摘要：在建筑工程中，地下室的结构设计主要有：防水设计、抗震设计、荷载设计、抗浮抗渗设计以及外墙设计等。此外，在设计高层建筑地下室时，设计人员应根据高层建筑实际情况，制定出最适宜的方案，采用灵活的设计，提升高层建筑中地下室的工程质量。若优化地下室设计工程，提升设计水平，可为建筑行业的长远发展奠定基础。本文将主要介绍地下室结构中的重难点设计，且分析地下室设计结构中的关键环节，并提出相关建议，希望对施工部门及设计人员有所帮助。
关键词：高层建筑；地下室结构；建筑设计；工程质量
1引言
近年来，国民经济迅速增长，社会城市化的进程逐步加快，在许多地方出现了大量的高层建筑，且随着人口数量的持续上升，土地可使用面积减少，因此，需要建设地下室来解决空间不足、土地资源紧张等问题。但因地下结构的复杂性、不可知性以及施工难度较大，所以建造地下室的结构和构造时需要更加灵活、严谨的设计方案，以确保地下室的安全性与连接性，使地上与地下室的连接完好，避免出现安全问题。
2 地下室结构的设计难点分析
相对于其它建筑物体，地下室构建涉及许多因素，因此地下室的建筑设计方案需要更加严格与谨慎，在规划其结构时，需全方位考量，如功能用途、消防通风、顶板设计、安全通道、民防要求等。此外，工作人员还应将专业设计概念融入到规划中，如排水问题。在地下室的施工与后期使用中，渗水问题时长发生，因此需严格设计抗浮抗渗等相关方案。此外，如果在设计地下室的施工方案时，只考虑正常使用环境，未考虑防洪、防潮、防水等问题，就会造成地下室建筑的腐蚀和损坏，在后期使用中，墙体还会出现裂缝等问题影响地下室的正常使用。同时，由于基础施工和材料选择相互制约，这就给基础设计的施工增加了难度。其主要影响包括基础施工、下水道结构、外墙体结构以及地下室施工等。
3 建筑工程地下室结构设计要点
3.1 荷载合计
在高层建筑物中，地下室架构负载设计大体包含四个部分：人防负载、爆动负载、地面构筑物负载、土压力负载。地下室架构设计有关条例中指出：设计工作者在对地下室结构进行规划时应熟悉地下室各位置的整体承载水平，依照各项目的架构特征，在遵守有关规章的基础上，科学进行负载组合，并且确定地下室架构中和负载有关的结构，具体包含：基础、承重内墙、底板、侧墙、顶板等。在负载不同的位置，设计工作者应了解其相对应的负载标准值。不但要了解外墙、底板、侧墙、顶板的核爆动负载与静负载标准值，还应当了解承重内墙自身重量标准数值愈地下室墙身重量标准数值。另外，设计工作者在对高层构筑物地下室防控负载进行组合设计时，应着重注意核爆动负载影响和静负载影响这两个问题。
3.2 水平结构设计
在高层建筑设计中，对于底层的地下室，应考虑众多专业问题，如防水、防火、通风、防潮、人防、排水、顶板、照明等。在水平结构设计中，若长度超过规定范围，最好的方法是调整变形接头，此外，还可使用基础结构来判断是否要在结构中进行重置。若进行重置，就需要设计师调整相关设置来解决问题，但是这一举措将耗费大量的人力和物力，因此施工方主要采用调整变形接头来解决问题。同时，对于地下室的照明设计，设计师需要考虑多方面因素，从而达到节能、便捷的良好效果。比如，在外墙和内墙上可以附加额外的光照，设置没有灯座的外壁和使用节能照明技术。
3.3 抗震设计
近年来，多处地震频发，抗震设计是地下室设计中的重要环节。在具体实施中，抗震设计主要受建筑物高度的影响。要想完善建筑工程结构的安全性能，就要提升地下室的抗震能力。正常情况下，因为墙柱应在混凝土中匹配于底部的墙柱结构，所以要改变地下室顶板上的内板和外板的高度，在此操作过程中，若变化后的高度高于梁的高度，就会造成误差层的形成，此时就应采取措施来解决问题。在地下室抗震设计中，应对地下室的顶层结构进行精确设计，采用梁和顶部结构的构件进行完善，且地下室屋顶应从上部结构中分离出来，作为一个独立单元。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在高架地板设计中，为满足地下室的抗震要求，应向下计算静态应力。但是，在剪力墙底部中，层数应从地面（包括地下室部分）开始计算，因为它可以连接到地下室的所有屋顶，从而可确保地下室的稳定和形成良好的抗震性能，还可以将风效应和地震等影响建筑物稳定的因素转移到底板或侧墙上，这样就能使高层建筑物的稳定性进一步提升。
3.4 外墙设计
对于设计工作而言，地下外墙的设计是重中之重，应当依据实际的土壤状况与水质状况加以设计。地下室外墙负载包括横向负载与纵向负载。其中，纵向负载包括上下部重量与自身重量；横向负载包含人防项目、地面负载与剪切负载。在设计实践中，由于纵向负载一般不受其他要素的影响，为此在设计的时候仅需注意横向负载。其次，静土负载需经过科学的检验获取。如果静土压力不具有检验条件，则粘土应当处在0.5到0.7mpa之间，砂土应当处在0.34到0.45mpa之间。另外，在依托支撑柱核算外壁负载对地下外墙进行增固时，所得到的核算不应该依据支撑的大小确定，而是依据双向板的均值进行核算，若核算基台数值，便要根据地下室的总体架构。在设计过程中，支撑柱的增强不应当依照外墙双向板的负载传输加以检测。最后，依据支撑件和外墙相协调的准则可知，该架构外墙纵向壁没有被充分增固，支撑件的增固不到位，外墙横向分布太大。为此，一定要精准核算钢筋混凝土和临近墙壁和外墙相垂直的对外墙有支撑作用的钢筋数量。
3.5 顶板设计
对于高层构筑物的地下室设计而言，有一项比较关键的工作是顶板设计。高层构筑物中地上架构的横向制约支座也就是地下室顶板，横向制约支座的制约成效和其硬度呈正相关，硬度愈大，制约成效越显著。地下室架构顶板应当依照规定不少于160毫米厚，为此在设计顶板的时候，设计工作者先要保证所进行的设计中顶板厚度达到建筑架构要求，符合人防规定。另外，在上端架构顶板增固方面，设计工作者应当依照“抗震设计规范”设计，科学确定侧向硬度、板配筋率、顶板硬度。最后，设计工作者应当依照有关规章注意下述几个方面：上部架构运用梁板架构；嵌固小组的设计工作者在实际设计的过程中，从上往下计算一直到嵌固端所要求的地下室底板，另外，在核算剪力墙下端加强区的时候应当把地下层囊括进来，之后自地面朝上核算，构成一套健全的计算系统。
3.6 地下室抗浮、抗渗设计
通常而言，高层构筑物的地下室架构设计经常碰到下述问题：①地下水位测量不精准；勘察的时候用来勘测地下水位的要求低于有关要求、缺少对地下室斜坡道抵浮性能的核算、未考虑到地下水位的变化和浮力水平的核算、为妥当处置修造的斜坡道和地下室主要结构间相连的缝隙；②通常来说，地下室的抗浮力能力可以通过地下水位数据计算得出，但却没有进行合理的抗浮验算：抗浮能力的推算数据，通常在设计方案中也只考虑地下室的最大限度载荷量，鲜少考虑在施工阶段由于自然变化而产生的地下室抗浮力影响，比如汛期会导致地下室在建设过程中的实际需求抗浮能力大于原设计中的抗浮能力，由此导致部分地下室位置出现损坏；除了汛期的影响，也存在多个建筑物同时修建在一个大面积的地下室上方的情况，如此将会导致由于地面建筑分布不均而出现的地下室抗浮力难控的情况，这样的情况就需要严格详细的分析、确定方案之后，才能进行地下室的修建以及地上建筑物的建设，达到良好的改善效果。
4结束语
结合以上问题及分析，可以得出，在建筑物搭建中，如果要有效确保建筑的安全性与稳定性，需要其地下室的设计符合相关规定。所以，在地下室建筑工程的实际操作中，应结合相关规定，灵活运用设计方法，提高设计人员专业素质，以此来提升地下室的质量，从而优化建筑工程的整体质量，为建筑行业进一步发展助力。
参考文献：
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作者简介：崔宗斌（1970-），男，四川平昌人，工程师，本科，主要从事结构设计。
论文作者:崔宗斌
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/7
标签：地下室论文; 负载论文; 顶板论文; 外墙论文; 结构论文; 架构论文; 结构设计论文; 《基层建设》2019年第31期论文;