中国的城市化速度不断加剧，土地资源变得日益稀缺起来，越来越多的建筑项目工程中设置了地下室。地下室作为建筑项目工程中一项十分重要的组成部分，为了保证建筑项目工程中地下室的施工质量，就必须从源头抓起，加强建筑地下室的结构设计。作为一名设计人员，更应该紧追时代的脚步，加强对建筑地下室结构设计的研究工作。通过保证地下室设计的科学性、严谨性、合理性以及可靠性的同时补充地下室的功能来提升建筑项目工程中地下室的设计水平。
1 建筑地下室结构中的问题分析
在最近的几年里，我国的建筑项目工程的规模不断的扩大，其地下室功能从最初的储存物品也开始变得得功能多元化起来。加之地下室工程涉及到的领域非常广泛，如人防、使用、防火、采光、给水等，这些复杂的设计因素需要各个专业知识的相互配合。建筑地下室的结构设计要求建筑地下室的设计人员不仅要有专业的设计知识，也要有着很强的实践知识，同时具有一定的超前意识，这就对相关设计人员的专业素养提出了更高要求。在大底盘的建筑物的使用时期，一般不会发生抗浮问题，但是对于地下室来说，因为其自重较轻，会发生抗浮不足的设计问题。
1.1 建筑地下室抗浮、抗渗问题分析
对于建筑地下室的抗浮问题，需要根据现场情况，进行具体的分析。首先设定抗浮设防水位，可再通过设置抗拔桩、抗浮锚杆以及增加地下室重量或是采取平板式筏板基础的方法解决此类问题。在建筑地下室中，还容易出现地下水渗漏的问题，为了达到抗渗的目的，可以通过增加钢筋混凝土拉力的方法，诸如采用增加抗形变钢筋强化混凝土或在墙体中设计暗梁。此外，应在地下室对的混凝土浇筑中适当增加微膨胀剂来补偿混凝土的收缩，同时保养混凝土的工作也不能放松，以防止裂缝的生成。
1.2 建筑地下室不均匀沉降问题分析
对于建筑地下室的不均匀沉降问题可以通过主体结构采用桩基础或整体基础的方法来降低建筑地下室的不均匀沉降量，采用人工处理地基的方法也可以降低地基处理的程度。通过不同基础形式的使用，使其优势互补，有利于设计方法以及相关计算工作的落实。
1.3 建筑地下室人防构件的问题分析
对于建筑地下室中的人防结构设计一定要注意保证人防构件最小截面尺寸符合国家规范标准和设计要求，同时使其顶板防护厚度与砼厚度都能起到防护作用。在建筑地下室的人防结构设计过程中还要考虑到人防构件与人防底板的荷载取值与控制问题，其防空的核爆动荷载也应列入考虑的范围之类进行等效静荷载法进行相关计算工作，以达到控制目标荷载的目的。
2 建筑地下室结构的设计
2.1 建筑地下室基础的设计
在对建筑地下室进行基础设计之前，首先要做的就是地质的勘探工作。通过对建筑地下室所在地质的勘探确定持力层。
2.2 建筑地下室顶板的设计
建筑地下室的顶板为整个建筑的水平约束支座，这就是说，建筑地下室顶板必须有足够的刚度才能满足真个建筑的水平约束支座的需求。只有保证建筑地下室的顶板厚度在160mm以上，才能保证建筑地下室顶板有足够的刚度，借此满足整个建筑水平约束支座的严格要求。
2.3 建筑地下室侧壁的设计
在对建筑地下室的侧壁进行设计时，需要考虑诸如防核爆等效静荷载、水土压力、建筑地下室结构自重、以及建筑地下室地面堆载等各种各样的影响因素。由于建筑地下室侧壁会受侧向土压力，地下水压力等各种不同方向荷载的共同作用，受力情况极其复杂，此种情况的特殊性要求设计人员对建筑地下室侧壁的力学模型进行科学合理的简化处理。当侧壁混凝土与土壤接触的厚度要达到4公分，其水平钢筋要配置于建筑地下室侧壁的外侧，而竖向钢筋应设置在地下室侧壁的内侧。但是在建筑地下室的设计过程中需要进行成本控制，所以建筑地下室侧壁厚度不应该设置的过高，只要满足侧壁荷载要求即可，这样可以减少砼的收缩应力。
2.4 建筑地下室选型的设计
为了满足建筑地下室设计既能够满足抗侧力刚度，使其侧移在规范之内，又要满足足够的承载力。这就要求建筑地下室的结构选型变成了一个综合复杂的过程，它不仅需要对结构的安全性进行考虑，还要对地基的承载能力进行考虑，与此同时还要进行成本的控制工作，此时的建筑地下室的结构选型已经不再是一个简单的结构问题了。
3 建筑地下室结构优化设计分析
地下室结构设计难点繁多，所以我们对于以上出现过的设计问题应该进行优化工作，从大方向来说就是：地下室抗浮、抗渗设计、抗震设计、结构平面设计以及外墙结构设计，下面我将对以前文中出现的问题进行详细的结构优化讲解。
3.1 建筑地下室抗浮、抗渗设计
由于建筑地下室的地下水位没有按照勘察报告确定或是斜坡道没有进行抗浮验算，并且与建筑地下室主体分缝没有进行处理，抗浮验算不满足国家规范要求。在建筑地下室抗浮设计的过程中地下水位和地下水位变幅作为其抗浮设计的重要参考标准，假如对地下水位和地下水位的变幅不加以重视，对洪水期的准备不充分，就会在建筑地下室的施工过程中出现局部破坏的现象，更有甚者将会连带周围地上的高层以及底层建筑物。建筑地下室因为其形状复杂，建筑规模较大，导致建筑地下室上方会出现局部建筑物空缺，无法满足抗浮设计的受力要求。
与此同时，抗渗工作也是建筑地下室设计中的一个重难点，钢筋混凝土结构往往会带有裂缝，为了弥补这些裂缝，可以在建筑地下室的混凝土浇筑过程中采取以下措施：
（1）后浇带
建筑地下室中后浇带的设计可以在混凝土浇筑早期就对其进行释放约束力。
（2）提高砼的抗拉能力
在建筑地下室侧壁中采取抗形变的钢筋，在混凝土的面层强化或设置暗梁抵抗拉力。
（3）补偿砼收缩
在建筑地下室的混凝土的浇筑过程中惨入微膨胀剂来抵消混凝土的最终收缩值。
（4）膨胀加强带
为了弥补增加微膨胀剂不能抵消混凝土中的最终收缩值，通过设置膨胀加强带的方法可以进行连续的混凝土无缝浇筑的施工作业。
3.2 建筑地下室抗震设计
一个建筑工程中，其地下室的相关抗震设计关乎到整个工程的质量以及安全问题，其很为关键的。通常来说，地下室室外地面以上高度应该比地下室的埋深要低时，才能在计算建筑物层数时，将其总高度从地面算起，不计建筑地下室的层数。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当建筑地下室出现标高变化超出梁高导致错层这种情况时，一定要对其进行及时的处理。否则不应因地下室顶板室内外板面标高变化处作为上部结构的部位。根据国家设计规范标准可以知道，无梁盖的地下室顶板不能作为上部结构部位。其中，建筑地下室剪力墙底部加强区应从包括地下层，地面开始依次往上计算，而建筑地下室结构计算恰恰相反应从上往下计算到满足国家设计规范要求的地下室底板或者楼层，其关于抗震的设计可以大概的分为以下三点。
3.2.1 嵌固部位
在建筑物的设计施工前，要进行一个嵌固部位的预先设定，这个虽然是假设的点，但是针对于后期受力不均衡所导致的结构侧移就麻烦了，因此对于嵌固部位的设定，确定是内部受力的准确性，很有必要，并且根据有关的《建筑抗震设计规范》等等说明，这四类情况可以进行地下室顶板作为上部的结构嵌固部位：（1）其地下室不下于两层并且其地下室的外墙都有于顶板相互连接的情况；（2）其地下室一层的侧向钢度不低于其地面上的第一层侧向钢度的二倍；（3）裙房以及地下室的主体建筑结构都应该于规范要求相符；（4）其地下室的所有内层顶板都应该拥有规范要求以上的钢度以及强度，并且对于地面上的结构所产生的地震压力，其内部可以通过结构均衡的分压。而假如其建筑对于以上的四类情况都不符合的话，除了B级的高层建筑之外，别的都可以以地下室的基础顶板当作为嵌固部位。
3.2.2 地下室的抗震等级
在把其顶板当作为嵌固部位的时候，其地下室的一层与面层上方的抗震等级应该相同，而在地下室的抗震等级则是每一层下降一级。而关于乙类型的建筑来说，六度时，其相应的抗震等级不能少于4级，而在七度的时候，其抗震的等级则不能少于3级，八度的时候则是不能少于2级。在关于丙类建筑，六级以及七级的时候，其相应的抗震等级不能少于4级，八度的时候，其抗震的等级不能少于3级，九度的时候则是不能少于3级。关于一个地下室来说，其上方没有主体结构的位置，对应的抗震等级宜设置三级或者四级。
而对于其顶板不能进行嵌固的时候，那在别处设置的嵌固部位楼层以及以上的地下室楼层其抗震的等级都应该相同，而对于设置嵌固位置以下的楼层则是根据上段所叙进行抗震等级的划分。
而假如其地下室是一个很大的底盘形状，并且其面层上是很多的独立楼层时，而选择嵌固的位置在其顶板之上的话，相应的抗震等级与地板的上方结构应该相同。针对于不同于之上情形的地下室，其应对照上叙内容。
3.3 地下室结构的相关计算
关于地下室结构的计算有很多，其中对于地下室结构的水平地震作用计算、结构构件的内力设计值、地下室顶板等等，这些都需要根据相关的规范进行计算制定区间值。
3.3.1 地下室结构水平的地震作用计算
对于其结构水平的相关地震作用计算来说，通常运用底部的剪力法，其主体结构、裙房和主体不分缝的总水平地震作用标准值，是以上部结构以及地下室的顶板地震作用标准值、其结构引起的总的水平地震作用标准值总和构成。当然，在裙房和主体结构有缝的时候，其地震作用力需要分开计算。
3.3.2 地下室结构构件的内力设计值
通过地下室其结构的地震剪力标准值，进行关于地下室结构构件的内力设计值的计算。
3.3.3 地下室顶板的计算
关于其顶板的计算来说，其需要根据相应的规范进行参照，比如在构造方面，厚度要大于等于一百八十毫米，双层双向的配筋则要大于等于百分之二十五等等。然后尽量减少大的洞口开洞，混凝土其强度则不能低于C30。根据这些规范进行相应的区间值设定。
3.4 建筑地下室结构平面设计
由于建筑地下室的结构设计需要考虑多重影响因素，如人防、使用、防火、采光、给水等，这些复杂的设计因素需要各个专业知识的相互配合。在建筑地下室的长度超过国家设计规范标准时，需要考虑是不是要设置变形缝的问题。但是设置变形缝会导致防水防渗工作变得难以处理，这就需要防水方面知识的参与。除了减少变形缝的设计外，还可以通过使用砼外加剂或者设置后浇带的方式来做到不设置变形缝减少防水防渗问题处理的目的。但是，建筑地下室的情况复杂，往往总不尽如人意，当其长度过长，无法通过砼外加剂或者设置后浇带来解决时，就需要将一个完整的建筑地下室进行区块的分割，将一个完整的大的地下室分隔为几个小的地下室片区。从而满足管道及使用要求，将变形缝设置在建筑地下室的通道之外，可以减少变形缝的受力同时缩减变形缝的使用数量，方便防水防渗工作的处理。通过合理的设置采光井和通风井可以在建筑地下室的施工过程中进行有效的采光与通风，假如采光井与通风井位置设置不当，就会因为不能将地震及风力传输下来而导致建筑地下室结构功能的丧失，使这个建筑地下室难以满足建筑埋深的需要。
3.5 建筑地下室外墙结构设计
在建筑地下室的结构设计中，由于外墙受到不同方向的水土压力，受力环境极为复杂，一直成为了设计中的重难点存在。我们在进行建筑地下室外墙结构设计工作中有以下三点需要尤为重视：
（1）荷载
建筑地下室外墙主要受到水平横向荷载以及竖向荷载，建筑地下室外墙的水平横向荷载主要包括侧向土压力荷载以及地面荷载，而其纵向荷载则包括含建筑地下室在内的整个建筑物自重。对于建筑地下室的竖向荷载我们可以进行选择性忽视，而对于建筑地下室的水平横向荷载则要予以重视，因为在风或地震作用下，墙体配筋主要以水平横向荷载的弯矩来定。
（2）静止土压力系数
通过采取0.6左右的粘性土，0.4左右的砂土进行静止土压力试验。
（3）地下室外墙的配筋计算
计算带扶壁柱的外墙配筋根据双向板来计算，扶壁柱根据整体电算分析结果。这样进行建筑地下室的外墙配筋设计会使外墙竖向受力筋配筋则会显得偏少、外墙的水平分布筋则会显得过多，而扶壁柱配筋则会显得不足。在计算地下室外墙的配筋时，一般形式的外墙基本都按竖向单向板计算配筋，除了扶壁柱横截面积较大的、有钢筋混凝土的或者内隔墙之间有相连的外墙板块垂直于外墙方向部分的外墙板块，需要按照双向板来进行计算。界定外墙水平分布筋则要凭借扶壁墙的截面积的大小进行计算，适当附加短水平负筋加强，在外墙的转角处也应进行适当地加强处理工作。
4 结束语
对建筑地下室进行结构设计尤为复杂，但作为一个设计人员，对于难度较高的建筑地下室设计需要迎难而上，把握住建筑地下室的设计要点，设计重点，对其设计内容全面考虑，进行合理设计，充分发挥建筑地下室设计人员的主观能动性，使建筑地下室在结构设计工作中，发挥其最大的战略效益以及社会效益。
参考文献
[1]曾禹.结合实例对高层建筑地下室结构设计分析[J].建筑工程技术与设计,2013(4).
[2]孟智刚.关于建筑地下室结构设计的分析[J].商品与质量建筑与发展,2014(8).
论文作者:袁燊
论文发表刊物:《红地产》2017年2月
论文发表时间:2018/12/13
标签：地下室论文; 建筑论文; 顶板论文; 结构论文; 荷载论文; 外墙论文; 侧壁论文; 《红地产》2017年2月论文;