建筑工程地下室结构设计分析与探讨

文/杨德初 云南世纪阳光建筑设计有限公司 云南昆明 650000刘坤朋 昆明市建筑设计研究院集团有限公司 云南昆明 650000

建筑工程地下室结构设计分析与探讨

文/杨德初 云南世纪阳光建筑设计有限公司 云南昆明 650000刘坤朋 昆明市建筑设计研究院集团有限公司 云南昆明 650000

就我国目前的建筑水平现阶段，地下室已经成为一般高层建筑都必有的设计部分。当今的建筑技术及设计水平呈逐年进步发展的趋势，建筑地下室的设计层数，也随之不断增加。在建筑设计中，地下室部分是相对较为难且重要的一部分内容。这使得建筑地下室的结构设计，越来越成为建筑设计过程中不可或缺、至关重要的一部分。

建筑工程；地下室；结构设计

一、地下室结构设计的特点要求

1、地下室地的主体结构设计主要有:顶板、外侧墙、底板等一些构件。

2、孔口防护设计，其中包含地下室的出人口的防护与消波系统，其出人口的设计包括对防护密闭门的选用、门框墙、临空墙的计算等，而消波系统则是对防爆破活门的选用和扩散室(箱)的设计。

3、我们在对地下室进行结构计算时，其与上部结构是否进行一起计算，这种情况对于其计算的结果会产生较大的影响，地下室的底板多做为整体结构的基础，所以我们在进行结构设计时应该考虑其地基所产生的反作用力，而地下室的顶板做为建筑工程的重要组成部份，需要考虑组合完成后的静荷载，而其外墙则需要考虑来自于侧向的水、土的水平作用组合。

二、建筑地下室结构设计的主要内容

通过以上建筑地下室结构设计的分析，我们认识到现代建筑地下室结构设计的几大特点。作为从事建筑地下室结构设计的工作人员，在工程设计额过程中就要切实掌握如下要点：

1、平面结构设计

在建筑地下室的平面结构设计当中，我们要做到注意其承重力以及空间的合理布置，这一点是在建筑地下室设计中的关键点之一，但是此一关键点存在的影响相对比较小。如：在民居的设计当中，地下室的设计就应当最大程度地压缩各个房间的空间大小。以便分割更多的地下室房间，使建筑地下室的实用价值最大化。而酒店宾馆等的地下室设计首先考虑的是停车场的设计。这就要求在保证地下室的承重能力符合要求的情况下，最大程度地体现空间大结构设计。建筑地下室的平面结构的设计，要在综合开发商的建设意图、建筑物的承重能力及其功能等三方面的基础上进行，从而以保证该设计理念的功能性、科学性及合理性。

2、抗渗抗浮性能设计

抗浮现象一般不会出现在地下水位较深、埋藏较浅的地下室。裙房与地下室作为高层建筑的重要组成部分，在地下室埋藏深度较高等情况下，将出现抗浮问题。通常情况下，高层建筑设计都会对基坑坑底设计标高加以重视，在有效提升的基础上，对抗浮防水位进行相应程度地降低。高层建筑基础底板一般选用两种形式的基础：平板式筏板、梁板式筏板。在抗浮设计中，与平板式筏板基础重量相比，应确保梁板式筏板基础填覆土重量与其具有一致性，但在设计中，应确保梁板式筏板基础具有较高的高度，在两者基顶标高相同的前提下，相比基础埋深，埋藏深度多的为梁板式筏板。以此提升抗浮水位，相比两种基础，在抗浮水位控制中，应选用平板式筏板基础。

高层建筑设计中楼盖主要采用宽扁梁的形式，在1：22与1：16的范围内有效控制楼盖的截面高度和跨度，通过宽扁梁的广泛运用，可有效降低地下结构层高，进而实现抗浮设计的目标。提升地下室层高是处理地下室抗浮的最常用方式，该方法的运用，将对地下室重量进行相应程度的增加，为此，在设计过程中，必须充分考虑地基土承载能力。在对高层建筑主体结构地基承载力进行有效提升的同时，应重视地下室层高问题，通过增加主体结构埋置深度，有效提升地基承载力。

增加基础底板厚度、顶面覆土厚度与顶面为基础配重增加的主要方式，利用加大基础配重的方式，可快速解决抗浮问题，但该方式必须提高埋置深度，这种情况下将增加地下室抗浮设防水位高度，由此可见，该方式在抗浮设计中应用较少。在基坑坑底标高不变的情况下，通过地下室顶板厚度增加，也可以达到地下室重量加大的目的。这种方式应用中，一般不进行次梁设置。

3、顶板结构的设计

顶板部分是地下室连接上层建筑的粘合部位，地下室顶板的设计十分重要。顶板设计要在充分考虑科学高度的基础上进行，并且要充分考虑对土层的保护。顶板设计更是关系到地下室及其上层建筑整体功能的协同性。准确地计算取得的地下室承载能力的数值，要充分考虑到设计中可能存在的各类干扰因素。某些功能性的建筑物，其地下室结构设计还必须要考虑到防爆能力。以保证能够抵御爆炸冲击下带来的压力，很好地稳定整体建筑。设计者必须充分考虑地下室顶板设计存在的各类因素，以避免设计漏洞，引发严重后果。

4、外墙结构的设计

混凝土、水、钢筋的比例问题是地下室外墙结构设计的重点。建筑地下室外墙承受着来自两方面的压力：分别是竖直方向的力和水平方向的力。竖直方向的压力是指：上层建筑本身质量所带来的压力；水平方向的压力是指：由来自横向土层的挤压力。此外，地下室还要能够承受自然灾害给带来一定压力。设计理念中就必须充分考虑到建筑地下室将要承受的各类外在压力情况，从而科学的设计以增强多种外力情况下的荷载能力。

5、抗震设计

由于我国是一个地震多发的国家，每当有地震发生时，给我国所造成的伤害是非常巨大的，不仅严重影响我国经济建设的快速发展，更为重要的是我国有很多的人们而因此牺牲宝贵的生命。因此，在对建筑地下室结构进行设计的时候，一定要做好抗震方面的设计工作，确保我国建筑地下室具有更好的抗震性能。

在对地下室结构进行抗震设计的时候，首先需要确保地下室的构造具有足够的深度，对于越是高和大的建筑，越要确保地下室的埋藏深度更深，这样才能确保地下室结构和整体建筑具有足够的抗震性能。其次，为了提高地下室结构的抗震强度，还需要使用抗震强度较大的施工材料进行施工。与此同时，在整个地下室工程的施工过程中，需要严格地按照设计图纸来进行施工，并且需要采取有效的加固措施对地下室的墙壁进行有加固处理，以确保地下室的抗震能力达到预期的标准。

最后，在对地下室结构进行设计的时候，一定要确保地下室结构的抗震等级。比如说建筑工程的地面上建筑结构的抗震等级是三级，那么地下室结构地下一层的抗震等级至少也得是三级，地下二层及以下可以降低到四级。

6、结构设计超长情况的处理

在某些情况下，地下室的结构会出现超长的情况。这种情况对地下室工程的质量造成一定影响。有必要采取相应的处理方法以规避弊端。建筑地下室结构易在环境本身带来的压缩力下，造成裂缝现象。

一般情况下，可采取增设后浇带的方法或采取在混凝土中掺入微膨胀剂的技术手段，并同时做膨胀加强带设计，提升钢筋混凝土抗拉力等方法来预付地下室在结构超长情况下产生的裂缝现象，从而以保证建筑地下室的工程质量。

结语：

综上所述，建筑地下室结构的设计在建筑工程设计中举足轻重且较为复杂。建筑地下室结构设计是否具有科学性、合理性，对建筑的工程质量以及工程造价、建筑结构安全等各方面有直接影响。建筑设计者在考虑设计方案时，必须充分考虑到各类影响因素的存在，并通过一系列合理可行的技术手段，来进行优质的设计，以提升建筑质量，增强整体建筑的稳定性和实用性。

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