摘要：现代城市高层建筑大多设置有地下室，在设计其基础时应该考虑到施工现场的地质条件、上部结构的类型以及使用要求等；另外还必须考虑到与之相邻的建筑物的影响，确保施工安全。本文结合工作经验，对高层建筑地下室结构设计问题进行了探讨分析 。
关键词：高层建筑；建筑设计；结构设计
引言
高层建筑一般采用整体性强、承载能力高、且能满足建筑物容许变形的要求的筏板基础或者带桩基的筏板基础。若在地质条件比较好而且可以满足地基承载力要求与建筑结构变形要求时，也可以采用交叉梁式基础。若地基承载力或者变形不能满足要求时则应该采取桩基础或者符合基础。
1. 关于嵌固位置的确定。
在进行钢筋混泥土高层建筑的结构分析之前，首先要做的就是确定结构嵌固端所在位置。因为它与计算模型以及实际受力状态的符合程度有直接关系。目前大多数的单塔或多塔高层建筑物，都带有较大面积的地下室与层数不多的裙房。《建筑抗震设计规范》规定：在满足相应的条件下，高层建筑物的地下室可以作为上部结构的嵌固端。在进行嵌固位置的确定时需要注意以下几点：
（1）对于单层地下室建筑，最好选择基础底板作为结构嵌固端。因为基础具有“无限刚”的特点，所以如果选择基础底板作为结构嵌固端，就可以让建筑的首层具有灵活的造型。就算首层楼面有大开洞或楼盖选用了无梁结构，对计算的准确性都没有影响。但如果把地下室作为抗爆级别较高的防空地下室时，顶板与墙体就必须得具有作为结构嵌固端的刚度才可以取其作为上部结构的嵌固端。
（2）地下室楼盖与楼板的要求。“应采用现浇梁板结构, 其楼板厚度不宜小于180mm, 混凝土强度等级不宜小于C30,应采用双层双向配筋, 且每层每个方向配筋率不宜小于0.25%。”如果地下室顶板作为上部结构嵌固部位，那么主楼范围和与之相连的裙房地下室顶板的相关范围要采用浇梁板结构，对于没有地上结构的地下室顶板，其他位置可以采用无梁楼盖结构。
（3）结构侧向刚度的要求。结构地上一层的侧向刚度，不宜大于相关范围地下一层侧向刚度的0.5倍。条文说明对“相关范围”的解释是：一般可从地上结构（主楼、有裙房时含裙房）周边外延不大于20m。也就是说，地下室顶板再大，你在判断其是否能够作为上部结构嵌固端、需要计算地下室顶板的侧向刚度时，顶板的计算范围不能取得太大，超过20m 外的侧向刚度就不能算了。
（4）剪切刚度的要求。多塔大底盘地下室结构楼层的剪切刚度比，应该满足（3）中的刚度比要求，同时还要要保证每栋塔楼范围内的地下室剪切刚度与相邻上部结构塔楼的剪切刚度比不小于1.5。
2.结构的抗震等级
（1）新规范里5.2.5条，增加了6度地震计算的结构任一楼层的水平地震剪力要求，01规范只对7-9 度有要求。同时，新规范也增加了6度罕遇地震的αmax值。2.计算罕遇地震作用时，特征周期应增加0.05s。01规范只是在计算8 度、9度的罕遇地震才有此要求，现要求扩大至各种地震烈度，此条对超限审查的罕遇地震弹塑性分析等有影响。
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（2）对于大底盘的地下室且上部有多个独立塔楼时，若把地下室顶板作为嵌固部位，则地下一层的高层以及受高层部分影响的范围的抗震等级，应该与高层部分底部的抗震等级相同。
（3）同时，高规3.9.5条中明确规定，抗震设计的高层建筑，当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时，地下一层相关范围的抗震等级应按上部结构采用，地下一室以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级，但不应低于四级；地下室中超出上部主楼相关范围且无上部结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。
3、关于地下室设计应注意的问题
高层建筑地下室设计必须综合考虑上部荷载、岩土压力以及地下水等不利影响因素。地下室外墙必须满足水压力、土压力以及地面其他荷载的侧压力作用的要求，外墙的水平及竖向的配筋率不得小于0.3%，钢筋间距应小于15cm。当地下室的顶板作为上部构筑物的嵌固端时，不得在地下室的顶板开设大的孔洞。高层建筑地下室不适宜设置变形缝，当超过伸缩缝最大间距时, 应该每隔30 m～40m设置一道贯通顶板、底部及墙板的施工后浇带, 其宽度不得小于80cm；可以将后浇带设置于柱距三等分的中间范围及剪力墙附近。由于主体结构厚板与地下室薄板交界处是应力较为集中的位置，因此必须适当的增大该处的截面尺寸及加强配筋。有窗井的地下室, 必须设置分隔墙，而且应该将分隔墙与地下室的内墙连接成为整体。
4、基础设计应注意的问题
现在设计人员基本上都是采用电算程序计算出各种荷载效应的标准组合和同一地基或桩基承载力特征进行设计。风荷载及地震效应引起建筑边角竖向轴力较大，若将这种短期荷载与永久荷载等同对待，这就导致边角竖向结构的基础过大，而未能增强中部竖向结构的基础，从而会导致地下室横向墙体产生八字形裂缝。因此，当重力荷载与风荷载组合时，应该适当的将承载力特征值提高到1.1～1.2倍；当重力荷载与地震作用组合时，可以按照《建筑抗震设计规范》的要求适当提高承载力特征值。因此, 高层建筑基础设计应以减小长期中立荷载作用下地基变形、差异变形为主, 计算地基变形时, 传至基础地面的荷载效应采用正常使用的极限状态下荷载效应的准永久组合, 不计入风荷载和地震作用。按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时, 传至基础或承台底面的荷载效应采用正常使用状态下荷载效应的标准组合。
5、桩基础设计应该注意的问题
桩基础设计应该因地制宜。现在各个地区基本上都有比较成熟的经验，有的地区甚至有自己的地区规范，因此，在进行桩基出设计时，若工程所在地有地区性规范，那么就应当按照该地区规范来设计。桩基选择和承台设计应根据上部结构类型、荷载大小、桩穿越的土层、桩端持力层土类、地下水位、施工条件和经验、制桩材料供应条件等因素综合考虑。为确保桩基的安全性与经济性，应该根据静载试桩结果确定桩基的竖向承载力、抗拔承载力、抗剪承载力。
结束语
高层建筑物地下室及基础设计质量的好话直接影响到整个建筑物的结构安全，因此，应该根据具体的地质条件、上部构造的结构形式、施工条件等因素，选用合理的基础形式，确保建筑结构安全。
参考文献
[1]高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3—2012.北京:中国建筑工业出版社,2012.
[2]建筑地基基础设计规范GB50007—2002.北京:中国建筑工业出版社,2011.
[3]李国胜,李军军.高层建筑主楼与群房或地下车库之间的基础设计. 建筑结构,2015年第7期.
论文作者:李巧凤
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/9/18
标签：地下室论文; 结构论文; 荷载论文; 顶板论文; 刚度论文; 基础论文; 高层建筑论文; 《基层建设》2018年第26期论文;