建筑工程地下室結構設計分析與探討

蔡余飛 肖晨陽

摘要：建筑工程地下室結構設計需要滿足相關要求，在實際的結構設計工作時，要對各項內容的標準進行分析，從而有效提升地下室結構設計質量。基于此，本文闡述了地下室結構設計的主要特征及其設計難點，對建筑工程地下室結構設計要點進行了探討分析。

關鍵詞：地下室結構設計;特征;建筑工程;難點;要點

隨著建筑業的快速發展，使得建筑結構設計也日顯重要。其中建筑工程地下室結構是建筑工程中最為關鍵的結構之一，因為其在整體建筑的最底層，所以為了確保建筑安全，對建筑工程地下室結構設計進行分析具有重要意義。

一、地下室結構設計的主要特征

現代建筑工程的地下室主體結構設計主要涉及到抗震、外側墻、頂板等部位，要求設計人員必須高度重視這些主體部位的設計工作，尤其是在孔口防護設計的時候，應重點關注防護密封門的選擇、門框墻的計算等環節。在進行地下室結構計算的時候，應當注重計算方法的科學性與結果的精確性，整個地下室結構的基礎是地下室底板。

二、地下室結構設計難點的分析

現代建筑工程的地下室結構設計工作需要考慮多種方面，比如建筑周邊環境和地質環境的考察與研究，這些都會影響到地下室結構設計工作的進程，因為地下室施工層逐漸增加，這需要在地底深處進行作業，所以地質環境是地下室結構設計工作首選的參考資料。根據調查所得的綜合數據，需要對研究結果得出的數據進行全面綜合分析，最后制作出設計方案。另外，在地下室結構設計建設中，過程非常復雜，再加上許多因素需要考慮實際的需要，經常會考慮采光、坑道、使用功能、通風、防火和防水等要求，結構設計過程中同時也需要注重多學科知識和常見工具的綜合應用。

三、建筑工程地下室結構設計要點的分析

1、平面結構設計要點。建筑工程地下室平面結構設計工作時，設計人員需要保證其具有足夠的承重能力，還要對其空間進行合理布置。在對平面結構進行設計時，需要保證其基于建筑占地面積與建筑戶型分配設計的基礎上。部分居民樓在分配結構的過程中，也會騰出地下室空間。在對其進行空間布局與規劃的過程中，就需要對居民樓的空間進行壓縮，增大地下室結構的占地面積。居民樓的地下室需要交由更多的住戶使用，就需要滿足不同住戶的需求。而在對酒店等地下室的平面結構進行設計時，則主要需要設計停車場，不僅需要保證其面積足夠大，還要提高其承重能力。設計人員需要保證地下室平面結構設計滿足相關要求，對建筑功能等進行實現，加強整體設計的合理性。

2、抗震性能設計要點分析。建筑工程地下室結構設計中的抗震性能設計作為所有建筑物設計重點，要求設計人員提高對其的重視程度。在開展設計工作的過程中，設計人員需要注重對地震多發區的抗震設計。在開展抗震設計時，設計人員需要保證地下室具有足夠的深度，滿足地基承載力、變形和穩定性要求。在對其抗震性能進行分析時，需要對地下室的墻壁結構與材料進行合理規劃與選擇。設計人員要結合地下室結構的設計圖紙對其進行完善，加強地下室墻壁的穩固性，增強抗震效用。在對地下室的抗震等級進行分析時，需要保證其與地上部分的抗震等級相同，在發生地震時，才能夠保證整體建筑的穩定性。

3、外墻結構設計要點分析。地下室外墻結構設計主要需要做好材料的分配比利用，設計人員要對混凝土、鋼筋與水的比例進行分析。地下室外墻需要承受足夠的建筑上層壓力，在開展設計工作時，要對其承受的豎直方向與水平方向的壓力進行分析。在豎直方向上，建筑物地下室需要承受上層質量帶來的壓力，其水平方向的壓力則主要是建筑物周圍土層帶來的壓力及地面堆載及活載。設計人員需要對大風天氣里產生的壓力進行分析，讓建筑物地下室結構可以滿足整體穩定要求。其在對外墻結構進行設計時，要對地下室結構承受的壓力進行準確估算，規定各項材料的用量，使得地下室外墻的整體抗壓能力達到要求。

4、地下室側壁設計要點分析。側壁設計會受到諸多因素的影響。包括地下室的結構自載能力、側向的土壓力、地下水壓力等都會對地下室的側壁產生一定的影響。基于地下室側壁情況的特殊性，各種不同形式和不同方向的荷載因素都會對地下室的側壁共同產生作用，其受力的情況具有較大的復雜性和不穩定性。因此我們在進行地下室側壁的設計時，一般都要遵循一下規則：地下室側壁和土壤相接觸的混凝土保護層厚度不能低于40mm;地下室側壁的水平面鋼筋應該配置在側壁的外側部位，但是豎向的鋼筋就應該配置在地下室側壁的內側部位。但在具體的設計過程中，我們還要對地下室側壁的設計成本進行考慮，在保證地下室側壁具有足夠的荷載能力前提下，對側壁基礎上的混凝土強度進行合理地控制，從而達到節約成本的目的。

5、頂板結構設計要點分析。地下室頂板結構作為其與上部建筑的連接與貼合部分，需要保證其質量與安全性，才能夠對地下室與上部建筑的整體質量進行保障。設計人員需要提高地下室結構與上層建筑之間的協同性，重視頂板結構設計。在實際開展設計工作的過程中，要對設備的管線高度進行分析，使其保護土層厚度滿足要求。在計算地下室頂板結構的承載力數值時，要對其高度與建筑功能進行分析，還要考慮到施工過程中可能面臨的復雜環境。部分設計人員在設計地下室頂板結構時，會考慮到其遭遇爆炸的可能性，使得頂板設計保持穩定性。因此，設計人員要重視這點，對其中需要考慮的因素進行分析，防止產生設計漏洞，提高整體設計效用。

6、地下室無梁樓蓋設計要點的分析。第一步需要通過PKPM的SATWE建立整體三維模型。需要注意的是，在柱上板帶應安置矩形虛梁，截面的實際尺寸應該是100×100。在對虛梁展開布置的過程中主要目的有兩點：第一點是在SATWE這種軟件接手PMCAD之前對樓板外界的信息展開自動處理;第二點是在對彈性的樓板單元展開劃分作業時起到一定的輔助作用。同時要定義樓板為彈性樓板。第二步需要充分運用復雜樓板有限元計算模塊SLABCAD進行無梁樓蓋的有限元分析計算。此時必須注意的是：由于有限元的計算原理所致，對于樓板的有限元劃分長度不一樣可能會對計算精度產生一定的影響，根據各項目的設計情況分別確定。頂板開洞對柱上板帶和跨中板帶的配筋有很大的影響，應按實際情況輸入。

四、結束語

地下室是現代建筑工程的重要組成部分，在其設計過程中，需要重視地下室的結構設計。雖然地下室占據整體建筑的面積不大，但是其性能會給工程建設質量帶來較大的影響，因此必須保證地下室結構設計的有效性，從而提升整體建筑設計質量。

參考文獻：

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（作者單位：駐馬店市建筑勘察設計院有限公司）