朱琳
大有水木建筑设计（北京）有限公司扬州分公司 江苏扬州 225100
摘要：随着城市化进程的发展，人口逐渐集中到城市当中，又由于土地资源的紧张，建筑物纵向发展，也因此高层建筑项目骤然增加。而在这些建筑物中，尤以地下室的结构设计最为关键，其不仅可以保障地上建筑物的稳定性，而且还能提升建筑物的应用功能。本文也会对现代建筑中地下室结构设计特点以及要点进行详细的分析，并提出一些有效的设计优化建议，以便相关人士参考。
关键词：建筑工程；地下室结构；设计要点；分析探讨
在高层建筑中，地下室结构是一项不可缺少的重要组成部分，其可以直接影响到建筑物的稳定性和居住性能。因此，要想提高建筑工程的施工质量，前提条件就是要对地下室结构的设计质量进行全面的强化。相关施工单位不仅要选择专业资质高的设计单位进行合作，而且还要针对建筑地下室的结构特点，制定出科学完善的设计方案，这样才能确保地下室的设计质量，为其后续施工工作的顺利开展打下良好的基础。
1.地下室结构特点分析
目前，为了满足城市人口的居住需求，缓解城市用地资源紧张的局面，在当下高层建筑工程项目中，都会设计地下室。地下室的面积随着建筑物规模的扩大而扩大，进而使得地下室的使用功能也出现多元化，其由传统的储物功能逐渐向地下停车功能、地下商场购物以及人防等多功能方向发展。鉴于此，设计人员面临新的挑战，队设计人员的专业水平提出了更高的要求。所以可以看出，现代建筑地下室结构设计的特点主要归结为以下几点，即设计要求高、难度大、专业性强。
2.地下室结构的设计要点以及设计优化措施
2.1地下室的顶板结构设计
顶板结构是地下室结构的重要组成部分，也因此这部分的设计工作尤为重要，其必须作为首要设计任务来进行。因为地下室顶板属于建筑物上部结构中，稳定性最高的支撑部分，其刚度水平可以直接影响到其支撑的效果。所以在对该部位进行设计时，一定要掌控好地下室的顶板厚度，且要确保顶板厚度能够满足建筑物的人防需要。因此，可以将其厚度定位在160mm以上的范围内，并且要将地下室顶板作为建筑上部结构的嵌固端。此外，还要按照建筑工程的抗震等级设计规范来对混凝土的强度、楼板厚度、配筋率以及侧向刚度等进行充分的明确。并严格控制地下室的层数，使其不能少于2层，然后再采用梁板结构的设计方式来进行设计，这样才能达到理想的设计效果，提高地下室结构的设计质量。同时，要对地下室的结构参数进行精确的计算，尤其是嵌固端的参数计算，必须能够符合建筑上部结构的支撑要求，才能保证建筑物的稳定性。
2.2地下室外墙结构设计
在设计地下室外墙结构时，设计师必须要将外墙结构的荷载、静止土压力系数、外墙配筋等作为重要考虑目标。
首先，外墙结构荷载的设计，应着重对外墙结构的水平荷载和竖向荷载进行精确的计算。其中，水平荷载主要包括地面荷载和人防荷载；而竖向荷载则主要是指外墙自身的自重以及地上建筑及地下室所产生的传重。在实际设计过程中，设计人员应先从弯矩的计算入手，但因为外墙底部结构属于支撑性结构，且地下室层数为2层以上，所以还要结合外墙结构的分项系数，按照按多跨连续的原则进行计算，这样才能保证外墙侧壁底部的弯矩和相邻底板的弯矩相一致。此外，外墙底板的抗挖能力也要尽量高于侧壁的抗挖能力，并且厚度设计也要按照配筋率来进行，这样才能确保荷载计算的准确性。
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其次，外墙结构的静止土压力设计，应通过相应的实验来进行确定，但若是现场条件无法满足实验的顺利开展时，就要对沙土压力进行严格的控制，尽量使其保持在0.34-0.45之间，若是黏性土，则静止压力就要控制在0.5-0.7之间。
最后，外墙配筋率设计，应尽量以扶壁的尺寸为基准，按照双向板计算方法来确定外墙配筋率，并且还要利用单向板对其他部分进行计算，这样才能确保地下室外墙结构的设计质量。
2.3地下室抗震功能设计
抗震设计也属于整个地下室结构设计的重中之重，所以，在实际设计过程中，其必须确保设计方案的规范性和合理性，具体可以从以下几个方面入手：
首先，高层建筑物的地下室抗震墙结构通常以框支剪力墙结构为主，为了使其抗震性能得到最大化提升，就要对框支剪力墙结构的剪切比刚度进行严格的控制，即将转换层上下结构的剪切刚度比确定在1，而以下各层的剪切刚度比可逐渐加大，这样才能提高剪力墙结构的弹性，使其抗震等级达到最大化；其次，当剪切刚度比达到设计要求后，框支层结构的抗震性能也要进行相应的加强，这样就会导致薄弱层转移到转换层上面。所以，还要对转换层设计进行相应的优化，即每一层相邻结构的抗震等级都要根据剪力墙底部的抗震等级进行设计，且加强的层数不得高于2层，这样才能使转换层的抗震设计质量达到最大化；再次，要提高框支层结构的剪力墙延性，即提高分布筋的配筋率，并在角部相应位置处增加型钢，这样就会进一步增强地下室的抗震功能；第四，要对框支柱延性和变形能力进行有效的增强，并将框支柱设计为钢筋硅柱，以便可以最大化确保框支柱的弹性，保证地下室结构的设计质量；最后，要采用箱型结构转换层来降低转换层的高度，并对框支抗震墙结构的框支层数进行合理的控制。同时，还要进一步加强框支层的承载性能和刚强度，进而从根本上提高地下室结构的抗震功能，使整体建筑物可以有效应对各种强震风险。
2.4地下室抗浮功能设计和抗渗功能设计
当建筑工程施工现场的地下水位偏高，且地面楼层较低时，就要对其地下室结构的抗浮、抗渗功能设计进行全面的优化。相关设计人员不仅要按照荷载规范对地下室结构的强度进行准确的计算，而且还要对地下水水位的高度和变化幅度以及建筑物的使用期限进行全面的掌握。另外，还要充分考虑整个工程的施工周期及洪水期等因素来进行规划设计，这样才能避免抗浮设计不足的现象发生，保证地下室结构的抗裂能力。此外，当地下室结构的受力程度达到一定要求后，还要注重钢筋砼结构的裂缝问题，具体可以采取以下几方面强化措施对地下室结构的抗渗性能进行优化设计：
第一，要对收缩混凝土进行适当的补偿，如：UEA膨胀剂和HEA膨胀剂，以便可以通过混凝土的膨胀值来抵消混凝土的收缩值，当两者的差异与混凝土的极限拉伸度相接近时，就能很好的提升地下室结构的抗裂功能和抗渗功能；即可控制裂缝；第二，要合理设计膨胀带。尽管混凝土中的膨胀剂可以抵消很大一部分混凝土的收缩值，但却并未做到全部抵消。因此，为了进一步增强地下室结构的抗裂性，还要在相应位置处设置补偿收缩混凝土的膨胀带，这样才能实现混凝土无缝施工目标，避免地下室结构出现裂缝问题；第三，要全面提高钢筋混凝土的抗拉能力。即在混凝土结构中增加抗变形钢筋，如可在侧壁结构中增加水平温度筋，以便可以最大化提升在混凝土面层的施工强度以及负荷承载能力。同时，还要在墙体中部设置一道水平暗梁，并做好混凝土的养护工作，这样才能使混凝土的抗拉能力达到最大化，从而确保地下室结构的稳定性和抗压性。
结束语
综上所述，要想进一步提高建筑工程质量，就要对其地下室结构的设计工作给予相应的重视，不仅要根据地下室结构的特点进行全面的了解，还要牢牢掌握地下室抗浮抗渗设计要点、抗震设计要点以及外墙结构设计要点和地下室顶板的设计要点，这样才能在保质保量的基础上，突显出地下室结构设计的合理性，从而为整个建筑工程的稳定性和安全性保驾护航。
参考文献
[1]袁欢欢.浅析建筑工程中的地下室结构设计要点[J].环球市场，2018（09）：267-268.
[2]邓松志.建筑工程地下室结构设计要点分析[J].环球市场，2018（04）：169-170.
论文作者:朱琳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/17
标签：地下室论文; 结构论文; 外墙论文; 荷载论文; 建筑物论文; 混凝土论文; 顶板论文; 《建筑学研究前沿》2018年第35期论文;