对高层建筑地下室结构设计问题的几点思考

叶清彬

摘要：近些年来，随着我国经济的发展以及城市化建设的不断加快，使得城市中高层建筑不断增多。建筑一般都会涉及一层或多层地下室，一方面，是为了满足建筑功能和基础埋深的需要，另一方面，平时可以用作车库、商业用途或设备用房，在发生战争时又可以用作人防设施。因此，下文主要就高层建筑地下室结构设计进行简要探析。

关键词：高层建筑；地下室；结构设计

前言

高层建筑地下室结构设计主要包括地下室的混凝土浇筑、 框架剪力墙结构、 抗震结构设计预应力以及无梁楼盖的设计，而且在设计过程中，还需要对地面及高层建筑的整体性进行充分的考虑，同进还要确保地面的承载力，而且对于施工过程中混凝土裂缝也要进行有效的控制，通过设计的科学性及施工合理性来确保地下室结构的安全性和稳定性。

一、地下室的混凝土浇筑设计

1.注意混凝土的配合比

在进行地下室混凝土浇筑设计过程中，对于转换层浇筑所使用的混凝土，其强度等级应为C40，而且需要利用商品性混凝土来进行浇筑。在混凝土配制过程中，往往会选择C43的普通硅酸盐水泥，主要是由于该水涨的稳定性较好，具有较强的保水性，而泌水性较小，对于泵送混凝土具有非常好的适用性。在进行混凝土配制过程中，需要对粗细骨料的用量和质量进行严格控制，同时为了能够降低水泥的使用量，则需要掺入适量的粉煤灰，这样可以有效的对混凝土的和易性进行改善，同时还要使水泥水化热现象得以降低，对混凝土的温度裂缝进行有效的控制。同时为了实现对裂缝的有效控制，也可以通过向混凝土内掺入6%的微膨胀剂来降低混凝土的收缩现象发生。在对混凝土前期强度提升时，则可以利用适量的缓凝早强减水剂来对混凝土的初凝时间进行控制。另外在混凝土配合比中还需要控制好混凝土的坍落度和水灰比。

2.浇筑的过程中要注意一些事项

首先，需要对混凝土的入模温度进行有效控制。特别是在夏季进行混凝土浇筑施工时，由于天气炎热，为了实现对混凝土温度的有效控制，可以在混凝土搅拌时加入冰块进行降温，同时泵送混凝土的管道可以利用苫布等遮阳设施进行覆盖，做好防晒处理，这可以在一定程度上对混凝土入模温度进行有效的控制。其次，控制好浇筑时间。在进行混凝土浇筑过程中，为了有效的避免冷缝的出现，则需要确保混凝土浇筑的连续性，而且在浇筑过程中不仅需要控制好浇筑的厚度，而且还要严格控制振捣的时间，避免出现超振或是振捣不足的情况。最后，设计结构体系。在进行混凝土结构体系设计时，尽量选择规划的混凝土结构平面正式成立，而且还要对混凝土结构刚度保持其均匀对称性，无论是平面长度还是重要部位都要确保其具有较好的凹凸性。当进行超长结构设计时，需要确保其在五十米以上，同时需要在浇筑完成后要做好一系列的防裂措施，可以利用膨胀带、膨胀混凝土或是后浇带等来进行裂缝的预防。

二、框架剪力墙结构设计

在进行框架剪力墙结构设计时，尽量以双向抗侧力体系为主，而且主体结构构件也要避免出现铰接的情况，在双向主轴方向利用剪力墙，同时对框架柱和梁中线之间的偏心距离进行控制，确保梁与柱与剪力墙的中线能够重合在一起。

在进行剪力墙布置时，对于平面形态凸凹程度较大时，则需要将剪力墙布置在凸出部分的端部。而且在布置时需要确保剪力墙分布均匀。对于较长长度的剪力墙在布置时，由于单片墙刚度接近，所以需要在洞口和连梁位置进行双肢墙或是多肢墙的设计，而且单肢墙和双肢墙的墙肢长度不宜超过8米，还需要对每段剪力墙底部承受的水平力所产生的剪力进行控制。在进行纵向剪力墙布置时需要将其设置在单元结构中间位置，特别是当房屋纵向长度较大时，这时就更不宜将纵向剪力墙的布置集中在两端，以免浇缝时混凝土地收缩应力对一些平面部位带来不必要的影响。在进行室内保温处理时，还需要注意到温度变化所可能会对剪力墙所带来的影响。在剪力墙设计时，还需要控制其间距不能过大，横向剪力墙布置时当剪力墙之间的楼盖开动较大时，则需要减小剪力墙之间的间距。在进行纵向剪力墙布置时，则避免将其集中在两个顶端的位置。截面的中心位置需要与剪力墙上面的洞口位置相对，而且还需要控制好洞口到柱边的距离，需要确保洞口上下对齐，对上现洞口之间的高度进行控制。

三、抗震结构设计

在进行抗震结构设计时，为了更好的增强高层建筑的抗震性能，则需要尽量设计较多的横墙，而且横墙之间的间距也尽可能的小，这样才能使房屋的空间刚度变大，从而提高房屋的抗震性。在进行设计时，对于砌体房屋，则对其承重结构体系选择时，则需要利用横墙或是横墙与纵向共同承重的方式。而且在进行横纵墙布置要做到均匀对称，平面方向对齐，纵向方向确保上下连续，不允许有不规划形态及突然变化的情况发生。防震缝应该沿着房屋的全高进行设计，它的两侧应尽量设置为墙柱或者是墙体，基础之上可以不设置防震缝。防震缝的长度应该根据设计的烈度以及房屋的高度决定，沉降缝与伸缩缝的具体尺寸应以抗震缝为主。在进行设计地震抗剪力分配时，可以按照刚性的楼盖进行考虑，也就是纵向的抗震墙分担的地震剪力按照纵向墙体的抗侧刚度比例分配。在地震发生时，其对高层建筑所带来的破坏往往就是集中在几种位置。所以需要在设计时需要给予充分的注意，采取科学有效的抗震构造措施来确保抗震性能的提升，同时还要确保施工的质量，从而有效的提升高层建筑的抗震能力。

四、预应力无梁楼盖设计

无梁楼盖的设计一般需要采用弹性理论的计算方法，也就是等代平面框架法，这种方法就是将整个结构按照横纵柱的方向列为框架梁以及框架柱，然后通过框架梁的宽度进行有效的取值。在进行空间分析的过程对水平荷载下等代框架运算时，只考虑结构的平移，不需要对扭转进行考虑。对于肋梁，肋梁的划分不能过粗，也不能过细，要充分考慮到肋梁所在位置以及它需要承受的预应力，其次对负弯矩进行调幅时，应综合考虑到在垂直荷载下空间框架对柱上板的影响，在垂直荷载满足条件的基础之上，要适当的增加调幅系数。对于柱上板带支座截面的配筋，应该与它的弯矩分布一直，在设计的过程中要在柱宽以及每边大约1m厚的范围之内进行集中配置，它的配筋量也不得少于柱上板带配筋总量的一半，非几种配筋区域的配筋率也不得少于附近的跨中板带。

结语

综上可知，高层建筑地下室结构设计具有复杂性，而且需要考虑的因素也较多，所以在设计过程中需要做到科学性和合理性，同时还要对施工质量进行严格控制，从而确保地下室结构的安全性和稳定性，使整体建筑的设计水平达到规定的要求，确保打造出精品的高层建筑。

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