劉洋

【摘 要】隨著科技的進(jìn)步，社會的發(fā)展，人類物質(zhì)生活水平的逐步提到，高層建筑成為現(xiàn)代人類居住或者從事商業(yè)活動的主要場所，一座座高層居民樓、商業(yè)用樓拔地而起，與此同時使這些高層建筑中的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計變得尤為復(fù)雜，因此我們的設(shè)計師在進(jìn)行設(shè)計時，一定要把握好合理、適用、安全的原則，通過合理的設(shè)計，使地下室的空間得到最有效的利用，能夠給人們帶來最大化的社會效益，以此滿足真正的設(shè)計要求。

【關(guān)鍵詞】建筑；地下室；結(jié)構(gòu)設(shè)計

一、地下室設(shè)計要求

1.1 平面設(shè)計基本要求

對于高層地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，在設(shè)計過程中，一定要充分考慮到“防火、排水、通風(fēng)、使用、人防要求及各種管道、坑道配合問題?！钡叵率移矫嬖O(shè)計有兩個要求，第一是不設(shè)縫，對于這一要求，相關(guān)設(shè)計者可以利用后澆帶、混凝土彌合等方式來實現(xiàn)。第二是管道相互連接，這一要求的實現(xiàn)方式為“分割地下室并用較窄的通道將其進(jìn)行連接”。同時在設(shè)計過程中還要合理考慮地下室的通風(fēng)和采光井的位置，避免該內(nèi)容對整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

1.2 抗震設(shè)計基本要求

地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)固性直接關(guān)系到了整個高層建筑的穩(wěn)定性，因此，要做好地下室的抗震設(shè)計，地下室的抗震設(shè)計要求如下，第一，根據(jù)相關(guān)要求，地下室的墻體和柱體要同上部的結(jié)構(gòu)相一致，這樣能夠保證結(jié)構(gòu)的整體性，提高抗震能力。第二，要求計算時應(yīng)該要向下計算，直至“滿足要求的地下室作為嵌固樓層”，但是，對于剪力墻部分的區(qū)層數(shù)計算時，應(yīng)該從地面向上計算。第三，對頂樓蓋的要求，對于地下室的頂樓蓋來說，其最好應(yīng)該使用梁板結(jié)構(gòu)，以此作為“上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位”，如果該樓蓋沒有梁的設(shè)計，則不需要具有該部位。

1.3抗裂設(shè)計基本要求

高層建筑本身的子重量就相對較大，再加上混凝土自身就存在著裂變性，因此，地下室墻體出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象是非常普遍的，為了避免裂縫的出現(xiàn)，在整體結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該遵從以下要求。第一，設(shè)計“施工后澆帶”。通常情況下，為了保證施工中混凝土自身約束力的完全釋放，總是在施工中采用施工后澆帶的方式，目前，這種方式在地下室設(shè)計中是普遍采用的。第二，使用處理后的混凝土。地下室的結(jié)構(gòu)具有特殊要求，因此，在混凝土使用方面也應(yīng)該用處理后的混凝土，混凝土的處理方式是在混凝土中加入適當(dāng)?shù)呐蛎泟?，在設(shè)計中應(yīng)該列出備選膨脹劑的種類，比如“UEA、HEA”等，加入膨脹劑的主要目的是要用膨脹劑所帶來的膨脹值來抵消混凝土自身的收縮值，這樣就能夠有利的避免混凝土收縮所造成的墻體裂縫等的出現(xiàn)，一定程度上能夠保證工程的施工質(zhì)量。第三，布置膨脹帶并提高抗拉力，雖然采用處理后的混凝土能夠在一定程度上控制混凝土裂縫的出現(xiàn)，但是，該方式并不能完全的控制早期變形，因此，在設(shè)計中還要標(biāo)明膨脹帶的設(shè)置位置。

1.4浮設(shè)計基本要求

因為地下室是在地表以下進(jìn)行施工的，因此，其必然會面臨著地下水的壓力，水的浮力會對工程造成一定的不良影響，為了避免這一問題的出現(xiàn)，我們要進(jìn)行抗浮設(shè)計。而具體而言應(yīng)該從以下幾個方面來著手，第一，提高基坑標(biāo)高。對于該要求的實現(xiàn)可以通過筏板的選擇來實現(xiàn)，通常為了達(dá)到提高浮力的目的，都會選擇梁式的筏板，該板面就可以直接設(shè)計為地下室地面，這樣能夠“降低地下室層高，減少地下水位與地板的高差”，從而實現(xiàn)了設(shè)防水位的降低和抗浮能力提高。第二，樓蓋的選擇要合理。為了降低地下室結(jié)構(gòu)的層高，進(jìn)而提高抗浮能力，通常會選擇“寬扁梁或無梁樓蓋”。第三，適當(dāng)設(shè)計底板和頂板的高度。對于提高抗浮力來說，最直接的方式就是增加地臺的重量，而地臺重量通常是同地下室底板和頂板間高度有正比例關(guān)系，因此，在設(shè)計地下室結(jié)構(gòu)時，為了提高地下時的抗浮力就應(yīng)該適當(dāng)增加兩板之間的高度。

二、地下室的防水設(shè)計問題

2.1 平面結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

在進(jìn)行地下室平面結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要綜合考慮地下室的通風(fēng)要求、采光要求、功能要求、防火要求、人防要求以及管道的埋設(shè)排水要求。例如在地下室的長度超出規(guī)定時，要確定是否需要設(shè)置變形縫，一般而言，盡量不設(shè)或者少設(shè)為妙，因為變形縫的位置很難做防水處理，設(shè)計者可以使用混凝土或設(shè)后澆帶及地上設(shè)縫的方式，取代地下設(shè)縫的設(shè)計。當(dāng)?shù)叵率疫^長時，可以通過合理調(diào)整平面，對地下室進(jìn)行平面分割的設(shè)計，用比較狹窄的通道進(jìn)行相互連接，用于滿足管道相連和使用的要求，從而把變形縫設(shè)計在通道的位置，這樣接縫處會受力較小，方便補救。地下室的通風(fēng)采光井的位置設(shè)計非常重要，如設(shè)計不當(dāng)會影響到結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.2 外墻機構(gòu)設(shè)計

地下室的外墻承受著豎向荷載和橫向荷載，其中豎向荷載是來自上部的傳重和地下室樓蓋的自重，水平荷載是來自側(cè)向土壓力、室外的地面活載、地下水的側(cè)向力等。通常情況下，地震引發(fā)的內(nèi)力或豎向荷載等起不到控制作用，因此，是地下室的水平荷載所產(chǎn)生的彎矩確定墻體配筋，豎向的荷載壓彎作用通常不必考慮，按墻板的彎曲值來計算彎曲配筋。

在對地下室的外墻截面進(jìn)行設(shè)計時，會由土壓力引起永久的荷載效應(yīng)，取靜止土壓力作為外墻承受的壓力，通常情況下，靜止土壓力要用實驗來確定，如果不具備條件做實驗時，黏性土要取0.5到0.7，沙土要取0.34到0.45，當(dāng)水位穩(wěn)定時，水壓力依照永久荷載確定分享系數(shù)為1.2；當(dāng)水位不穩(wěn)定時，水壓力依照可變荷載確定分項系數(shù)為1.3。當(dāng)有人防要求時，外墻的永久荷載系數(shù)可取1.0到1.2，1.0的分項系數(shù)作為抗暴等荷載的取值。

2.3地下室基礎(chǔ)底板的配筋率設(shè)計問題

基礎(chǔ)底板的厚度必須要滿足墻體的抗撞切要求，另外還要配設(shè)抗彎鋼筋。通常情況，我們只需配設(shè)構(gòu)造鋼筋，依照混凝土的設(shè)計要求，最小配筋率是0.15%。在設(shè)計中，基礎(chǔ)底板的配筋率要嚴(yán)格加以控制，對厚底板的配筋率只需要控制在0.10%到0.12%之間，過高的配筋率會造成浪費。

2.4地下室的防震設(shè)計問題

高層建筑基礎(chǔ)掩埋是為了穩(wěn)定地基，降低建筑的整體傾斜，阻止其滑移或傾覆，埋置一定的深度，可以起到良好的抗震作用。鋼筋混凝土的高層地下室的機構(gòu)設(shè)計要求，如果是采用樁基時埋深不得小于1/15H，采用天然地基時埋深不得小于1/12H。房屋高度H是指室外檐口到地面的高度，其中不包括突出的電梯間、水箱等部位的高度。

地下室設(shè)計不合理會影響整體的抗震性能，地下室的埋深高度要大于外地面以上的高度，總高度才可以從室外的地面開始算起，對于地下室的墻柱結(jié)構(gòu)設(shè)計要同上部的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)一致，對于地下室頂板的板面的內(nèi)外標(biāo)高發(fā)生的變化超過梁高就會造成錯層的形成，要采取相應(yīng)的措施加以處理，不然不能作為上部結(jié)構(gòu)相應(yīng)的嵌固部位。當(dāng)?shù)叵率业捻敯瀹?dāng)做上部結(jié)構(gòu)相應(yīng)的嵌固部位時，其地下一層以下的抗震等級要根據(jù)實際情況使用三級或者四級，地下一層結(jié)構(gòu)的抗震等級要和上部結(jié)構(gòu)所采用的等級一致。

2.5地下室的消防車荷載的設(shè)計問題

偶然荷載一般在正常使用的期間不會出現(xiàn)，但是一旦出現(xiàn)會在短時間內(nèi)產(chǎn)成巨大的荷載，通常所遇到的偶然荷載有火災(zāi)、爆炸等。因為消防車通常荷載很大，它的取值對于截面及配筋有很大影響，也算是一種偶然荷載。依照規(guī)范規(guī)定，在荷載效應(yīng)中，偶然荷載的取值不應(yīng)該乘以分項系數(shù)。那么在通過結(jié)構(gòu)軟件進(jìn)行計算時，要對消防車的荷載進(jìn)行折減后再輸入，不然程序會自動計算出的數(shù)據(jù)，會放大消防車的荷載。

結(jié)束語

隨著我國建筑事業(yè)的蓬勃發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，使得現(xiàn)如今城市人口數(shù)量急劇上升，因此高層建筑變得越來越多，在高層建筑中對于地下室和地下車庫的需求也隨之增多，因而在建筑設(shè)計中，要考慮到地下室機構(gòu)的設(shè)計是否合理，是否滿足基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計要求。

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