紫金县建筑设计室 517400
摘要：在建筑结构设计中，针对特定的项目会制定相应的结构专业统一技术措施，对总的设计原则，荷载取值，材料选用，模型计算参数，结构指标，配筋要求等方面进行把控，为结构优化设计奠定基础。选择合适的结构形式，采取合理的计算方法，严格控制配筋要求对降低整个项目工程造价起到非常重要的作用。本文基于高层建筑结构地下室和基础设计应注意的问题展开论述。
关键词：高层建筑；结构地下室；基础设计应注意的问题
引言
高层建筑的设计非常重要。高层建筑的地基基础设计是一项复杂繁琐的大工程，在很多方面上都需要注意。同时还要关注新产生的地基基础技术，主动学习，降低高层建筑地基基础的难度与风险。
1地基基础的设计要点
地基基础设计作为建筑物的重要环节，也是最先动工和设计的部分。地基基础能否合理的设计成为了一个建筑的立足点。在地基部分考虑的因素非常多又复杂，要考虑地质情况如何以及受到哪些外界因素影响等。所以，会很大程度上提高了基础设计的难度，也加大了地基基础设计的不确定性。据有关资料统计，大部分情况下地基基础造价占整个工程的百分之五左右，个别情况比如说地质是比较复杂，要加深基础的埋设时可能会占到整个建筑造价的百分之十。基于此，设计地基基础时，建筑设计师可以提出多种不同方案，对于其中的较为实用并且在造价方面也更为合理的方案要进行优先的选用。由于高层建筑的特殊性，要满足人们多样化的需求，让高层建筑地基基础更加复杂。在地基基础的设计上有很多要点，既要获取外部土质、坡度等信息，还要获取建筑上部结构质量的数据。高层建筑的地基设计的基本要求是要满足地基的抗压能力，要注意建筑的牢固性，不能左右摇晃或者上下沉降，还要考虑上浮水位的影响。另外，获取的数据一定要精准。随着现代测量技术的成熟，可以使用电子测量，还可以在计算机上进行适当的模拟测试，以便获取更精准的数据，提高建筑的安全性。
2地下室结构设计的原则
对地下室进行结构设计，需要对平时工况与战时工况进行综合考虑，在设计时，要充分借助电算软件，以提高设计精准度。同时也要深入研究结构设计的技术问题，总结设计经验，提高设计水平，使地下室构造更加合理和稳固。
2.1等效静荷载设计
针对常规武器爆炸动荷载或核武器爆炸动荷载作用而言，在设计时，需要做好动力分析，常用的分析方法为等效静荷载法。在这一方法下，对于结构构件而言，需要保证在等效静荷载作用下，构件的各项内力为最大值，包括弯矩、剪力以及轴力等，此时，也实现了动荷载作用下相应内力最大化，可以在设计时简化荷载参数。在应用等效静荷载法时，可以对现成图表进行利用，在分析动力时，计算模式为结构静力分析，计算步骤简洁，且计算结果精确。
2.2 防水设计
地下室设计中最重要的工作之一为提高建筑的防水性，该项工作要从以下角度落实：（1）土层处理工作。对于很多建筑来说，土层中含有的水对各类设备的侵蚀作用较强，为提高防水效果，可以用土层夯实等工作，挤压土层中含有的水分，并且在该项工作的落实中，选用分析是否向土层中加入其余材料，提高土层的干燥度。（2）完成墙体设计工作。在当前的建筑行业中，已经开发出了多种基于混凝土墙体的防水材料，在设计工作中，可以通过对这些技术的研究和分析，向系统中加入相关材料。（3）墙体的裂缝处理工作。可应用高分子益胶泥完成对这类裂缝的封堵工作。在具体的工作落实中，需要施工人员完成对各类墙体的深度检查工作，当发现存在裂缝时，在该裂缝的周边区域钻孔，将高分子封堵材料压入钻出的孔洞中，发挥封堵作用。
2.3要求结构各个部位抗力相协调
在设计地下室时，还要关注结构抗力协调设计，要以规定的动荷载作用为基本前提，对各个部位进行优化设计，确保出入口以及主体结构等形成互为协调的整体。在确定设计标准的前提下，考虑到地下室结构各部位作用的荷载值不同、破坏形态不同以及安全储备不同等因素，防止由于存在个别薄弱环节致使整个结构抗力明显降低。
3地下室外墙结构设计
3.1荷载
地下室外墙对整体的荷载都异常重要，它承受的荷载主要是来自水平荷载和建筑主体本身的荷载还有地下室楼盖的传重、自重的竖向荷载。地下室外墙水平会受到侧向的土压力和侧向的水压力。在地下室外墙设计中，一般来说竖向的荷载和地震等作用产生的内力不会对地下室外墙产生很大的影响，所以在此过程中一定要重视水平的荷载，当水平荷载垂直于墙面的时候会产生弯矩，这对墙体的配筋有着十分重要的意义。
3.2地下室外墙设计
永久荷载效应是由土压力引起的。地下室外墙承受的土压力应取静止土压力，由实验来确定静止土压力。如果实验条件不具备时，砂土可在0.34到0.45之间取，黏土可在0.5到0.7之间取。如果水压力的水位稳定可以按永久载荷考虑，分项系数应取1.2；如果水压力的水位有一定的波动，分项系数应该取1.3。当有人防要求的地下室外墙的永久荷载分项系数效应对其结构不利时取1.2，有利时取1.0；抗爆等效静荷载分项系数取1.0。
4地下室结构设计
人防地下室的结构设计，主要是人防顶板、底板、柱，人防临空墙、人防门框墙及外墙，主要出入口楼梯、车道及防倒塌措施的设计。设计的内容不多，但根据平战结合的方针，地下室要兼顾平时和战时两种使用功能的要求，在满足战时荷载工况的同时又要满足平时荷载工况的经济合理性。地下室采用等效静荷载法进行结构动力计算，将结构体系构件分别按等效单自由度体系进行动力分析。人防地下室虽然荷载大，但计算时可采用塑性内力重分布分析法计算，对于裂缝开展、结构变形以及地震和风荷载都可不进行验算，且荷载作用下有一个材料强度综合调整系数ｙｄ。因此不是每个构件配筋结果都是荷载控制的。一般有以下４种情况。（１）墙体、楼梯、地下２层及以下顶板（当人防地下室位于地下２层及以下时），这些构件由于不需要考虑裂缝，配筋以战时荷载控制。当人防地下室位于地下１层，人防顶板则根据平时荷载和战时荷载的最不利状况下的配筋取大值。（２）由于人防荷载与平时活荷载不叠加，分为２个工况分别计算，因此塔楼内的柱子，上部叠加的可变荷载往往比人防荷载更大，一般为平时荷载控制；而塔楼外的柱则按两种荷载工况下取大值。（３）地下室底板及外墙，当设计水位较高时，是平时荷载条件下裂缝控制配筋。（４）人防地下室的结构选型，由于底板结构涉及到自然水土及基础的选型，有较多的不定性因素，大多数情况下，控制整个人防地下室结构的经济选型主要在于顶板的结构形式。
结束语
我国加快城市化进程的脚步，意味着建筑工程数量的增加，地下室建设作为工程十分关键的部分，必须要得到设计方和建设方的重视。面对复杂的地质情况和施工中难以预料的问题，地下室结构设计十分关键，需要设计方根据以往工作经验，总结常见问题，完善设计方案，提出设计要点。因此，针对结构设计要点展开研究，为提高设计科学性和合理性提供借鉴作用。
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论文作者:张杰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年10期
论文发表时间:2019/9/16
标签：荷载论文; 地下室论文; 人防论文; 结构论文; 外墙论文; 结构设计论文; 土层论文; 《建筑学研究前沿》2019年10期论文;