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摘要：建筑地下室的结构设计对整个建筑的质量有着重要的影响。因此，在设计中应予以重视。只有提高地下室结构的质量，防止可能出现的问题，才能提高抗震和防水能力。地下室结构的合理设计不仅对缓解土地资源紧张有着重要的影响，而且给人们提供了更美观更实用的空间。因此，地下室结构优化设计具有广阔的发展前景。本文对建筑工程地下室结构设计分析进行了探讨。
关键词：建筑工程；地下室；结构设计；要点
由于地下室的特殊位置，其结构设计是较复杂的设计问题，还有许多细节有待研究和完善，这是结构设计人员不能忽视的重要环节。设计时既要满足功能要求、安全可靠、经济合理，又要满足地下室结构抗渗这一特殊要求，以保证其正常使用。因此无论是从技术还是从经济的角度讲都需要我们更深入地研究地下室结构设计的技术问题，提高设计水平，才能获得经济、合理、安全的设计成果。
1 地下室结构设计难点概述
在建筑工程中，地下室结构承担着建筑物基础的功能，因此涉及的范围十分广，这就要求相关设计人员要重点掌握好地下室的结构设计，并且还要对消防、通风、采光、排水等方面进行全面考虑，以保证地下室结构设计的质量。而现阶段我国城市化进程的加快，高层建筑如雨后春笋般不断涌现，因此地下室的底盘较大，所以塔楼部分的抗浮问题出现得较少，相对而言，抗浮问题较为普遍地出现于裙房和地下室部分，其表现为抗浮不满足要求。另外，一些设计师在进行地下室结构设计时，对抗浮设计的相关问题考虑得较为片面，缺乏对洪水期和施工过程的重视，从而出现由于抗浮不够引起施工中的局部破坏性问题，由上可知地下室结构设计的难点以及需要考虑的问题众多，因此，需要引起相关设计人员的重视。
2 现代建筑地下室结构设计的原则
2.1 一定要选择合理的地下室结构计算简图
在进行现代建筑地下室结构设计时，最重要的一个依据就是地下室结构计算简图。所以，一定要将此重视起来。如果由于不谨慎，选择了一个不合理的地下室结构计算简图，那么就会使得建筑地下室在缺乏科学依据的基础上进行地下室的结构设计，从而会影响到整个建筑物的施工质量。
2.2 在设计地下室结构时一定要在合理性的基础上进行
在对现代建筑地下室结构进行设计的过程中，要将建筑物的整体功能与建筑物所在区域地理环境的特征充分的结合在一起，对影响地下室结构的周围的环境以及条件进行详细的分析，最后将各种因素综合的考虑在一起，选择出最合适，最科学的设计方案。
2.3 要保证现代建筑地下室结构设计方案的合理性
在对现代建筑地下室结构进行设计时，要将建筑物的特点充分的考虑在其中，根据建筑物本身的特点选择适合本建筑的地下室的结构形式，从而对地下室结构的设计方案进行合理的优化。
3 建筑工程地下室结构设计的要点
3.1 结构平面设计
高层建筑的地下室结构设计，需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。例如地下室的长度超过设计规定的长度时，需要与结构专业配合，确定是否设置变形缝，通常应尽可能少设或不设变形缝，因为设置变形缝会使得变形缝处的防水处理变得复杂。设计人员可以通过设置后浇带和合理使用混凝土外加剂或地上设缝、地下不设缝等方式，达到不设缝的目的。若地下室过长，依靠设置后浇带的方法难以解决，设计时可合理地调整平面，通过分割地下室，用较窄的通道相连，以满足使用及管道相连的要求，而将变形缝设置在通道处，这样可以使接缝较少且处于受力较小处，便于补救。在结构设计时应合理地设置采光通风井，若采光井位置设计不当，也会影响地下室的结构稳定功能。
3.2 抗震设计
一般结构中的地下室，地下室层高的1/3 应大于对应的高出室外地坪的顶板的高度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据《建筑抗震设计规范》中明确提出的中上部嵌固结构的6.1.14 地下室设计顶板，应该满足两个条件：
3.2.1 避免在地下室顶板上开大口；在地上结构的相关范围，地下室的顶板应该应用更为坚固的现浇梁板结构，与之相关范围之外的地下室顶板也应该采用现浇梁板结构；其楼板的实际厚度不能小于180 毫米，C30 应作为最小混凝土强度等级，双层双向配筋应配合使用，且每个方向的每层配筋率至少为0.25%；
3.2.2 对于结构地上一层而言，其侧向刚度应小于地下一层侧向刚度相关范围的0.5倍；与其顶板相连的地下室周边应有周密设计施工的抗震墙。
3.3 地下室抗浮、抗渗设计
地下水位及其变幅是地下室抗浮设计的重要依据。实际在地下室抗浮设计时仅考虑正常使用的极限状态，而对施工过程和洪水期重视不足，因而会造成地下室施工过程中因抗浮不够而出现局部破坏。另外，在同一整体大面积地下室的上部常建有多栋高层和低层建筑，由于地下室的面积较大、形状又不规则，且地下室上方的局部没有建筑，此类抗浮问题相对难以处理，须作细致分析后再进行处理。地下室结构设计除应满足受力要求外，抗渗也是其中一个重点。由于钢筋混凝土结构通常带裂缝工作，要达到抗渗目的，一般可采取以下措施：
①补偿收缩混凝土。在混凝土中掺微膨胀剂，以混凝土的膨胀值抵消混凝土的最终收缩值。当其差值大于或等于混凝土的极限拉伸时，即可控制裂缝。
②膨胀带。混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会完全补偿混凝土的早期收缩变形，而设置补偿收缩混凝土带可以实现混凝士连续浇注无缝施工。
③后浇带。后浇带作为混凝土早期短时期释放约束力的一种技术措施，较长久性变形缝已有很大的改进并广泛应用。
3.4 地下室外墙结构设计
地下室外墙所承受的荷载分为水平荷载和竖向荷载两部分。在实际的设计中，竖向荷裁对抗震能力一般不起任何的作用，因此，在设计中只考虑水平荷裁的抗震能力就可以了。另外，对静止土压力来说，必须通过有效的验证来确定。当静止土压力不具备验证条件时，则需取砂土0.34～0.45，粘性土可取0.5～0.7进行实验；此外，在进行地下室外墙配筋计算时，对于带扶壁柱的外墙，在计算时要通过双向板的平均值来计算配筋的；扶壁柱计算则是按地下室的总体结构进行计算分析，并将所得结果进行配筋使用的，其并不按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。另外，根据外墙与扶壁柱的变形协调原理，设计会出现外墙竖向承受能力配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋则有富余量等情况。因此，在地下室外墙的配筋计算时，对于垂直于外墙方向有钢筋混凝土和内隔墙相连接的外墙板块部分或外墙扶壁柱截面尺寸较大的外墙板块部分，比如高层建筑外框架柱之间，要按双向板计算配筋，其余的按照竖向单向板计算方可。
3.5结构超长设计
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如下：
设置伸缩后浇带。普通伸缩后浇带一般宽度在八十至一百厘米，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。
除了伸缩后浇带以外的其它措施，包括：①混凝土内掺加微膨胀剂。②超过六十米的地下室结构设置膨胀加强带。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，在应用上述所讲的办法，并进行合理施工，其应对结构超长的能力已经超过了设计规范上要求数值。
3.6地下室顶板的结构设计
地下室顶板的设计十分的重要，地下室的顶板连接了地上建筑部分和地下建筑部分，地下室顶板的质量和性能都关系着建筑物地上部分和地下部分的协调性。在进行地下室顶板设计时，通过合理有效的计算来选择不同顶板的厚度和顶板的结构体系。同时还要进行考虑的是建筑工程的造价和施工的难易程度。顶板的设计尽量采用现浇梁结构体系，对于作为上部嵌固端的顶板，其板厚及配筋等构造措施还需加强。
总而言之，建筑地下室工程所涉及到的内容是多方面的，并且比较复杂。目前，在大多数的建筑工程中，地下室设计都是非常重要的内容。在进行建筑地下室结构设计时，需要将地下室的功能、要求、抗震、抗浮、抗渗等很多因素综合的考虑起来。既不能影响地下室的使用，还要保证其工程质量能够达到标准要求。为了从根本上提高建筑地下室的施工质量，就要加强对建筑地下室的结构方面的设计，以此来强化建筑地下室的功能。
参考文献
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[2]包小波. 地下室结构设计分析[J].居业.2016（12）
[3]金建. 关于建筑工程地下室结构设计的分析与探讨[J].四川水泥.2017（04）
论文作者:闫洪礼
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/28
标签：地下室论文; 结构论文; 顶板论文; 结构设计论文; 外墙论文; 建筑论文; 混凝土论文; 《建筑学研究前沿》2018年第32期论文;