建筑工程中地下室结构设计要点分析

张庆博

【摘要】随着我国经济和信息技术的不断发展，建筑结构设计的可靠度理论和水平将面临着新的挑战。因此，工程设计人员应承担更多的责任，更加积极主动地进行建筑结构设计的优化，有效地降低工程造价，提高工程的综合质量，确保各种建筑材料的充分利用，科学合理地实现建筑工程的适用性、经济性以及安全性目标。本文作者结合实际工作经验，对高层建筑地下室结构设计进行了分析探讨。

【关键词】建筑地下室;结构设计;分析

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

10.048

地下室混凝土浇筑、框架剪力墙结构、抗震结构设计中的预应力及平板楼盖的设计是高层建筑地下室结构设计的重要组成部分，通过对这四个部分的分析，可以得出结论： 在高层建筑的施工中，除了要考虑地基和高层结构的整体性和提高地基的承载能力外，还要有效地控制施工过程中的混凝土开裂，通过合理的施工和科学的设计，确保地下室结构的安全稳定。

1、地下室的混凝土浇筑设计

对于地下室的混凝土浇筑，首先要注意混凝土的配合比。在转换层的混凝土强度等级应为c40，同时要采取商品性的混凝土，使用强度等级系数为43的普通硅酸盐水泥，这种水泥的质量相对稳定，同时泌水性较小，保水性较强。特别适用于泵送混凝土。在进行调配的时候，要控制粗细骨料的用量以及质量，同时要掺入一定的粉煤灰以此来减少水泥的使用量，尽量控制混凝土温度裂缝出现，降低水泥的水化热现象，改善混凝土和易性，也可以掺入大约6%的微膨胀剂，使用这种膨胀剂可以补偿混凝土的收缩现象。通过加入以上用料可以有效的控制混凝土裂缝的出现。如果想要提高混凝土前期的强度值，可以通过加入一定量的缓凝早强减水剂，控制混凝土的初凝时间。混凝土的入坍落度要控制在150-170mm之间，水灰比要控制在0.5以下。

2、框架剪力墙结构的设计

在进行框架剪力墙的结构设计的时候，除了要符合国家规范中有关框剪结构的设计规定之外，同时框架和剪力墙的布置也要符合相关的规定。框架剪力墙结构应设计为双向的抗侧力体系，它的主体结构构件之间应尽量避免铰接，而对抗震的设计中，双向的主轴方向应布置为剪力墙，框架的柱与梁中线之间的偏心距离不应大约柱宽的一半，梁与柱应与剪力墙的中线重合。

对于框架剪力墙结构中剪力墙的设计应符合以下要求：第一平面形状的凸凹程度较大时，需要在凸出的部分的端部布置剪力墙。第二剪力墙的布置应该分布均匀。由于单片墙的刚度较为接近，长度较长的角力墙应该设计洞口和连梁形成双肢墙或者是多肢墙，同时单肢墙和双肢墙的墙肢长度不应大于8m，同时每段剪力墙的底部承受的水平力产生的剪力不应超过总剪力的50%[3]。第三就是纵向的剪力墙应布置在单元结构中间位置中，当房屋的纵向长度较长，就不要集中在两端布置纵向的剪力墙，否则在平面里的部分地方就要进行浇缝从而降低混凝土硬化过程产生的收缩应力的影响。同时还要注意的是要加强屋内的保温工作以此来降低温度变化对剪力墙的影响。第四就是要注意剪力墙的间距不应过大，要保证楼盖平面刚度的需要。横向的剪力墙在沿着竖直方向应满足规范的要求，在剪力墙之间的楼盖出现较大的开动之后，剪力墙之间的间距应该适当的减小。纵向的剪力墙一般不要集中布置在两个顶端。剪力墙上面的洞口应该布置在截面的中间位置，避免出现在端部或者是柱边附近，而洞口到柱边的距离也不应小于墙厚的2倍，开洞的面积也不应大于墙面积的一半，洞口需要上下对齐，上下洞口之间的高度不应小于层高的1/3。

3、抗震结构设计

对于抗震结构，首先要保证横墙的数量要多，之间的间距要小，这样房屋的空间刚度才会变大，抗震性能才能加强。这样就需要砌体房屋采取横墙承重或者是横墙与纵向共同承重的结构体系。横纵墙的布置需要相对均匀对称，在沿着平面的方向要尽量对齐，沿着纵向的方向要上下连续，避免在平面和纵面出现突兀的变化以及不规则的形状，在同一轴线的窗户之间墙壁宽度应力要尽量均匀布置。

防震縫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，一般在50-100mm左右，防震缝也要与沉降缝，伸缩缝统一考虑，但是沉降缝与伸缩缝的具体尺寸应以抗震缝为主。

一般的高层建筑纵向的尺寸很大，同时纵向之间的间距相对较小，因此无论是哪种类型的高层，它的纵向水平变形都不是很大，可以忽略不计，在进行设计地震建剪力分配时，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。

地震对于高层建筑的破坏主要几种在以下几个部位，分别是纵横墙的连接处，房屋平面的凸凹处，楼梯间的墙体，房屋的变形缝以及钢筋混凝土的预制楼板，由于在设计的过程当中，容易出现设计的墙体强度较低，材料之间的粘结性较弱，导致它的抗拉，抗弯以及抗剪强度较低，对于水平的地震力承受能力不是很强，当地震烈度加大时，就会出现开裂，甚至倒塌，危险性极高。针对这些方面的问题，应该对墙体的实际情况充分考虑，设计的时候要加入对地震造成破坏的考虑，加强抗震构造的措施，保证施工的质量，只有这样，高层建筑才能够具备一定的抗震能力。

4、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，要充分考虑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：

随着城市建筑步伐的不断加快，高层建筑所占比例越来越大。在高层建筑设计中，如何实现地下室结构的优化设计，已成为当前必须思考的话题，以此保障建筑结构整体安全性、稳定性。

参考文献：

[1]杨雪中，王德军，刘泽东.现浇预应力空心楼盖的设计与施工[J]，2008，4（5）：12-13.

[2]高海，曹宪庭.后张无粘连预应力混凝土楼盖设计中的若干问题探讨[J].冶金矿山设计与建设，2010，32（5）：56-57.

[3]闫燕，童占荣，吴秀强.对陕西投资大厦工程建设进度方案的优化分析[J].西北建筑工程学院学报，2009，17（4）：56-57.