建筑地下室結構設計分析

摘要：隨著土地資源的日益稀缺，越來越多的建筑工程中設置了地下室結構，作為建筑地下室結構設計人員，必須切實加強對地下室的設計。文章基于這一背景，首先就現代建筑地下室結構設計特點進行了概述；其次就建筑地下室結構設計內容進行了分析；最后對全文進行了總結，旨在不斷強化建筑地下室結構設計水平。

關鍵詞：建筑工程；地下室；結構設計；現代建筑；工程質量 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU208 文章編號：1009-2374（2015）15-0115-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.060

在建筑工程中，地下室是一項十分重要的內容，為了切實加強建筑工程質量的提升，不斷強化建筑地下室的施工質量，就必須切實加強對其結構的設計，從而通過結構設計不斷地強化其功能，并盡可能地確保設計的科學性，進而確保整個地下室結構的施工質量。

1 現代建筑地下室結構設計的特點

近年來，隨著我國建筑規模的不斷擴大，地下室的功能也呈現多元化的特點，從最初用于存儲物體，逐步成為停車場、大型地下商場以及人防等多功能的結構物。因而這就給現代建筑地下室結構的設計提出了更高的要求，不僅要求設計人員具有專業的設計意識，而且還應具有較強的前瞻性，且地下室結構設計又是整個設計的根本，所以對于地下室結構設計人員而言，可謂任重而道遠。因而就現代建筑地下室結構設計的特點而言，主要就是具有設計難度大、設計要求高以及設計專業性和實踐性強。

2 建筑地下室結構的設計內容

通過上述分析，我們對現代建筑地下室結構設計特點有了一定的認識，那么作為建筑地下室結構設計人員，在設計過程中應切實掌握哪些設計要點呢？筆者認為，主要有以下四個方面的內容：

2.1 現代建筑地下室的頂板結構設計要點

在整個建筑地下室設計中，頂板結構設計是最為重要的結構設計內容之一，所以必須引起設計人員的高度重視。在整個建筑上部結構中，地下室頂板是一個水平的約束支座，其剛度的大小直接決定著其約束作用，所以設計的地下室頂板的厚度一般需要大于160毫米，且頂板的厚度應符合人防的需要，若將其作為上部結構的嵌固端，還應嚴格按照建筑抗震設計規范中的有關規定，針對性地確定混凝土的強度和樓板的厚度以及配筋率和側向剛度等均應滿足于設計的需要。此時地下室的層數往往不能低于2層，并在設計過程中將其設計成梁板結構，在結構計算過程中，必須滿足往下算到符合嵌固端要求的地面往上計算，且應將地下層納入其計算范圍。若頂板沒有設置梁蓋樓以及頂板室內外的板面高度變化大于梁高范圍且形成了錯層，若無法采取措施，那么就不得將其作為上部結構嵌固的位置。

2.2 現代建筑地下室外墻結構的設計要點

在對地下室外墻結構進行設計時，其設計要點就在于荷載、靜止土的壓力系數、外墻配筋等。在對其荷載進行設計時，主要是進行水平荷載和豎向荷載，其中水平荷載又包括地面荷載和人防荷載，而豎向荷載則是自重和地上及地下室的傳重。在實際設計過程中，主要是通過計算開展彎矩調幅，而且底部屬于固定支座，這就需要結合其荷載分項系數，而且地下室為多層時，就應按多跨連續進行計算，且確保側壁底部的彎矩和相鄰底板的彎矩之間一樣大，且底板的抗挖能力不得低于側壁，并確保厚度與配筋量之間的匹配。而對靜止土的壓力進行計算時，主要是利用專業實驗對其壓力進行確定，而在有時候往往無法滿足實驗條件，這就需要切實加強對沙土壓力的控制，且應確保求處于0.34～0.45之間，若為黏性土，其壓力就應在0.5～0.7之間。而在外墻配筋進行設計時，若不能根據扶壁尺寸對外墻配筋進行計算，那么就應通過雙向板計算外墻配筋，而且利用單向板對其他部分進行計算。這主要是由于扶壁柱的雙向荷載較小，此時還應在內外側適當的增加主筋。

2.3 現代建筑地下室抗震設計要點

在整個結構設計中，抗震設計也是一項十分重要的內容，所以在進行抗震設計過程中，應嚴防存在任何缺陷，否則就會對整個建筑的抗震性能帶來直接的影響。在實際設計時，主要是就應對地下室結構水平的地震作用進行計算以及地下室結構的內力設計值、砼的強度等級以及抗震等級和框架柱的設計等工作的開展，并在設計過程中嚴格按照建筑抗震設計規范進行，如果屬于高層建筑，還應針對性地將其抗震要求提升。一般而言，在抗震設計中，應切實掌握以下設計要點：（1）超層底層大空間的抗震墻結構一般為框支剪力墻，所以為了確保其抗震性能，就必須切實加強對剪切比剛度的控制，而轉換層的上下結構剪切剛度比應為1，且轉換層下以下的每一層的剛度加大，這才能確保在遇到強烈地震時仍處于良好的彈性狀態；（2）根據剪切剛度比進行控制和對框支層采取加強措施之后，薄弱層就會轉移到轉換層之上，所以轉換層設計時，以上相鄰的每一層都應根據剪力墻的底部對其進行處理，且加強的層數應不得大于兩層；（3）對于框支層而言，必須對其剪力墻采取提高延性的措施，比如將分布筋的配筋率適當的提升，并在角部相應的增加型鋼；（4）框支柱延性和變形能力應盡可能地提升，最好是將其設計為鋼筋砼柱；（5）為了將轉換層位置的高度降低，可采取箱型結構轉換層；（6）由于抗震規范對設置的框支抗震墻結構在框支層數方面存在限制，所以應盡可能地加強框支層承載性能和剛強度，才能在強震下確保其處于良好的彈性狀態。

2.4 現代建筑地下室的抗浮抗滲設計要點

由于有時候工程所在地的地下水水位較高，所以如果建筑的地面樓層較低時，就應加強對其進行抗浮計算，按照荷載規范對其強度進行計算，一般應取的荷載分項系數為0.1，且在整個設計過程中充分考慮地下水水位的高度和變化的幅度，同時在考慮使用極限的同時還應結合施工及洪水期等因素，導致抗浮設計不足而引發局部破裂的問題。在做好抗浮設計的同時，還應做好抗滲設計，抗滲設計主要是通過驗算確定抗滲設計的合理性。一般而言，地下室結構在滿足受力要求的基礎上，因為鋼筋砼結構往往會存在裂縫，所以為了達到抗滲的目的，還應在實際施工中采取有效的措施加強抗滲處理：（1）補償收縮混凝土。在混凝土中摻入UEA、HEA等微膨脹劑，以混凝土的膨脹值抵消混凝土的最終收縮值，當其差值大于或等于混凝土的極限拉伸時，即可控制裂縫；（2）膨脹帶。混凝土中膨脹劑的膨脹變形不會完全補償混凝土的早期收縮變形，而設置補償收縮混凝土帶可以實現混凝土連續澆筑無縫施工。根據工程實踐，一般超過60m設置膨脹加強帶；（3）后澆帶。后澆帶作為混凝土早期短時期釋放約束力的一種技術措施，較長久性變形縫已有很大的改進并被廣泛應用；（4）提高鋼筋混凝土的抗拉能力。混凝土應考慮增加抗變形鋼筋，如側壁增加水平溫度筋，在混凝土面層起強化作用；側壁受底板和頂板的約束，混凝土脹縮不一致，可在墻體中部設一道水平暗梁抵抗拉力，并在采取以上措施時還應注意混凝土的養護。

3 結語

綜上所述，對如何做好現代建筑地下室結構的設計工作進行探討具有十分重要的意義。作為新時期背景下的建筑地下室結構設計人員，必須切實掌握其設計特點，并在設計過程中切實掌握其設計要點，才能更好地確保整個建筑地下室結構設計的合理性，進而確保整個建筑結構設計質量的同時促進工程質量的提升。

參考文獻

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[2] 白翔.高層建筑地下室結構設計問題探討[J].科技創新與應用，2014，（27）.

作者簡介：龍真信（1980-），男（瑤族），湖南永州人，長沙千峰建筑設計有限公司工程師。

（責任編輯：陳 倩）endprint