探究建筑地下室结构的设计

王学著

摘 要：随着时代的进步和社会经济的发展，特别是城市化进程的逐步加快，土地资源日趋紧张，建筑开始朝着高层和地下发展。在地下室内可以建设地下消防水池和车库，因此地下室就有着十分复杂的结构，那么就需要对建筑地下室结构设计产生足够的重视。本文简要分析了建筑地下室结构的设计，希望可以提供一些有价值的参考意见。

关键词：建筑；地下室结构；设计

随着时代的发展，城市人口越来越密集，对住房有着更大的需求。但是城市土地面积却是有限的，在将地上空间给充分利用起来的基础上，开始大力开发地下空间。地下室结构层数也在不断的增加，人们日趋关注地下室结构设计。因为地下空间比较特殊，那么地下室结构设计就比较的复杂和困难，如果处理不当，就会导致重大问题的出现。

1 地下室结构设计存在的难点

地下室工程比较的复杂，专业性较强，在对地下室进行设计时，需要对多种因素进行考虑，如防火、排水、人防、通风等。如果是一般的高层建筑，在塔楼的使用阶段通常不会出现抗浮问题，则会出现于地下室中。但是在对地下室进行设计时，往往只对正常情况下的抗浮问题进行考虑，没有对施工过程中以及洪水来临时的问题进行考虑，这样在施工过程中或者洪水到来时，因为抗浮缺陷，导致损坏问题的产生。另外，地下室设计因为专业性较强，还有诸多的设计难点，需要引起人们的足够重视。

2 地下室结构的优化设计

（1）地下室结构平面设计：在对高层建筑地下室进行设计时，需要对防火、排水、人防以及采光等因素充分考虑，比如设计的地下室长度不符合于规定长度，那么就需要密切配合结构专业，对变形缝的应用与否进行合理判断。设计师也可以将地下设缝发展为地上设缝或者靠后浇带的方式，因为采用地下设缝的方式，会增加防水问题的复杂度。如果后浇带设置的问题无法有效解决，那么就可以分隔地下室，这样将其划分为很多个小地下室，只需要利用管道来进行连接即可，将变形缝设置于管道相连的地方。另外，在结构设计的过程中，还需要对通风采光井进行合理设计，这样通风和采光的需要才可以得到满足，要合理设计通风采光井，如果设置了不正当的位置，整个建筑结构的稳定性就会受到较大程度的影响，无法及时向地下或者侧面传递地上的风力和地震，与建筑物深埋的要求不相符合。

（2）地下室顶板的结构优化：高层建筑的水平约束支座是地下室的顶板，要想促使其能够有效的约束地上结构，对其刚度就提出了很高的要求。因此，在对地下室进行设计时，对顶板就提出了很高的要求，要严格控制顶板的厚度，保证其在160mm以上，这样刚度才可以符合相关的要求。

（3）地下室外墙的结构设计：首先是荷载，其中水平荷载和竖直荷载是地下室外墙所需要承受的荷载，地面荷载和人防荷载是重要的水平荷载。地上部分和地下室的传重和自重则是竖向荷载。在设计工程中，通常情况下，竖向荷载和风荷载以及地震产生的内力往往无法将控制作用充分发挥出来。竖直墻面的水平荷载产生的弯矩决定了墙体的配筋。其次是静止土的压力系数，要借助于专业的实验来确定静止土压力，如果实验条件无法满足，那么就需要控制沙土的压力，保证在0.34～0.45之间，粘性土的压力需要保证在0.5以上，0.7以下。最后是地下室外墙的配筋，在实际的设计中，不能够依据扶壁柱的尺寸来计算外墙的配筋，在计算的时候，需要依据双向板来进行。在计算配筋的过程中，需要依据双向板来计算整个高层建筑外框架的配筋，按照单向板来计算其他部分。因为外墙的扶壁柱只有较小的竖向荷载，那么就需要适当增强内外侧的主筋。

（4）地下室的抗震设计：在地下室设计中，非常常见的一个方面就是抗震设计；如果有缺陷存在于抗震设计中，就会直接影响到整个高层建筑的抗震性能。多层建筑中地下室的埋深需要比地下室上地面总的高度大，这样才可以对层数不需要计算，从室外地面开始计算总的高度。上部分结构的墙柱需要一致于地下室的墙柱结构。如果有变化出现于地下室顶板板面标高，有错层形成，超过了梁高的范围，那么就需要采取一系列的处理措施，否则就会对地下室的设计造成影响。在相关的设计规范中，明确指出上部结构的地下室楼层的顶层盖应当用梁板的结构。

（5）地下室的抗浮和抗渗设计及控制措施：在对地下室抗渗抗浮进行设计时，也有着诸多的问题出现，如没有严格依据勘测报告来确定地下水位，勘测报告没有将地下水位给提供出来，没有将抗浮验算应用到斜坡道或者没有严格依据相关要求来进行抗浮验算等。在抗浮设计的过程中，需要紧密结合地下水位和变动幅度来进行，但是在实际的抗浮设计中，仅仅对正常使用的状态进行考虑，没有对施工过程以及洪水来临时的情况进行考虑，这样就没有足够的抗浮，导致局部破坏出现于地下室工程中。另外，地下室面积较大，那么通常会有诸多的高层的低层建筑建在上面，地下室没有规则形状，再加上有着较大的面积，并且地下室上方局部没有建筑，那么就加大了抗浮设计的难度。需要综合分析各个方面的因素，进行精细计算。另外，因为有裂缝经常出现于混凝土架构中，为了满足抗渗需求，就需要将相关处理措施给应用过来，如补偿收缩混凝土、膨胀带的设置以及对钢筋混凝土的抗拉能力进行提升等。将一定比例的膨胀剂加设于混凝土中，可以将混凝土本身的收缩值给抵消掉，如果两者的差值与混凝土的拉伸极限相比，等于或者略大，就需要对裂缝进行控制。

（6）优化选型：对于建筑结构设计来讲，除了对其承受力有要求之外，还需要保证结构的刚度能够抵御侧力，保证结构能够在合理的规定范围内产生侧向移动。结构选型除了要考虑结构之外，还需要对其他方面的因素进行综合考虑，如地基的承受能力、结构安全性以及成本问题等等。

3 结 语

通过上文的叙述分析我们可以得知，地下室工程因为其自身的特殊性，设计存在着较大的难度，如果没有科学的处理，就会出现诸多的问题，对整个建筑的稳定性和安全性造成影响。相关的施工设计人员需要不断努力，提升自身专业技术水平，总结工程经验，严格依据相关的规定要求来进行设计，保证设计质量。本文从多个方面分析了建筑地下室结构的设计，希望可以提供一些有价值的参考意见。

参考文献

[1]梁文锋.浅谈建筑地下室结构设计[J].科技资讯，2008，2（12）：123～125.

[2]王文常，李树超.探讨建筑地下室结构设计[J].科技资讯，2011，2（22）：66～68.

[3]张剑锋.高层建筑地下室结构设计浅析[J].城市建设，2010，2（28）：77～79.

[4]刘凯.建筑工程中地下室结构设计[J].中国科技纵横，2011，2（10）：55～57.

[5]胡庆昌.高层建筑地下室的抗震设计[J].建筑结构，2006，2（6）：77～79.