哈尔滨工业大学建筑设计研究院 150090
摘要：在建筑结构中越来越多的出现了地下室结构，这一部分的设计和施工也成为了建筑结构施工中非常重要的一部分，在地下室结构设计的过程中要考虑到诸多因素对该结构的影响，如果设计中出现了一些问题就会使得整个地下室结构存在很严重的安全问题，本文主要分析了建筑工程中 地下室结构设计，以供参考和借鉴。
关键词：地下室工程；结构设计；难点
当前我国城市化水平不断提高，城市中的人口数量不断增长，在这样的情况下，人们对住房的需求量也在不断提高，但是我国当前的土地资源是十分有限的，所以为了更好的利用我国的土地资源，地下室结构也成为了当今建筑结构中非常重要的一个结构形式，地下空间结构和地上的空间结 构在很多方面都存在着不同，所以在设计工作中一定要能够更好的保证设计的质量。
一、地下室结构设计的难点概述
地下室的设计中需要考虑很多的因素，比如，采光和防火以及使用功能等等对于高层建筑来说，地上的部分不会出现太大的问题，但是地下室结构却经常会出现一些问题，在地下室施工的过程中往往对洪水期的防洪功能都不是非常的重视，同时地下室防水也是一个系统性和综合性都很强的 施工过程，在这其中要包含很多因素，所以地下室结构的设计中也出现了很多的难点，通常而言主要分为三个方面，首先是结构的平面设计，其次是结构防震功能的设计，再次就是结构的防渗设计，最后是外墙结构的设计。
二、地下室工程结构设计探讨
1、建筑物的埋置深度
建筑物设置地下室对建筑结构本身有着非常明显的好处，首先它能够利用土体自身的特性，降低结构本身出现滑移的几率从而使得建筑结构上部的稳定性更强，其次是能够很好的减轻土体在结构中所占据的重量，这样也就在很大程度上减小了地基的沉降现象，同时还能减轻地震对建筑物结 构带来的负面影响，提高建筑的抗震性能，如果地下室的刚度和强度都能够满足相关的标准和要求，它还可以成为地基中十分重要的一部分，能够增强地基自身的承载力，使建筑结构更加的稳定。如果建筑是建设在岩石地基上，其预埋的深度应该足够抗滑的要求。
2、建筑物的结构嵌固因素
首先应该对嵌固的具体位置进行确定，在对结构的上部进行计算时，它的准确性会严重影响到嵌固位置到地基的弯矩值，所以它对于结构分析的准确性有着十分重要的作用，，同时对建筑物建设中所体现出来的经济性也有着非常重大的影响，在设计的过程中应该主要对以下几个因素进行重 点的考虑和重视：
（1）建筑上部的层数和设防的烈度。如果结构受到了地震作用的影响，建筑上部的层数越多，其自身设防的烈度也就越高，同时，建筑结构下部也会产生非常大的剪力，在这样的情况下就需要非常强的刚度和整体性对建筑上部所承受的剪力进行分散，这样建筑结构自身的刚度和强度才能得 以提升，否则，建筑自身的稳定性和安全性都会受到非常大的影响。
（2）地下室的结构体系。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果地下室结构是混凝土剪力墙结构的时候建筑上面的地震剪力主要是由地下室的墙体来承担的，这样也就使得地下室顶板对力的传递和分散作用微乎其微，所以通常也不将其纳入到考虑之中，通常地下室的顶板厚度主要取决于其在垂直方向上所承受的剪力，如果 地下室是框架结构或者是框架剪力墙结构中的地震剪力主要是通过上部的抗震结构进行分散和传递，这种情况下就需要建筑的楼板具备很高的刚度和强度。
（3）地下室顶板的楼盖体系
在建筑施工中我们经常使用的楼盖体系主要有梁板楼盖和平板楼盖两种，如果楼板的厚度完全相同，楼板的刚度会严重影响到建筑的刚度和整体性，站在建筑结构体系的角度上来说通常量梁板式楼盖的整体性能要更好一些，当然仅仅考虑楼板的厚度也是不对的，在施工的过程中嵌固水平位 移法能够将地下室作为一个具有整体性的结构形式，嵌固的方位通常会选择在基础底板的位置，同时还要根据地下室结构和相邻结构的刚度比来确定对其水平方向上的位移进行计算。主要的楼板侧向刚度计算方法有三种，第一种是剪切刚度，第二种是剪弯刚度，第三种是楼层剪力和层间位 移的比值，三种方法实际的操作过程有很大的差别，所以要根据实际的情况选择适当的计算方法。在进行施工设计时通常会选择用第三种方式进行计算。这种方式和其他方式相比适用的范围更大，而且计算的精度也更高。
弹簧刚度法将上部结构与地下室作为一个整体考虑，嵌固部位取在基础底板处，并在每层地下室的楼板处引入水平弹簧刚度，其值的大小反映回填土对地下室约束作用的强弱。一般软件中设有参数“回填土对地下室作用的相对刚度比”，其含义就是回填土的约束刚度与地下室本身抗侧移刚 度的比值，若取值为0，表示不考虑回填土的约束作用；若取值在1到5表示回填土具有一定的约束作用，取值越大约束作用越强；若取值为负数m，表示地下室有嵌固部位，其下部的m层无水平位移。
3、回填土的约束作用
由于地下室一般都存在外墙，其侧向刚度大于上部结构。同时，地下室与室外土层接触面积大，在地震作用下，阻尼增大导致振动衰减，降低了结构的动力效应。此外，地震作用迫使与地下室接触的回填土发生相应的变形，导致土对地下室外墙及底板产生抗力，约束了地下室的变形，从而 提高了地下室的刚度。
地下室的回填土质量直接影响着基础的埋置作用。提高地下室四周的回填土质量，可以有利于吸收地震能量，减轻上部结构的地震反应，增强建筑物的整体稳定性。国内外的调查资料表明，回填土的压实系数达No．95以上时，建筑物地震反应减小的程度可达20％～30％。如果不能保证回填 土和地下室外墙之间的有效接触，将降低基础的侧向刚度和转动刚度以及土对基础的约束作用。因此，地下室四周回填土应均匀地分层夯实，根据具体的情况控制合理的压实系数，保证回填土的质量。
4、地下室的抗裂措施
由于地下室的混凝土体量较大，而有些地下室长度超过结构伸缩缝的最大间距，混凝土的干缩和施1二期间的水泥水化热将会导致墙体及楼板的裂缝。设计过程中一般可采用以下措施：
（1）设置施工后浇带后浇带作为混凝土早期释放约束力的措施已得到广泛应用。
（2）采用补偿收缩混凝土在混凝土中掺人微膨胀剂，以混凝土的膨胀值抵消其收缩值，从而达到控制裂缝的目的。
（3）提高构件的抗拉性能增加外墙水平分布钢筋的配筋率，减小钢筋间距。
5、地下室及地面的活荷栽情况
竖向荷载地下室与上部结构采用整体分析方法，不仅可以正确完成全楼的竖向导荷及内力计算，同时可以考虑地下室的变形对上部结构的影响，使计算结果更符合实际情况。水平荷载地下室在地面以下不受风荷载的影响。由地下室质量产生的地震作用主要被室外回填土吸收，只有小部分由 地下室构件承担。因此，在按照《建筑抗震设计规范》进行地震剪力调整时，地下室部分的最小地震剪力系数不满足要求时可以不调整。当室外地面有经静l生较大活荷载或振动荷载时，外墙应处于弹性工作状态，土压力应取静止土压力。在地震作用下引起地下室结构在室外地坪处的水平位 移和转角，这些强迫变位将引起作用于地下室外墙上土压力的增大，这部分增量往往难以准确量化，但在设计时应加以考虑。
6、结语
地下室结构逐渐成为了当今建筑结构中的一个常见的形式，它在当今这样一个土地资源紧缺的时代也发挥了非常重要的作用，地下室结构有其自身的特殊性，所以在设计的过程中一定要注意对关键环节的控制，保证设计的质量。
参考文献：
[1]李享，谭素群.地下室结构设计中的若干问题[J].山西建筑.2007（11）
[2]杜茂军.人防地下室设计若干问题探讨[J].当代经理人（中旬刊）.2005（05）
论文作者:刘洋
论文发表刊物:《基层建设》2015年8期
论文发表时间:2016/9/1
标签：地下室论文; 结构论文; 刚度论文; 剪力论文; 建筑结构论文; 作用论文; 楼板论文; 《基层建设》2015年8期论文;