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摘要：随着经济的高速发展和社会需求的不断增长，带地下室的建筑工程的数量与形式日益增多。建设规模不断扩大，使地下室结构的设计逐渐成为建筑工程界所关注的一项重要课题。鉴于地下室所处环境的特殊性，施工工序较为复杂，且过程中会资金、物资、技术条件及成本预算等因素的制约。因此，如何对地下室结构优化设计，在有限的时间、条件和空间内开展施工，以实现提高建筑地下室的质量、减少安全隐患、高效控制成本、缩短工期等目标，这是目前建筑行业所关注的焦点和迫切需要解决的问题。本文就建筑地下室结构的设计进行分析，以期为建筑地下室结构设计人员提供一些有益的帮助。
关键词：建筑；地下室结构；设计
前言
在地上空间日益饱和的今天，为了满足建筑使用功能上的需要以及充分利用基础埋深的空间，人们已经越来越重视城市建筑物地下空间的开发和建设问题。而地下室作为建筑工程的重要组成部分，其具有诸多优势，包括：可为人类的生存开拓广阔的空间、具有良好的热稳定性和密闭性、具有良好的抗灾和防护性能、在社会、经济、环境等多方面具有良好的综合效益[1]。但由于建筑地下室要通过各种涂层或建筑物基础和市政地下管道，在施工时既要避免影响地面交通与人们的正常生活，又要确保地面不沉陷、开裂，绝对保证地面及建筑物和设施的安全，这就给建筑工程地下室的施工带来巨大挑战。因此，建筑工程地下室的结构设计自然而然成为建筑工程设计的重中之重，且设计人员应对此有足够的重视。
1.地下室结构设计应注意的问题
伴随着高层建筑出现的地下室深基础，会给基坑挡土支护、降低地下水、施工作业等带来一定的难度，且埋置越深，施工难度越大。因此，在设计建筑地下室结构时，除了要在满足稳定、抗震、抗浮、抗渗、基础补偿等要求时，还应注意将通风、防火及排水等因素考虑进去。一般来说，地下室所处的环境较为特殊，其施工周期较长，工程造价较高，但随着科技的进步，建筑地下室施工的某些局限性将会逐渐得到改善。
2.建筑地下室结构的优化设计
2.1平面设计
由于建筑地下室平面会受到各种荷载，包括：由上部结构传递下来的直接荷载、地下室的自重、地面上的附加荷载、由地基产生的水平土压力、水压力。因此，在进行结构平面设计要充分考虑到以上荷载对平面的影响。为实现不设缝的目的，应通过合理设置后浇带、合理使用混凝外加剂及采用地上设缝而地下不设缝的方式。但如地下室过长，单靠以上方式往往难以达到理想效果，应根据建筑工程的实际需要和地下室所处的地理环境，合理调整地下布局，如将其分割为若干个小型的地下室，并用几条小通道将这几个小地下室连接起来，且在连接通道处设置变形缝布。这样既能有效减少接缝，还能最大程度减少接缝处所承受的荷载，有利于日后出现问题时能做到第一时间补救。另外，应注意合理设计进出风和采光井，如两者的设置达不到实际标准，不仅难以难以满足建筑工程的埋深要求，还会影响地下室的使用功能。
2.2顶板及侧墙设计
侧墙：为有效约束地上结构，应严格控制地下室顶板的刚度，在设计时应注意确保顶板的厚度能达到相关要求，即160mm以上。顶板：考虑到地下室顶板的抗弯刚度在一般情况下会比地下室侧墙的要小，底板与侧墙之间的刚度相差也较大。因此，可采用上部铰接，下段固接的边界条件，左右两边的支承可依据横强的数量和间距来加以考虑是采用单向板还是双向板。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通常情况下，在地下室顶板设计中会采用双向板，左右两边则按固接考虑。
2.3抗震设计
目前，许多建筑工程会采用底部大裙房、上部多座塔楼的建筑形式，这些复杂形式的出现给地下室结构的抗震设计带来许多新的问题。以多塔楼为例，由于各个塔楼之间的相互独立性，在地震波作用下，其振动特性会相互响应[2]。因此，在进行建筑地下室结构抗震设计时应注意的问题和需要采取的相应措施是现阶段建筑地下室结构抗震设计的关键问题。设计时应充分考虑地基承载力特征值、桩基础、支护结构等条件。另外，通常情况下，半地下室的埋深只有在大于地下室外地面的高度时，才可不计算地下室的层数，且此时的建筑物的高度才能以地下室的的上地面为标准计算。但如半地下室层高较大，顶板距室外地面较高，或是有大的窗井而无窗井墙，或窗井墙不与纵横墙连接，构不成扩大基础底盘的作用，周围的土体不能对地下室其约束作用。则此时的半地下室应按一层考虑，并计入建筑物的总高度。此外，如有变化出现于地下室顶板板面标高，且变化值超过地下室结构的梁高，则会形成错层，应立即采用相应的解决措施，否则可影响地下室结构的抗震效能。
2.4抗浮设计
在目前的建筑工程实践中，由于设计人员对地下室结构的抗浮计算中的关键参数取值各有不同，再加上施工人员对地下室结构抗浮措施的重视度不够，使地下室结构的抗浮设计和施工存在诸多隐患，地下结构上浮事故屡屡发生。特别是大面积地下室的不均匀上浮，可造成结构严重受损。因此，应对地下室结构的抗浮设计予以重视。设计时，应对地下室所处的环境进行勘察，并参考用于计算地下浮力的设防水位，若无设防水位，应按室外地坪标高进行设计。在计算浮托力时，不考虑地下室侧壁的摩擦作用和岩土的粘滞作用。同时，基础宜埋置在地下水位以上，如有特殊情况必须埋置在地下水位以下时，应采取地基土在施工时不受扰动的措施，且要确保筏形基础的混凝土强度等级不低于C30。另外，还可采用抗拔桩、抗浮锚杆、压重及挤扩支盘桩等方法来提高地下室结构的抗浮能力，以确保建筑地下室的结构安全。
2.5抗渗设计
抗渗设计同样是地下室结构设计中的一个重点环节，在进行该环节的设计时，应充分根据地下水类型、各层地下水水位及其变化幅度以及补给、排泄条件等因素。同时，应尽量采用防水混凝土，且混凝土抗渗等级应根据地下水的最大水头、防水混凝土的厚度比值及基础埋置深度确定，并根据建筑工程性质、使用功能、结构形式、环境条件等确定防水设防要求，
必要时可设置架空排水层[3]。但如采用的是钢筋混凝土，如想达到抗渗的目的，应在地下室结构的混凝土中加入添加剂，以增强混凝土的紧实性，减少其自身的收缩。同时，还应注意做好混凝土的养护工作。
3.小结
总而言之，建筑地下室结构设计的各个环节之间既紧密联系又互相影响，任何一个环节的设计如达不到实际标准和要求，都会间接或是直接影响地下室结构和安全和建筑物的使用性能[4]。因此，必须要根据建筑地下室所处的地理环境及建筑工程的实际需求进行科学且合理的设计，掌握每个环节的设计要点和重点，并强化措施，以维持每一个设计环节之间的持续结合。从而使建筑地下室结构的安全和建筑物的使用性能都能得到保障，充分发挥地下室结构设计的最大效益，最终促进建筑工程企业的可持续发展。
参考文献：
[1]赵干荣，杨琼.某地下室因设计受力状态改变引发的工程事故分析[J].四川建筑科学研究，2014，40（02）：103-105.
[2]赵文博.探讨某高层建筑地下人防工程的结构设计思路与步骤[J].房地产导刊，2015（16）：129.
[3]陈辉.浅析高层建筑地下室结构设计[J].商品与质量?建筑与发展，2014（04）：16.
[4]郑志龙.高层建筑地下室结构设计的要点分析[J].建筑工程技术与设计，2015（06）：264.
论文作者:业春瑞
论文发表刊物:《基层建设》2015年25期供稿
论文发表时间:2016/3/24
标签：地下室论文; 结构论文; 建筑论文; 顶板论文; 建筑工程论文; 结构设计论文; 荷载论文; 《基层建设》2015年25期供稿论文;