關(guān)于高層民用建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析

摘 要：在新的發(fā)展階段下，社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域都在良好發(fā)展，相應(yīng)的改革工作是十分必要的，特別是建筑領(lǐng)域，是關(guān)乎民生的核心工程，所以也需要受到充分重視。高層建筑地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于建筑整體設(shè)計(jì)過(guò)程來(lái)說(shuō)是十分重要的構(gòu)成部分，其直接影響著建筑的正常運(yùn)作以及整體成本。因此文章將針對(duì)高層建筑的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，以促進(jìn)工作改革。

關(guān)鍵詞：高層建筑；地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；工作改革

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷加快，當(dāng)前國(guó)內(nèi)高層建筑也在不斷增多，也有更多高層建筑涉及了地下室以及地下車庫(kù)。通過(guò)有效設(shè)計(jì)，不但能夠讓地下空間得到充分發(fā)掘利用，而且還能滿足基礎(chǔ)埋深需求，除此之外，地下空間還可以用作災(zāi)難防護(hù)空間，以滿足面對(duì)部分突發(fā)問題時(shí)的救生需求。可見在高層建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于地下室結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)是異常重要的，因此后續(xù)的討論將圍繞高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這一課題展開，為改革提供建議。

1、高層建筑地下室結(jié)構(gòu)荷載部分設(shè)計(jì)要點(diǎn)

高層建筑的地下室結(jié)構(gòu)荷載，主要包括了上層建筑整體自重、土壓、水壓及地下室自重、核爆動(dòng)荷載（考慮功能）等要素。所以在對(duì)地下室進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先依照工程的實(shí)際結(jié)構(gòu)特征，參照設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)荷載進(jìn)行設(shè)計(jì)，地下室的主要荷載分布在頂板部分、側(cè)墻外墻部分以及底板部分等。頂板的荷載主要包括頂板靜荷載基準(zhǔn)值、頂板核爆動(dòng)荷載基準(zhǔn)值等等。側(cè)墻荷載包括橫向與豎向兩類，豎向包括上部建筑整體自重基準(zhǔn)值（僅有局部剪力墻部位）、靜荷載基準(zhǔn)值以及外墻自重基準(zhǔn)值等；橫向包括水土壓力以及核爆動(dòng)荷載產(chǎn)生的水平動(dòng)荷載基準(zhǔn)值等等。內(nèi)承重墻（柱）荷載包括了上部建筑物整體重量、靜荷載基準(zhǔn)值以及頂板核爆動(dòng)荷載基準(zhǔn)值、內(nèi)承重墻自重基準(zhǔn)值等等。應(yīng)對(duì)突發(fā)情況時(shí)所增加的頂板核爆動(dòng)荷載基準(zhǔn)值，是平時(shí)各樓層的活荷載基準(zhǔn)值之和，由這一最大荷載起到安全控制作用。除此之外地下室墻體自重基準(zhǔn)值、上部建筑物自重基準(zhǔn)值、底板核爆動(dòng)荷載基準(zhǔn)值、頂板傳來(lái)靜荷載基準(zhǔn)值等載荷要素與防空地下室進(jìn)行荷載產(chǎn)生組合時(shí)，應(yīng)當(dāng)著重解決核爆動(dòng)荷載作用下的靜載問題[1]。

2、高層建筑地下室結(jié)構(gòu)頂板部分設(shè)計(jì)要點(diǎn)

地下室結(jié)構(gòu)的頂板部分，是高層建筑上部結(jié)構(gòu)的水平約束支座，這一部分的剛度越大，對(duì)建筑上部結(jié)構(gòu)的約束作用就越強(qiáng)。所以在對(duì)地下室的頂板部分進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，厚度不能過(guò)薄。具有人防功能的地下室，頂板厚度還應(yīng)當(dāng)滿足人防需求。依據(jù)我國(guó)建筑領(lǐng)域相關(guān)要求來(lái)分析，當(dāng)?shù)叵率翼敯宀糠肿鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固端時(shí)，對(duì)于樓板的整體厚度、混凝土材料的強(qiáng)度等級(jí)、板的配筋率、樓層的側(cè)向剛度等相關(guān)參數(shù)都有嚴(yán)格的要求。而且地下室的層數(shù)不應(yīng)小于兩層。相關(guān)要求當(dāng)中還有明確規(guī)定，作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部分的地下室樓層頂蓋，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)采取梁板結(jié)構(gòu)。這代表著高層建筑地下室的層數(shù)或總體深度不僅僅由地基的埋深來(lái)決定，還必須要考慮到以上討論當(dāng)中談及的因素。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)應(yīng)當(dāng)往下算至滿足嵌固端基本需求的地下室樓層或底板，但剪力墻的底部加強(qiáng)區(qū)層數(shù)應(yīng)當(dāng)從地面往上算，并且應(yīng)包含地下層。當(dāng)出現(xiàn)了以下情況時(shí)，地下室的頂板部分不能夠作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部分，其一是在頂板室內(nèi)外板面標(biāo)高變化超過(guò)梁高范圍形成錯(cuò)層且未采取完善措施時(shí)；其二是在頂板為無(wú)梁樓蓋時(shí)[2]。

3、高層建筑地下室結(jié)構(gòu)外墻部分設(shè)計(jì)要點(diǎn)

對(duì)地下室的外墻參數(shù)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先進(jìn)行抗彎計(jì)算，并且要考慮到荷載的分項(xiàng)系數(shù)、在設(shè)計(jì)多層地下室時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照多跨連續(xù)計(jì)算的模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，要確保側(cè)壁的底部彎矩與相鄰的底板彎矩維持同樣大小，而且底板的抗彎能力不應(yīng)小于側(cè)壁，其配筋量以及厚度應(yīng)當(dāng)相互匹配，這類隱患在地下車道當(dāng)中是最為典型的。車道側(cè)壁為懸臂構(gòu)件，底板的整體抗彎能力不應(yīng)當(dāng)小于側(cè)壁底部。地面層開洞位置（如樓梯間）在外墻頂部無(wú)樓板支撐的情況下，計(jì)算模型和配筋構(gòu)造都應(yīng)當(dāng)更符合實(shí)際需求，當(dāng)車道緊靠地下室的外墻時(shí)，車道底板部分位于外墻中部，應(yīng)當(dāng)更加注意外墻對(duì)車道底板的影響，需要使二者連接處的彎矩保持平衡。以上兩種情況下，鑒于外墻的支撐條件不同，相應(yīng)的簡(jiǎn)化模型也不能與普通外墻相同。當(dāng)頂板不處于同一高度時(shí)，更應(yīng)當(dāng)注意外墻上部支座水平力的傳遞問題。除去垂直于外墻方向的，有鋼筋混凝土內(nèi)隔墻相連的外墻板塊，以及外墻扶壁柱截面尺寸較大（例如高層建筑的外框架柱）之間外每個(gè)墻板塊按雙向板計(jì)算配筋之外（這種情況下框架柱的計(jì)算中，應(yīng)考慮從外墻部分的水平荷載），其余的外墻部分應(yīng)當(dāng)按照豎向單向板計(jì)算配筋為妥。對(duì)于豎向荷載（軸力）相對(duì)偏小的外墻扶壁柱內(nèi)外側(cè)主筋，也應(yīng)適當(dāng)予以加強(qiáng)。對(duì)于外墻的水平分布筋，應(yīng)當(dāng)依據(jù)扶壁柱截面的具體尺寸來(lái)適當(dāng)調(diào)整外側(cè)附加的短水平負(fù)筋進(jìn)行強(qiáng)化，在外墻的轉(zhuǎn)角處，也應(yīng)當(dāng)同時(shí)對(duì)附加配筋進(jìn)行強(qiáng)化，需要考慮外墻水平鋼筋在實(shí)際受力時(shí)的最小配筋率要求。對(duì)地下室外墻部分應(yīng)當(dāng)進(jìn)行裂縫寬度的計(jì)算，而且裂縫的具體寬度不得超過(guò)0.2mm，而且不能貫通[3]。

4、高層建筑地下室結(jié)構(gòu)底板部分的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

如同建筑的外墻一樣，底板部分除了應(yīng)當(dāng)滿足整體受力需求之外，由于地下室處于低洼地段，還應(yīng)當(dāng)滿足地下室的防水抗?jié)B需求。所以在對(duì)地下室底板的整體厚度進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，底板的具體厚度一般應(yīng)當(dāng)保證在合適厚度。對(duì)于地下室的底板部分的標(biāo)高變化處，應(yīng)當(dāng)依據(jù)實(shí)際概況設(shè)置基礎(chǔ)梁，而基礎(chǔ)梁的寬度不應(yīng)當(dāng)小于底板的整體厚度，而且還應(yīng)當(dāng)搭配抵抗底板支座彎矩的抗扭鋼筋。樁箱筏基礎(chǔ)的地下室底板也是樁承臺(tái)，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步滿足剪切、沖切、抗彎、局部受壓等各類要求。

5、結(jié)語(yǔ)

高層民用建筑的地下室，對(duì)于高層建筑的整體安全性、穩(wěn)定性及實(shí)用性都有著決定性影響。作為樓體最深層的支撐部分，地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更應(yīng)當(dāng)遵從穩(wěn)固、合理的原則，不能有任何不穩(wěn)定的因素，才能保證樓體的整體安全性，確保住戶的居住安全。所以設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)當(dāng)不斷強(qiáng)化對(duì)地下室部分整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，確保地下室結(jié)構(gòu)剛度更高、強(qiáng)度大，才能最大程度避免安全隱患的出現(xiàn)，確保住戶的居住更加安心。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐紅元，許龍. 某地下室局部上浮原因分析與修復(fù)措施研究[J]. 西華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）. 2017（01）

[2]肖飛. 關(guān)于地下室抗浮水位的探討[J]. 華中建筑. 2011（04）

[3]向京芳. 某大樓地下室傾斜及其糾偏處理[J]. 工程質(zhì)量. 2001（12）