哈尔滨市市政工程设计院
摘要：随着我国经济的快速发展，建筑由于其建筑功能和结构本身的要求，需要设置单层或多层地下室，地下工程在整个建设项目中所占的比重越来越大。地下室的造价在整个建筑总造价中所占的比重是很大的，怎样使地下室设计的经济合理十分重要。
关键词：地下室；结构设计；要点
一、地下建筑的设计理念
设计师在对地下建筑的整体内部形态进行设计时，要使得该地下商业建筑的造型与细节都要具有自己独特的个性与特色，形成独树一帜的建筑风格，这是设计师在进行地下建筑设计时应当具有的设计理念。通过设计师对色彩、材料、光影、结构、比例等的设计而形成的独特新颖的设计理念，可以使得该地下建筑给人以整体的极佳的印象。在不同区域运用不同的设计理念，从而形成不同的环境特征与氛围。
二、大型建筑地下室的基础选型
我国《高层建筑混凝土结构技术规程》中的有关地下室的条款中12.1.规定：高层建筑基础设计，应综合考虑建筑场地的地质状况、水位、上部结构类型、使用功能、施工条件以及邻近建筑的相互影响，以保证建筑物不致发生多量沉降或者倾斜，并能够满足正常使用功能要求。还应该注意了解邻近地下构筑物以及各类地下室设施的位置和标高，以保证基础的安全和确保施工中不发生意外的问题。根据以上条款的规定，我国地下室的基础形式应该选用整体性好，能够满足地基承载力和建筑物容许变形的要求，并能够有效的调节不均匀沉降，达到既安全实用又经济合理的目的。对于我国高层建筑住宅地下室的基础选型，最主要的还是要根据上部结构选型、楼高、层数、荷载以及地基的承载能力决定，对于中小高层建筑地下室基础可以采用条形交叉梁基础、满堂筏板、桩筏或者是箱形等基础的形式。对于筏板的基础可以是梁板式和平板式，在高层建筑物层数较多、地下室柱距较大、基底反力较大时，可以优先采用平板式。在采用梁板式筏基时，由于基础梁的截面较大，这势必会增加基础埋置的深度。在水位较高时，出现的情况更为不利，梁板混凝土需要进行分层浇筑，而且梁支模比较耗时耗力，这样会无形中拖长工期，相比之下，采用平板式的形式，综合的经济效益相对较高。所以，在现代的高层住宅建筑中，地下室的基础形式一般都采用的是平板式。
三、地下结构单元超长的处理设计
由于小区属于住宅类的建筑用途，因此本小区内的地下室设计未考虑到伸缩缝的设置。《混凝土结构设计规范》中对此类设计标准规定为：现浇混凝土地下结构设计不设缝的最大长度限定为55m。而本小区建筑工程的平面尺寸大小为72m×156m，这一数值远比规范限定数值要大。所以，本次结构设计的重点要放在混凝土裂缝的控制上，常用的控制措施是施加预应力，然而由于开发商预算有限且工程期限较短，所以这一设计方案无法实施。在了解到本建筑区域地下结构的使用要求和条件后，得知车库的顶板有1.2m厚度的覆土，所以，在地下建筑的使用过程中温度变化差异小，而温度应力也随之减小，基于如上设计考虑，处理设计只需要解决混凝土干缩问题即可。
在对地下区域进行设计时，纵向居中设置1条后浇带，横向设置3条后浇带且布置均匀。整体结构设计划分为8个部分，每个后浇带的间距都控制在40m以内。为了使混凝土的收缩应力得以充分地释放，应该在后浇带的防水层进行加强，尽量延迟其封闭时间，以保证后期建筑质量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆除此以外，结构设计所选用的钢筋布置的类型应该偏向于细密型，钢筋之间的间距不能够大于150mm，为了增强建筑物的抗干缩能力，地下车库的顶、底板钢筋应该按照半拉通设计原则进行布置。地下室外墙属于裂缝控制相对薄弱的环节，其施工养护条件决定了其容易被外界环境影响，因此，在结构设计时应该适当增加墙体水平分布钢筋的配筋率，为混凝土收缩应力的抵抗做好准备。
四、高层住宅建筑地下室嵌固位置的设计
在我国目前绝大多数的高层建筑的施工中，大部分多塔、单塔的建筑都会设置有层数较少的裙房或者是带有较大面积的地下室等，裙房一般都是相互连接形成一个较大的底盘。根据我国建筑抗震相关设计规范的规定，高层建筑的地下室，只有在满足了一定的条件之后，地下室的顶板才能够作为高层建筑上部结构的嵌固端。只有满足于以下几个条件，才能准确的确定地下室高层建筑嵌固的位置。
1.地下室一层结构的侧向刚度，在《高层建筑混凝土结构技术规程》中要求其比例不能小于2：1，但是高层建筑的地下室嵌固部分，是在满足了一定的条件后，与其相邻上部结构的侧向刚度比为1.48：1.其中，结构层的侧向刚度可以近似按照等效的剪切刚度进行计算，但是需要注意的是地下室结构楼层的侧向刚度应该大于或者等于相邻的上部楼层的侧向刚度的2 倍。但是地下室的结构楼层的侧向刚度指的是结构本身的刚度，地下室的外墙约束的作用并不算入其中。
2.在结构的选取上：主要采用的是现浇梁板。此楼板厚度不应该小于180mm，混凝土的强度等级应该不低于C30；配筋时需要采用双向双层的方式，与此同时对配筋和楼板的厚度以及楼盖的结构形式要有详细的要求。对于无梁的楼盖结构，其平面外的刚度较小，很难满足刚性楼板的假定基本要求，因此对于地下室的顶板，其主楼的范围和相连的裙房地下室的顶板相应范围，应该采用现浇梁板的结构。没有地上结构的地下室顶板，可以采取无梁的楼盖结构。
3.当高层建筑的地下室是单层时，其结构的嵌固端应该是基础底板。这样就能够满足“无限刚”的假定，也能够为第一层楼面的灵活布置创造有利的条件，即使对首层的楼面进行较大的改动，或者是采取无梁的楼盖，这些对于计算的结构也没有很大的影响。然而，在地下室作为级别较高的抗爆防空使用时，其墙体和顶板一般具备结构的嵌固端刚度，此时的地下室的顶板就能够看做是上部结构的嵌固端了。
五、高层住宅建筑地下室结构的抗震等级设计
对高层住宅建筑地下室结构的抗震等级设计的研究，首先在地下室的顶板作为上部结构的嵌固端的时候，地下的一层，其抗震等级应该和上部的结构是一样的，对于标准设防类建筑，9 度时应该高于II级，8 度时应该高于III 级，6、7 度的时候应该高于IV级。而对于重点设防类建筑，9 度需要专门进行研究，8 度需要高于II级，7 度需要高于3级，6 度应该高于IV级。没有上部结构的部分，可以按照具体情况采用III级或者是IV 级。其次，如果地下室不能看作是上部结构的嵌固端，而需要嵌固端位于地下的其他楼层时，实际的嵌固端所在的楼层位置和其地下室楼层的抗震等级，可采取和地上的结构一致的方法。
最后，假如地下室是一个大底盘，并且在上面存在较多的塔楼的情况，如果嵌固的部位处于地下室的顶板上，地下一层的顶板和受其影响部分的抗震等级和高层部分的底部结构的抗震性是一致的。假如地下一层抗震等级与上部结构相同，地下一层以下的抗震等级设计的情况要按照建筑工程的具体的实际情况，选取1倍的主楼对应的基础埋深和尺寸的较大值。
结语
随着社会经济的发展，城市建设的步伐不断加快，城市人口数量日益膨胀，因此地下建筑就成了拓展人类生存空间、实现可持续发展的极为重要的资源。地下商业建筑的数量与规模越来越大，而地下商业建筑设计问题关系到整个地下空间与地上区域的安全问题，只有高质量的设计才能保证高质量的地下商业建筑，吸引足够的顾客，获得相应的经济效益。
参考文献：
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[2]姜伟，袁勇，柳献.地下结构中混凝土结构边界约束效应分析[J].结构分析，2011，27（1）：61-65
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论文作者:常松
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第16期
论文发表时间:2019/3/4
标签：地下室论文; 结构论文; 地下论文; 建筑论文; 刚度论文; 顶板论文; 基础论文; 《建筑细部》2018年第16期论文;