关键词：高层建筑；地下室；抗震设计
引言
随着社会的发展和生活水平的提高，城市里出现了越来越多的高层建筑。由于不同地方的地形、建筑类型和结构都不同，还要考虑到防火、防水、防震、人防等因素，高层建筑的地下室抗震设计具备了多样性和复杂性的特点，因此必需给予高度的重视。
1地下室结构设计的原则
地下室的结构设计在整个建筑结构设计中的重要环节，其不仅要发挥正常功能，还要承担来自地面的压力荷载，在设计中稍有不慎就会给整个建筑质量造成较大影响。因此，在建筑地下室结构设计要遵循的以下原则:(1)地下室结构计算简图的选择的合理性:计算简图作为建筑地下室结构设计的重要依据，因此，在选择上要重视，倘若计算简图选择不合理，就会使得建筑地下室结构设计缺乏科学依据，进而使得建筑的整体质量受到影响。(2)地下室结构基础设计的合理性:在地下室结构基础设计过程中，必须结合建筑物所在区域的地质地理环境特征，来分析地下室周围环境对地下室结构的影响及对地下室建设条件的影响，最后在综合考虑各种因素的基础上，选择最适合和科学的设计方案。(3)结构设计方案的合理性。在地下室结构设计中，应充分考虑高层建筑的特点，合理选择高层建筑的地下室结构形式，保证设计方案的优化。
2地下室的抗震设计应注意的问题
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。
在整个结构设计中，抗震设计是一个非常重要的内容，所以在抗震设计过程中，应防止任何缺陷，否则整个建筑物的抗震性能会带来直接的影响。在实际设计中，主要是地下室结构计算、强度和抗震等级框架柱设计内力设计值、地下室混凝土结构的抗震承载力的发展，以及相关的设计根据建筑设计标准严格，如果是高层建筑的设计，要进行必要的抗震设计处理。通常，在抗震设计中，应切实掌握以下设计要点:(1)根据剪切刚度比，采取措施加强对框支层、薄弱层将转移到转换层、过渡层，多个相邻层应根据框支抗震墙结构进行设置，并且加强层的数量不应超过两层；(2)为了降低过渡层的高度，可以采用箱形结构转换层；(3)大空间的上部剪力墙结构为框架剪力墙，所以为了保证抗震性能，必须加强剪切刚度比的控制，和传力结构的刚度比应为1，以下层增加了转换层的刚度能保证强震面仍处于良好的弹性状态；(4)由于抗震规范对设置的框支抗震墙结构在框支层数方面存在限制，框支剪力墙结构框架的设置规范，所以应尽可能加强框架层的承载力和刚度和强度，以保证良好的弹性状态下的地震。(5)对于框架支撑层，有必要采取措施提高剪力墙的延性，如增大配筋率、增大配筋率等；(6)框支柱延性和变形能力要尽量提升，最好是将其设计为钢筋砼柱。
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3工程案例
3.1工程概况
以某小区带有地下室的高层建筑施工为例，在该住宅小区的用地范围内，带有1层地下停车库，层高4.5m，主楼竖向结构直落地下室，余地下室为框架结构。楼16层高，框剪结构，平面布置差别不大。此外，抗震设防为8度，Ⅲ类土。基础为预应力管桩，基坑自然放坡开挖。
3.2高层建筑地下室抗震设计要点分析
3.2.1对建筑的结构形式进行科学选择
在进行高层建筑抗震设计时，首先要考虑到抗震结构体系的选择。一般来说，抗震结构体系可以按照工程结构材料、结构形式等因素来进行划分，如实际施工中较为常见的砌体结构、钢筋混凝土结构；或框架结构、剪力墙结构等等。在对抗震结构体系进行考量时，需权衡工程项目的经济及技术因素，要综合分析抗震设防烈度、高度，施工项目成本，以及施工条件环境影响等诸多方面的问题，深入细致的结合具体工程实践进行研究，最终选择最佳的建筑抗震结构体系。
3.2.2对建筑的结构材料进行科学选择
对于高层建筑项目而言，建筑结构材料的选择需综合考虑多方面的因素，这其中抗震因素就是一个重要方面。如果仅就抗震设计的角度而言，在进行结构材料选择时，应首选材质均匀，强度高，轻质的结构材料。另外在构件的连接方面，应能够保证构件相互间具备良好的连续性、整体性和延性，这样可以使结构材料的全部强度都得到发挥。就目前现有的材料结构而言，具有比较良好的抗震性能的材料结构包括钢结构，型钢混凝土结构，混凝土－钢混合结构等等。在实际的抗震设计中，需结合高层建筑的具体施工实际情况来进行选择设计。
3.2.3保证地下室结构及构件的强度与延性
在一般地震过程中，由地震动所导致的结构震动是地震破坏地下室结构的主要原因。基于这一认识，在高层建筑地下室抗震设计中，就可以考虑将地基传入结构的震动能量控制在最低范围内，同时让结构自身具有良好的强度、刚度与延性，以此来达到抗震的目的，满足抗震设计的要求。目前在许多建筑工程的抗震设计中，在重量、刚度条件不变的情况下，很多设计人员都是通过提升总体强度与延性的手段来提升抗震效果，并取得了良好的作用。因为一般来说，刚度因素对应的是结构变形问题，而强度和延性因素则是关系到结构抗震水平的关键。
3.2.4科学选择施工场地环境与平立面
施工场地的实际环境会给抗震设计带来直接且重要的影响，而由于施工场地情况不佳所造成的震害一般会比较严重，通过施工措施也难以完全弥补。在建设带有地下室的高层建筑项目时，必须对工程场地进行全面细致的调研，通过实地勘察了解地形地质情况，选择有利于抗震设计的场地来进行施工，例如，开阔平坦，地质坚硬的场地段；同时要避免在抗震危险地段进行项目施工，如软弱场地、易液化土、人工填土等条件。另外，在抗震设计时要注意房屋体形的规则对称，这样可以提升抗震能力，降低地震危害。
结束语
高层建筑为人们的生活提供了更多的空间和更多的可能性。在高层建筑设计中不应只关注地上部分的设计，也应该重视其地下室的设计。而抗震设计作为其中关键环节必需给予高度的重视，而本文对此进行了探讨，仅供参考。
参考文献
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[4]胡庆昌.带地下室的高层建筑抗震设计[J].建筑结构学报,1993,(02):54-58.
论文作者:吴高发
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第7期
论文发表时间:2017/8/29
标签：地下室论文; 结构论文; 高层建筑论文; 延性论文; 刚度论文; 建筑论文; 结构设计论文; 《建筑科技》2017年第7期论文;