要確保其在五十米以上，同時需要在澆筑完成后要做好一系列的防裂措施，可以利用膨脹帶、膨脹混凝土或是后澆帶等來進行裂縫的預防。

2 框架剪力墻結構設計

在進行框架剪力墻結構設計時，盡量以雙向抗側力體系為主，而且主體結構構件也要避免出現(xiàn)鉸接的情況，在雙向主軸方向利用剪力墻，同時對框架柱和梁中線之間的偏心距離進行控制，確保梁與柱與剪力墻的中線能夠重合在一起。

在進行剪力墻布置時，對于平面形態(tài)凸凹程度較大時，則需要將剪力墻布置在凸出部分的端部。而且在布置時需要確保剪力墻分布均勻。對于較長長度的剪力墻在布置時，由于單片墻剛度接近，所以需要在洞口和連梁位置進行雙肢墻或是多肢墻的設計，而且單肢墻和雙肢墻的墻肢長度不宜超過8米，還需要對每段剪力墻底部承受的水平力所產(chǎn)生的剪力進行控制。在進行縱向剪力墻布置時需要將其設置在單元結構中間位置，特別是當房屋縱向長度較大時，這時就更不宜將縱向剪力墻的布置集中在兩端，以免澆縫時混凝土地收縮應力對一些平面部位帶來不必要的影響。在進行室內保溫處理時，還需要注意到溫度變化所可能會對剪力墻所帶來的影響。在剪力墻設計時，還需要控制其間距不能過大，橫向剪力墻布置時當剪力墻之間的樓蓋開動較大時，則需要減小剪力墻之間的間距。在進行縱向剪力墻布置時，則避免將其集中在兩個頂端的位置。截面的中心位置需要與剪力墻上面的洞口位置相對，而且還需要控制好洞口到柱邊的距離，需要確保洞口上下對齊，對上現(xiàn)洞口之間的高度進行控制。

3 抗震結構設計

在進行抗震結構設計時，為了更好的增強高層建筑的抗震性能，則需要盡量設計較多的橫墻，而且橫墻之間的間距也盡可能的小，這樣才能使房屋的空間剛度變大，從而提高房屋的抗震性。在進行設計時，對于砌體房屋，則對其承重結構體系選擇時，則需要利用橫墻或是橫墻與縱向共同承重的方式。而且在進行橫縱墻布置要做到均勻對稱，平面方向對齊，縱向方向確保上下連續(xù)，不允許有不規(guī)劃形態(tài)及突然變化的情況發(fā)生。

防震縫應該沿著房屋的全高進行設計，它的兩側應盡量設置為墻柱或者是墻體，基礎之上可以不設置防震縫。防震縫的長度應該根據(jù)設計的烈度以及房屋的高度決定，沉降縫與伸縮縫的具體尺寸應以抗震縫為主。在進行設計地震抗剪力分配時，可以按照剛性的樓蓋進行考慮，也就是縱向的抗震墻分擔的地震剪力按照縱向墻體的抗側剛度比例分配。

在地震發(fā)生時，其對高層建筑所帶來的破壞往往就是集中在幾種位置。所以需要在設計時需要給予充分的注意，采取科學有效的抗震構造措施來確保抗震性能的提升，同時還要確保施工的質量，從而有效的提升高層建筑的抗震能力。

4 預應力無梁樓蓋設計

無梁樓蓋的設計一般需要采用彈性理論的計算方法，也就是等代平面框架法，這種方法就是將整個結構按照橫縱柱的方向列為框架梁以及框架柱，然后通過框架梁的寬度進行有效的取值。在進行空間分析的過程對水平荷載下等代框架運算時，只考慮結構的平移，不需要對扭轉進行考慮。對于肋梁，肋梁的劃分不能過粗，也不能過細，要充分考慮到肋梁所在位置以及它需要承受的預應力，其次對負彎矩進行調幅時，應綜合考慮到在垂直荷載下空間框架對柱上板的影響，在垂直荷載滿足條件的基礎之上，要適當?shù)脑黾诱{幅系數(shù)。對于柱上板帶支座截面的配筋，應該與它的彎矩分布一直，在設計的過程中要在柱寬以及每邊大約1m厚的范圍之內進行集中配置，它的配筋量也不得少于柱上板帶配筋總量的一半，非幾種配筋區(qū)域的配筋率也不得少于附近的跨中板帶。

5 結束語

高層建筑地下室結構設計具有復雜性，而且需要考慮的因素也較多，所以在設計過程中需要做到科學性和合理性，同時還要對施工質量進行嚴格控制，從而確保地下室結構的安全性和穩(wěn)定性，使整體建筑的設計水平達到規(guī)定的要求，確保打造出精品的高層建筑。

參考文獻

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