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摘要：本文通过对高层建筑地下室结构设计中存在的一些问题进行了简要的分析并针对地下室结构设计中普遍存在的问题提出了一些相应的解决措施希望对地下室结构设计工作有所帮助能够推动地下室结构设计的进一步完善胎今后高层建筑地下室结构设计提供些参考。
关键词：难点分析；设计要点；防水
1 前言
高层建筑地下室结构设计问题解决措施当今社会高层建筑已经进入一个飞速发展的时期启已与人们的生活紧密相连。而高层建筑大多数都设有地下室,一是出于对地下空间的使用利用上的考虑,比如在地下室设置车库;二是根据规范的要求高层建筑基础一般埋置深度较大,设置地下室较为经济且较为合理。然而现阶段我国高层建筑地下室结构设计中仍然存在比较多的问题加何有效地针对高层建筑地下室结构设计中出现的问题提出相应的解决措施是目前结构设计中的一个比较重要的任务。
2 建筑工程地下室结构设计难点分析
2.1 抗震设计
抗震设计是建筑结构设计基本的要求，不同地区需要根据标准确定建筑物的抗震设计等级。结构的抗震设计将影响整个建筑的抗震性能。地下室抗震设计工作不仅需要考虑抗震要求，还需要兼顾考虑地下室层数、地下室埋深、地下水位高度、地基类型等复杂因素的影响。
2.2 抗渗抗浮
建筑工程除基本的防水问题外，还要考虑地下水引起建筑结构上浮问题。地下室的抗渗、抗浮设计是保证建筑整体质量和安全的重要保障。另外，抗渗抗浮设计，对于节省结构造价、降低施工难度以及缩短项目周期等有较大的影响。
2.3 超长结构设计
在现在的建筑结构中，经常出现地下室结构设计超长的情况。然而，由于考虑到防水要求，地下室结构一般不设缝。因此，混凝土结构过长带来的温度应力极易使结构产生裂缝，从而影响地下结构的承载和防水能力,对结构产生安全隐患。
2.4 管线布设
日常生活生产离不开市政管线，市政管线布置在建筑物的地下结构中，或单独敷设，或以综合管廊的形式布置在地下室。管线布置的位置将对地下室的人防、车库等建筑、结构设计造成一定的影响。这就要求工程人员在设计时综合考虑管线布设问题，合理布置管线，以达到地下空间的最有效利用。
3 地下室设计过程中应注意的问题
3.1 地下室适用建筑一般情况下，在对高层建筑进行设计时通常需要建立地下室，在对此类地下室进行设计时，如果需要将其顶盖作为上部建筑嵌固端，就必须避免在地下室顶板开设大洞口。在对地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积进行设施时，不仅要确保其符合建筑结构的整体需求，而且还不能低于地面上第一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍；地下室顶板梁柱节点左右梁端截面同一方向实配合受弯承载力与下柱上端同一方向实配的受弯承载力之和，且不能小于上柱下段实配受弯承载力的1.3倍。在对地下室进行设计时，必须确保地下室与上层对应剪力墙墙肢端部边缘构件的纵向钢筋截面面积不能低于上一层对应剪力墙墙肢边缘的纵向钢筋截面面积。
3.2高层建筑地下室设计时需注意的问题在对高层建筑的地下室进行设计时，必须对地下、岩土侧压力以及上部荷载等不利作用进行综合考虑，以便于将这些不利因素对地下室或整个建筑结构的影响降到最低。在对地下室进行设计时，对于地下水位标高的预测，必须根据地下室的使用年限、历年来的最高水位等情况来对地下室的最高水位进行慎重预测，一次满足建筑整体的抗浮要求，同时还可以采用加配重、降排水等措施来对其进行处理。
3.3地下室缝隙设计在对高层建筑的地下室进行设计时，最好不要设计变形缝，如果缝隙的实际伸缩量大于设计的最大伸缩距离时，最好每隔30-40米设置贯通顶板、底部以及墙板施工后浇带，后浇带的宽度不能低于800mm。在对后浇带进行设计时，可将其设置在柱距三等分的剪力墙以及中间范围内，并确保其方向与梁正相交，竖向则必须在结构同跨内，同时还必须在底板与外墙的后浇带中增生防水层，且后浇带灌注时间必须滞后2个月以上，待混凝土强度等级提高一级后，采用无收缩混凝土来进行低温入模。在对地下室进行设计时，地下室薄底板与高层建筑主体结构厚底板交界处为应力集中点，在对其进行设计时，必须适当加强该处的配筋以及截面厚度。
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4 地下室结构设计的要点
4.1 地下室的抗震性能
对于建筑工程来说，地下室的结构抗震设计工作是整个工程中最为重要的环节之一。与此同时，由于地下室的特殊性，其抗震性能强弱将会直接影响到整个建筑工程的抗震性能。因此，在地下室抗震设计时，应适当增强地下室的抗震承载力，确保抗震性能，同时，也需要保证地下室的抗震能力和地上结构相当，避免由于刚度或承载能力突变而造成的不利影响；此外，建筑工程地下室的承载能力还取决于所选用的材料、混凝土墙体及顶板厚度，因此，应适当增强墙体和地下室顶板承载能力，使地下室的抗震能力能够达到所需要求；同时，地下室结构应力求体型简单，尽量使其外形变化较少；保证土体对地下室的良好约束，也是确保整个建筑结构性能良好的重要条件。
4.2 地下室防水设计
地下结构工程往往具有半封闭的特点，因此在地下室的设计中，需要保证地下室的结构具有较好的防水性能。建筑工程中需要考虑到场地土的地下水位，以此作为地下室设计依据，并将该地区的环境因素对地下室的影响作为衡量的标准之一，进而对地下室的结构进行合理的设计。与此同时，还需要确保地下室外墙应有合理厚度，有效的利用混凝土侧壁自身对地下水进行阻拦。对于一些设计中将地下室作为停车场来利用的建筑结构来说，在对防水性进行设计之时还需要加设地下室内的积水排放系统，避免地下室中的水出现滞留的状况。
4.3 抗浮、抗渗设计
抗浮设计主要包括以下几点：（1）有条件时，适当提高基底标高，在保证结构稳定的情况下，达到更好的抗浮效果；（2）一些高层建筑的地下室基础底板采用刚度较大的平板或者梁板筏基；（3）适当增大结构自重；（4）设计抗拔桩，发挥其抗浮能力。抗渗设计主要包括以下几点：（1）采用适宜的防水做法，尤其是在接缝处；（2）施工过程中注意及时对基坑采取降水措施；（3）雨季施工严格遵守施工规范要求。
4.4 地下室顶板结构设计
地下室顶板设计十分重要。地下室的顶板连接了地下室和地面建筑，其质量和性能高低关系到建筑物地下室和上层建筑的整体性能协同性。其设计的要点是：根据荷载和计算模型，通过合理的计算，选择不同的顶板结构体系以及不同的板厚；同时，也要考虑工程造价和施工难度；此外，地下室顶板避免开大洞，顶板尽量采用现浇梁板结构体系；对于某些功能性的建筑物，其地下室结构设计还必须要考虑到人防要求。
5 地下室的防水设计问题
地下室防水也是地下室设计过程当中最为重要的一个部分，地下室防水效果的好坏直接影响着地下室的安全性甚至是整个建筑的安全性。所以，必须要积极地采取有效的措施，来确保地下室防水的整体质量。但是，就我国当前的高层建筑地下室来看，在防水方面，存在着很多的质量问题，这些质量问题的存在在很大程度上决定工程的质量。如果地下室结构防水没有达到相关规范的要求，就会直接造成地下室积水问题，然而，如果钢筋长时间浸泡于水中，就会直接对结构的稳定性造成不利影响，同时影响着整个建筑的安全性以及使用寿命。如何才能够有效地将地下室的防水问题解决到位，需要做好以下几个方面的工作，首先，在具体设计的过程当中，一定要紧密地结合工程的具体性质，根据具体需求以及重要程度等各个方面的因素来科学合理地确定防水的具体等级，在进行地下室防水设计的时候，具体应该注意三个要点:第一个要点是主体结构的防水;第二个要点是细部构造的防水;也被称之为节点防水;第三个要点是结构的抗浮设计，包括局部抗浮以及整体抗浮。很大一部分的地下室主体结构防水就是采用防水混凝土。通常情况下，防水混凝土被分为以下几种:普通混凝土、外加剂防水混凝土、膨胀水泥防水混凝土。在选择防水混凝土的时候，一定要考虑到设计抗渗等级这一要素。对于地下室的节点防水，需要对地下室的相应施工缝、变形缝以及后浇带等采取相应的防水处理，比如设置止水带、止水钢板等等。
6 结束语
综上所述，通过加强地下室建筑的方式，可以最大限度地利用地下空间，进一步提高地下工程的质量，使得整个建筑的质量得到有效地提高，促使工程建设规划科技水平的进一步提高，有效地提高地下城市空间开发利用价值。本文在结合了大量文献资料的基础以及笔者工作经验的基础上，对地下室结构设计过程当中的重点问题进行了论述，希望通过本文的论述，能够为相关的同仁提供帮助。
参考文献：
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[4]宋少刚. 民用建筑结构设计常见的问题分析及防治措施[J]. 门窗,2014,12:276.
论文作者:马倩
论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/9
标签：地下室论文; 结构设计论文; 结构论文; 顶板论文; 高层建筑论文; 在对论文; 混凝土论文; 《基层建设》2017年第15期论文;