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摘要：随着高层建筑的快速发展，建筑工程地下室的设计越来越具备多功能的作用，地下室结构平面设计、 外墙结构设计和防水、抗震设计技术日渐能够满足建筑设备用房和汽车停车场的需求，还能从经济上和技术上做到协调和适用的同步发展。本文根据地下室结构在设计中遇到的问题，具体分析了地下室结构的各方面设计方式。
关键词：建筑工程；地下室；结构设计
从目前来看，一般较高的建筑都设有地下室，而且随着建筑技术的不断发展，建筑的地下室层数也在逐渐增加，可以说，建筑工程地下室结构的设计，一直是建筑设计中不可缺少的一部分内容，也是在设计过程中相对较难的内容。对建筑工程地下室设计中的重点和难点的讨论，有助于提升行业内建筑设计工作者的地下室结构设计能力，提升建筑的整体质量，也有助于提升我国建筑工程设计中地下室设计的整体能力。地下室在设计中，需要关注多个关键点，即重点考虑的问题，只有正确处理和应对这些设计中的关键点，才能真正实现建筑地下室结构设计的质量提升。
1 、地下室结构的组成
建筑地下室有很多的种类，按照不同的应用方式以及不同的建设标准，建筑地下室也被划分为不同的类别，就地下室本身所具有的功能来说，建筑地下室可以被分为普通地下室以及防空地下室量两种。而根据顶板的设计标准高度来说，建筑地下室可以被划分为半地下室以及全地下室两种。另外，依据地下室所采用的设计材料的不同，也会被区分为砖混结构地下室以及钢筋混凝土结构地下室两种。一般来说，地下室结构通常由底板、 顶板、 外墙、 采光井以及楼梯等多个部分构成，顶板在进行设计的时候，采用的材料通常为现浇顶板等，而顶板在设计的时候，一般需要被控制在合理的范围内，厚度值要通过首层荷载的具体情况来进行求取。而底板要尽可能的设计在高于地下水位之上的地方，在没有压力阻碍的作用下，充分的考虑到地上建筑的设计情况，从而再针对地下室底板进行设计。如果底板要设置在地下水位之上，那么就需要对地下水所具有的浮力进行详尽的计算，并且要采用相应的措施来对底板的强度以及刚度进行计算。同时，地下室外墙的厚度要尽可能的控制在合理的范围内，通常而言，外墙厚度应该控制在 30cm 以上。地下室也需要进行通风，为保障建筑地下室的干燥，目前的很多地下室都会设计门窗。地下室的门窗通常都与地面保持平齐，并且为保障通风的顺畅性，还设置了采光通风井。这些采光通风井在应用的过程中，要想能够具有良好的应用效果，还需要在每个窗户附近都设置相应采光井。楼梯是连接地上建筑与地下建筑的主要通道，在设计的时候，无论地下室面积的大小，都要设置较为宽敞的楼梯，能够容纳较多的人同时通过，这样是为了能够在建筑出现危险的时候，人员可以迅速的通过地下室逃脱。
2 、建筑工程地下室结构设计应当注重的问题分析
2.1 抗震设计
通常来讲，地下室的抗震设计常遇到的问题有。 一般来讲地下室抗震设计中较为常见的问题为：在多层建筑中，地下室的埋深不够。 房屋的层数加上地下室在内已经达到八层，层数与高度都已经超过设计标准要求。 地下室的顶板是上段结构嵌固。地下室的抗震等级应当和地上部分相同。若地上结构的抗震等级是二级，则地下部分的抗震等级也应当是二级。
2.2 抗渗抗浮设计
如果是在地下水位浅，或者在雨水相对较多的地区进行施工，那么，对于地下室层数为一到二层的建筑来讲，常规都要考虑到使用阶段的抗浮问题。 纯地下室的部位，以及裙房部位有可能存有抗渗抗浮不符合要求的情况出现。 均对这种实际情况，应当采取下面的几个措施来应对：
（1）在设计条件允许的前提下，尽可能地提高基坑底设计标高，这样可以起到降低抗浮设防水位的目的。 高层建筑基础底板应当应用梁板筏板基础或者是平板阀板基础。
（2）倡导应用无梁楼盖与宽扁梁。 常规宽扁梁截面高在跨度的十六分之一和二十二分之一中间。 宽扁梁可以有效降低地下部分高度。 这样，在降低抗浮水位上就占有一定的优势。
（3）强化抗渗抗浮设计的另一个有效办法是增大地下室自重。 这个办法大体有三种情况：其一是基板加载，其二是边墙加载，其三是地下室的顶板加载。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆 这种办法的特点是设计与施工都相对简单。 但是不足之处在于当建筑物需要抵挡较大的浮力时，因为混凝土和相关的增重材料需求量太大，而使施工费用增加。
（4）设抗拔桩。
此办法是抗渗抗浮设计加很常用的方法之一。 抗拔均一般情况都要嵌入到埋藏浅嵌入坚硬的基岩之内。 因为受施工条件和造价因素的制约，抗拔桩入岩一般不深，这就需要施工过程中对桩端进行灌浆处理。 若上覆土层厚度太大，抗拔桩进不到基岩处，那就需要在桩下部设扩大头，提高抗拔桩的抗拔能力。
2.3 结构超长的处理办法
因建筑总体设计要求，地下室的结构时常会出现超长现象。 很多情况都会超过40～60m。 虽然在温度影响的角度来看，地下室受的影响相对来讲较小，但是周边环境对于地下室的约束力较大，所以应当采取有效的防止裂缝设计。 当下较为成功的做法有下面数种。
（1）安设伸缩后浇带。 普通伸缩后浇带一般宽度在八十至一百公分，钢筋不被切断。 而对平面尺寸超长的结构，应当设置断开钢筋的后浇带。 其宽度应按搭接钢筋需要的最低尺寸同操作空间的实际情况确定。
（2）除了伸缩后浇带以外的其它措施，包括：①把微膨胀剂掺到混凝土内。 ②超过六十米的地下室结构安设膨胀加强带。 ③采取相应办法提升钢筋混凝土抗拉力。 目前，在实际工作中，已经建成的多个建筑，在应用上边所讲的办法，并进行合理施工的前提下。 其应对结构超长的能力已经超过了设计规范上要求数值。
2.4 地下室外墙部分的结构设计对于地下室外墙的结构设计，我们应当把重点放在土、 水压力的计算上。 在设计施工时应池注意下面的几点要求。
（1）承载能力。 地下室的外墙所要承受的压力来自水平和垂直两个方向。 水平承载力包括地面荷载和侧面的土压力荷载。而垂直承载包括地下室以及上部楼盖传重和本身自重。 实际上的工程设计当中，风荷载与垂直承载一般起不到控制作用。 墙体的配筋主要是受垂直墙面水平承载产生的弯矩所控制。 要按照墙板弯曲计算配筋。
（2）静止土的压力数值。 这在实际施工中应当做具体的实验来确定，如果没有实验条件，那么应把砂土系数值取在0.34至0.45之间，把粘性土系数值取在0.5至0.7之间。
（3）外墙配筋计算办法。 关于带扶壁柱外墙，不按扶壁柱尺寸计算，而是按双向板对配筋进行计算。 由外墙和扶壁柱协调变形的机理，此设计会使外墙垂直配筋少、 扶壁柱配筋不足，而外墙水平布筋产生富余。故而求地下室外墙配筋数量时，按双向板求取配筋的办法为宜。
3、地下室结构设计难点概述
在进行建筑工程地下室结构的设计工作之前，需要全面考察建筑物的周边环境和地理位置情况，随着地下室结构建筑层数的增加，其所处的位置也在不断加深，所以，在建筑物地下室结构的设计中，首要的参考因素就是其所处的地质环境。设计人员需要按照考察和计算所得数据进行详细的分析和研究，以得出最佳的设计方案。同时，建筑工程的地下室结构设计工作复杂性也较强，需要综合考虑各项实际因素，包括采光、 通风、 坑道、 防水防火、 使用功能等等，设计时要综合运用相关学科的知识。
4、结语
地下室的设计必须满足安全、 适用的合理设计原则，作为高层建筑的嵌固部位，必须要满足地下室外墙的刚度，确保各层板的顶板厚度符合标准的设计要求，从而使地下室成为一个坚固的箱体。从另一角度来看，地下室结构设计的合理利用能够更加有效地开发地下空间，增大对土地的利用率，为逐渐紧缩的土地资源带来新的发展前景。
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论文作者:张岩泉
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/7/29
标签：地下室论文; 建筑论文; 外墙论文; 结构设计论文; 结构论文; 顶板论文; 建筑工程论文; 《基层建设》2016年9期论文;