摘要:地下室建筑的质量会直接影响到整个建筑物的安全性和稳定性，并且由于地下室建筑涉及较多工种，施工十分复杂。因此，设计人员应该遵循安全和合理的原则，综合考虑各方面影响因素，进行建筑工程地下室结构设计，以保证其能发挥出最大的经济和社会效益。
关键词:建筑；结构；设计；地下室；墙体
1.当前地下室结构设计面临的难点
地下室工程由于涉及较多工种，施工十分复杂，因此，在建筑工程地下室结构的设计过程中，应该严密考量其采光、通风、排水、坑道、管道、防火、使用功能、设备用房、人防要求等各个方面。部分高层建筑群具有大底盘地下室，在使用阶段，通常塔楼部分不会出现抗浮问题，但是纯地下室部分以及裙房容易有抗浮不符合要求的情况出现。并且，因为在地下室结构抗浮的设计中，一般只重视其正常的使用状态，但是没有充分考虑洪水期和施工过程。所以在地下室施工时，会出现抗浮不符合要求，进而破坏建筑物局部的现象。另外，作为一项系统性的工程，地下室工程涉及到材料选择、施工、设计等多方面的因素，进而导致地下室结构在设计过程中会遇到很多难点。一般来说，地下室结构设计的难点主要集中在外墙结构设计、地下室抗渗、抗浮、抗震设计，结构平面设计等方面。
2.建筑工程地下室结构设计要点分析
2.1结构平面设计
在建筑工程地下室结构的设计过程中，应该严密考量其采光、通风、排水、坑道、管道、防火、使用功能、设备用房、人防要求等各个方面。例如地下室设计长度若超过规定长度，应配合结构专业，由于变形缝会增加防水处理的复杂性，一般来说，不需要设置或者少设变形缝。为了避免设置变形缝，结构平面设计人员可合理采用地下不设缝、地上设缝、混凝外加剂、设立后浇带等方式。如果地下室过长，后浇带的设立无法解决该问题，则需要把地下室分为若干小地下室。为符合管道相连和使用的需求，方便采取补救措施，小地下室彼此间需通过窄通道连接，这样可减少接缝，并减少接缝处的受力。另外，还要设置一些采光通风井，但是为将地上的风力和地震力传到地面和侧壁，避免其对地下室稳定性产生影响，采光通风井应当合理设计。
2.2抗震设计
如果地下室的设计不合理，则会严重影响到地下室的抗震能力。通常地下室的埋深需要超过地下室上部高度，这样才不用对地下室的层数进行计算，而从地面开始计算。应将地下室及其上部结构墙柱协调统一起来。对于地下室的顶板以及室内的外板面标高的变化，若标高的变化超出梁高，就会有错层产生，此时需要进行相关处理。地下室顶楼是地下室的上部结构，需使用梁板的结构，若是地下室顶板无梁楼盖，则不能当做上部结构。结构计算需往下计算，直到地下室底板或楼层符合要求，不过剪力墙下端的加强区层数要自地面向上计算，且需包含地下层。
2.3建筑物地下室结构设计中的抗浮设计以及抗渗控制设计
在针对建筑物的地下室结构设计中，需要特别注意的是只有地下室部分以及地面上楼层不多的时候进行抗浮计算，在使用桩基的时候就需要对桩体的抗拔承载力进行计算。底板以及覆土其自身的重量对于地下室结构来说是有力的，根据有关荷载技术规范中的要求在对荷载强度进行计算的时候荷载分项系数应该取值为0．1。在对抗浮进行计算的时候，荷载分项技术应该取为0．9，在对地下室抗浮设计中需要考虑到的重要数据就是建筑物所在位置的地下水位以及变幅，但是在实际设计过程中往往只会参考到极限状态下的数据，这就可能导致对于施工的过程以及汛期的重视不够导致出现施工过程中抗浮达不到技术标准而出现安全隐患。实际上，较大面积地下室的上部可能会建有多层地下室以及低层建筑，也可能在地下室的部分上方区域没有建设建筑物，同时因为地下室面积很大以及形状不够规则所以比较难以处理抗浮问题，这就需要结合实际情况遵照技术规范来进行细致的分析。
除此之外，针对地下室的斜坡道也需要进行抗浮验算，在主体连接的地方需要做特殊处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在针对地下室的设计中起终点除了受力之外，抗渗也是其需要重点关注的对象。因为现在钢筋混凝土结构一般都是在带有裂缝的情况下进行工作的。所以如果想要达到良好的抗渗能力可以通过采取以下几个措旋来进行：
（1）在混凝土中掺入UEA等微膨胀效果的膨胀剂让混凝土的膨胀剂可以抵消掉最终的收缩值来起到提高抗渗能力的目的。当其差值大于或者与混凝土的极限拉伸值相同的时候就可以起到控制裂缝的作用。
（2）膨胀带。因为在混凝土中加入膨胀剂并不能完全的补偿混凝土的变形，所以更好的方式就是设置膨胀带来实现连续浇筑无缝施工。在实践中一般超过了60m就可以设置膨胀带。
（3）设置后浇带，其作用就是可以释放出约束力，这样就可以改进较为长久的变形裂缝。
（4）通过提高钢筋混凝土的抗拉能力。比如在侧壁增加钢筋来起到强化混凝土绵长的作用。还可以通过在墙体中设置一道水平暗梁起到提高抗拉能力的作用。
2.4结构超长的处理办法
因建筑总体设计要求，地下室的结构时常会出现超长现象。很多情况都会超过40～60m。虽然在温度影响的角度来看，地下室受的影响相对来讲较小，但是周边环境对于地下室的约束力较大，所以应当采取有效的防止裂缝设计。当下较为成功的做法有下面数种。
（1）安设伸缩后浇带。普通伸缩后浇带一般宽度在八十至一百公分，钢筋不被切断。而对平面尺寸超长的结构，应当设置断开钢筋的后浇带。其宽度应按搭接钢筋需要的最低尺寸同操作空间的实际情况确定。
（2）除了伸缩后浇带以外的其它措施，包括：①把微膨胀剂掺到混凝土内。②超过六十米的地下室结构安设膨胀加强带。③采取相应办法提升钢筋混凝土抗拉力。目前，在实际工作中，已经建成的多个建筑，在应用上边所讲的办法，并进行合理施工的前提下。其应对结构超长的能力已经超过了设计规范上要求数值。
2.5地下室外墙结构设计
1）荷载
地下室外墙在整体的荷载中占据着重要地位，其承受的荷载总体而言分别有水平荷载和来自建筑主体和地下室楼盖的传重和自重的竖向荷载。地下室外墙水平的荷载一般都包括侧向的土压力，地下水侧向压力等。在地下室外墙结构设计中，竖向荷载和地震等作用所产生的内力一般而言不会起到控制的作用，在此过程中，要充分重视水平荷载，当水平荷载垂直于墙面时候，会产生弯矩，这对墙体的配筋有着十分重要的意义。
2）地下室外墙截面设计
土压力引起的效应为永久荷载效应。地下室外墙承受的土压力宜取静止土压力，静止土压力宜由试验确定。当不具备试验条件时，砂土可取0.34～0.45，黏性土可取0.5～0.7。水位稳定的水压力按永久荷载考虑，分项系数可取1.2；水位急剧变化的水压力按可变荷载考虑，分项系数宜取1.3。有人防要求的地下室外墙的永久荷载分项系数，当其效应对结构不利时取1.2，有利时取1.0；抗爆等效静荷载分项系数取1.0。
3）地下室外墙的配筋计算
实际设计时，配筋的计算，对于带扶壁柱的外墙，不是根据扶壁柱的尺寸大小进行计算，而是均按双向板计算配筋；扶壁柱则按地下室结构的整体电算分析结果进行配筋，不按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。根据外墙与扶壁柱变形协调的原理，这种设计将使得外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋则有富余量。
3.结语
由于地下室的特殊位置，其结构设计是较复杂的设计问题，还有许多细节有待研究和完善，这是结构设计人员不能忽视的重要环节。设计时既要满足功能要求、安全可靠、经济合理，又要满足地下室结构抗渗这一特殊要求，以保证其正常使用。因此无论是从技术还是从经济的角度讲都需要我们更深入地研究地下室结构设计的技术问题，提高设计水平，才能获得经济、合理、安全的设计成果。
参考文献：
[1]庄致来，莫勇.地下室结构设计工程中常见问题分析及对策[J].中国新技术新产品，2014，11（09）：126-127.
[2]黄慧敏.房屋建筑工程中地下室结构设计施工监理[J].城市建设理论研究（电子版），2015，11（27）：221-222.
论文作者:殷磊
论文发表刊物:《防护工程》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/22
标签：地下室论文; 荷载论文; 结构论文; 外墙论文; 结构设计论文; 壁柱论文; 混凝土论文; 《防护工程》2018年第1期论文;