陈孝超
[中科鑫控投资发展（苏州）有限公司，江苏苏州215000]
摘要：在我国建筑业不断发展的形式下，建筑工程设计结构呈现出现代化和复杂化的特点，显然地下室结构在施工建筑工程设计中是必不可少的组成元素，其不单单可以大幅度提高空间的利用率，也更为较好地符合居民建筑功能的要求，从而强有力的提了整个建筑物的安全与稳定。就本论题而言，笔者对地下室结构设计中所存在的一些重点问题和困难进行了建议性的分析，并提出了相应的优化措施，以确保建筑工程的顺利实施。
关键词：建筑工程；地下室；结构设计
前言
近几年来，随着建筑行业的迅猛发展，大大增加了建筑工程项目的数量，建筑物在一定程度上决定了我国居民的工作和生活。受大环境的影响，建筑物在不断增长的前提下，我国土地使用率下降，出现土地严重短缺的现象，也是显而易见的。在此情况下，建筑企业越来越重视地下室结构的设计，由于地下室结构具有一定的特殊性，因此在设计和建筑过程中要区别于地上建筑，保证地下室的质量。
1地下室结构设计的问题
在建筑领域中地下室工程所涉及的专业知识尤为广泛，故在构建和设计地下室机构的过程中，我们需要考虑到诸多的综合因素，比如管道使用、采光、通风、人防以及防火等安全性措施。底盘较大的建筑群体，其塔楼部分在使用过程中，一般不会出现抗浮问题。但对于裙房部位和地下室来说，都会存在一些抗浮问题，从而无法符合实际要求标准。主要问题的出现是在地下室构建过程中，设计问题存在着一定性的抗浮原因，例如：其一，抗震设计；其二，结构平面设计；其三，地下室结构超长；其四，地下室抗浮、渗问题；其五，外墙结构设计。
2地下室结构建筑设计中存在的重心与异难点
2.1抗震结构设计
地下室结构抗震设计是整个建筑行业中抗震性能最为重中之重的环节。当然在这样的构建环节中，我们需要特别注意：在计算地下室高度时，仅对地面高度计算即可，无需计算其他地下部分，这是应为在地下室设计中，其室外地面高度远小于其埋深高度；梁板结构是地下室顶部的重要构成，也是建筑标准中要求最严格的部分，在设计中注重此项，严禁将无梁板结构的楼盖作为地下室结构的上部；设计中需注意梁高与顶板标高的比例，若梁高范围较低，需进行处理后才能使用。
2.2结构平面设计
通常地下室设计过程中要想达到整体的稳定性，不受顶板整体间距离和通风井外壁影响的前提下，一般在平面设计时，我们大力关注并会用到采光通风井装置。同时，在进行结构平面设计施工时，极易出现超常现象，就需要对超常现象进行处理。
2.3超长现象处理措施
在地下室结构设计中，超长现象是最常见的问题也是必须解决的问题。通常情况下的超出长度为40mm～60mm，尽管这个长度对地下室的影响相对较小，然而由于地下室周围环境比较复杂，很小的误差可能会导致安全隐患的出现，为确保其施工质量，必须对超长现象进行处理。常见的处理措施包括以下两种：一是在设计中中使用伸缩后浇带，从而实现防裂缝的目的。一般来说，80～100公分是普通伸缩后的浇带宽度范围，且保证钢筋不易被切断。而断开钢筋的后浇带通常应用于平面尺寸超常结构中，确定其宽度时，要保证按搭接钢筋最低尺寸满足实际操作空间要求。二是使用微膨胀剂，可以通过在混凝土中添加微膨胀剂的方式提升混凝土的抗拉力。需要注意的是，若地下室结构超过60m，需要设置膨胀加强带。
2.4地下室抗渗抗浮结构设计
假如在雨水相对较多或者地下水位较浅的情况下进行施工，设计时，要充分考虑使用时出现的抗浮问题。无论是裙房部位，还是地下室部位都会存在抗渗抗浮不满足相关要求的问题。在解决此问题时，需要采取以下几点措施。其一，保证满足设计要求的前提下，最大限度地提升基坑底设计标高，有效的防止水位上升，从而起到降低抗浮的作用。应将平板筏板基础和梁板筏板基础应用于高层建筑基础底板中。其二，大力提倡宽扁梁和无梁楼盖。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通常情况下，1/16～1/20是常规宽扁梁截面高的跨度范围，这种情况下，宽扁梁就可以对地下部分高度起到降低作用，从而降低抗浮水位。其三，增加地下室自重是加大抗渗抗浮设计的一个有效措施之一，可以通过加载基板、加载变强以及加载地下室顶板的方式，有效地增加地下室自重。该方法对施工和设计的要求相对较低，但也由于增加相关材料的数量，大大增加了施工费用。其四，抗渗抗浮设计常用的方法之一就是设置抗拔桩。一般来说，要将抗拔桩设置于埋藏浅且坚硬基岩内。由于造价以及施工条件等都会影响到抗拔桩的设置，因此要确保抗拔桩嵌入基岩深度相对较浅。在这种情况下，就需要对其进行处理，灌浆处理是最常用的一种处理方式。如果上覆土层厚度过大，抗拔桩不能进入基岩，则要在桩下部设置扩大头，从而提升其抗拔能力。
2.5外墙结构设计
土和水压力是地下室外墙结构设计的计算重点，在进行地下室外墙结构设计和施工过程中，需要注意以下几点。
地下室外墙的承载能力。垂直和水平两个方向的压力是地下室外墙承受的主要压力，侧面土压力荷载以及地面荷载是水平承载力的主要内容，而上部楼盖传重、地下室以及本身自重是垂直承载力的主要内容。在实际工程设计过程中，垂直承载以及风荷载无法起到控制作用。垂直墙面水平承载产生的弯矩是控制墙体配筋的主要因素，对其进行设计时，要根据墙板的弯曲情况对配筋进行计算。
静止土的相关压力数值，计算该数值时要根据相关具体实验对其进行确定，假如不能进行具体实验，则要保证粘性土系数值在0.5～0.7范围内而砂土系数值在0.34～0.45范围内。
外墙配筋的计算。如果外墙带有扶壁柱，在计算时不需要考虑扶壁柱尺寸，只根据双向板对配筋进行计算。根据扶壁柱和外墙协调的变形机理，此设计会导致外墙水平配筋过剩、扶壁柱配筋少和外墙垂直配筋不足等问题出现。因此在地下室外墙配筋数量计算时，只需要根据双向板计算配筋。
3结构设计优化
3.1结构体系选型优化措施
在确定项目建设方案时，引入结构体系选型优化能够有效防止出现建筑方案的结构方面出现层高和主要不合理现象：比如：所处位置产生的抗侧力、柱网的体型与尺寸。例如：某建筑工程在进行主次梁楼盖柱网设计时不应使用正方形设计，而应使用矩形设计。在设计中主次梁的分配，短为主、长为辅且比例不超0.75的标准，这样大大降低了施工费用，同时保证主次梁跨度比例在0.65～0.70范围内，依据此设计进行计算，促使主次梁之间截面高度相同、底部平线相齐，使得最终的楼盖结构间距达到建筑过程中的最小化。
3.2结构构件设计优化措施
地下室结构构件设计优化包括两个方面，一方面是桩基础设计，如果仅依据竖向荷载作用进行布桩承载力计算时，验算承台底部边桩的反向力时注意是在弯矩的状态下。由于基础承载力收到框剪结构剪力墙结构核心底部弯矩、剪力墙和剪力的影响，因此要引起格外注意。同时，也有必要去验算是否向上产生一定的抗拔力，弯矩大的承台底部桩基主要包括大跨度结构、水位相对较高的短肢剪力墙以及地下室。另一方面则是剪力墙下布桩，如果建筑结构以框剪结构或者剪力墙为主，那么承受地震水平力的主要部位是剪力墙，不仅如此，剪力墙也承受竖向荷载。由此可见，进行布桩时，要以剪力墙为中心，并保证剪力墙的中心线与桩中心线重合。在进行双排桩布置时，要保证桩的承台具有较好的刚度，并验算承台冲剪以及抗弯。
4结语
地下室作为最底层的使用空间，其施工过程中质量显然对整个建筑有着很大的影响，我们必须在设计时确保精确、安全性，严格遵守相关法律法规。建筑设计准则，以保证整体建筑的建筑质量。此外，地下室结构设计中还应当特别注意设计难点与设计重点，做到设计的最优化，确保地下室质量。
参考文献：
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[2]赵敏，许鹏展．有关建筑工程地下室结构设计与分析[J]．科技创新导报，2012（22）
[3]蒋友西，胡哲桢．建筑工程地下室结构设计分析与探讨[J]．科学与财富，2014（7）
论文作者:陈孝超
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年8月下
论文发表时间:2016/8/29
标签：地下室论文; 结构论文; 结构设计论文; 外墙论文; 建筑论文; 楼盖论文; 壁柱论文; 《建筑建材装饰》2015年8月下论文;