文/楊德初 云南世紀(jì)陽光建筑設(shè)計有限公司 云南昆明 650000劉坤朋 昆明市建筑設(shè)計研究院集團(tuán)有限公司 云南昆明 650000

建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計分析與探討

文/楊德初 云南世紀(jì)陽光建筑設(shè)計有限公司 云南昆明 650000劉坤朋 昆明市建筑設(shè)計研究院集團(tuán)有限公司 云南昆明 650000

就我國目前的建筑水平現(xiàn)階段，地下室已經(jīng)成為一般高層建筑都必有的設(shè)計部分。當(dāng)今的建筑技術(shù)及設(shè)計水平呈逐年進(jìn)步發(fā)展的趨勢，建筑地下室的設(shè)計層數(shù)，也隨之不斷增加。在建筑設(shè)計中，地下室部分是相對較為難且重要的一部分內(nèi)容。這使得建筑地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計，越來越成為建筑設(shè)計過程中不可或缺、至關(guān)重要的一部分。

建筑工程；地下室；結(jié)構(gòu)設(shè)計

一、地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點要求

1、地下室地的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計主要有:頂板、外側(cè)墻、底板等一些構(gòu)件。

2、孔口防護(hù)設(shè)計，其中包含地下室的出人口的防護(hù)與消波系統(tǒng)，其出人口的設(shè)計包括對防護(hù)密閉門的選用、門框墻、臨空墻的計算等，而消波系統(tǒng)則是對防爆破活門的選用和擴(kuò)散室(箱)的設(shè)計。

3、我們在對地下室進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算時，其與上部結(jié)構(gòu)是否進(jìn)行一起計算，這種情況對于其計算的結(jié)果會產(chǎn)生較大的影響，地下室的底板多做為整體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，所以我們在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)該考慮其地基所產(chǎn)生的反作用力，而地下室的頂板做為建筑工程的重要組成部份，需要考慮組合完成后的靜荷載，而其外墻則需要考慮來自于側(cè)向的水、土的水平作用組合。

二、建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容

通過以上建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的分析，我們認(rèn)識到現(xiàn)代建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的幾大特點。作為從事建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作人員，在工程設(shè)計額過程中就要切實掌握如下要點：

1、平面結(jié)構(gòu)設(shè)計

在建筑地下室的平面結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中，我們要做到注意其承重力以及空間的合理布置，這一點是在建筑地下室設(shè)計中的關(guān)鍵點之一，但是此一關(guān)鍵點存在的影響相對比較小。如：在民居的設(shè)計當(dāng)中，地下室的設(shè)計就應(yīng)當(dāng)最大程度地壓縮各個房間的空間大小。以便分割更多的地下室房間，使建筑地下室的實用價值最大化。而酒店賓館等的地下室設(shè)計首先考慮的是停車場的設(shè)計。這就要求在保證地下室的承重能力符合要求的情況下，最大程度地體現(xiàn)空間大結(jié)構(gòu)設(shè)計。建筑地下室的平面結(jié)構(gòu)的設(shè)計，要在綜合開發(fā)商的建設(shè)意圖、建筑物的承重能力及其功能等三方面的基礎(chǔ)上進(jìn)行，從而以保證該設(shè)計理念的功能性、科學(xué)性及合理性。

2、抗?jié)B抗浮性能設(shè)計

抗浮現(xiàn)象一般不會出現(xiàn)在地下水位較深、埋藏較淺的地下室。裙房與地下室作為高層建筑的重要組成部分，在地下室埋藏深度較高等情況下，將出現(xiàn)抗浮問題。通常情況下，高層建筑設(shè)計都會對基坑坑底設(shè)計標(biāo)高加以重視，在有效提升的基礎(chǔ)上，對抗浮防水位進(jìn)行相應(yīng)程度地降低。高層建筑基礎(chǔ)底板一般選用兩種形式的基礎(chǔ)：平板式筏板、梁板式筏板。在抗浮設(shè)計中，與平板式筏板基礎(chǔ)重量相比，應(yīng)確保梁板式筏板基礎(chǔ)填覆土重量與其具有一致性，但在設(shè)計中，應(yīng)確保梁板式筏板基礎(chǔ)具有較高的高度，在兩者基頂標(biāo)高相同的前提下，相比基礎(chǔ)埋深，埋藏深度多的為梁板式筏板。以此提升抗浮水位，相比兩種基礎(chǔ)，在抗浮水位控制中，應(yīng)選用平板式筏板基礎(chǔ)。

高層建筑設(shè)計中樓蓋主要采用寬扁梁的形式，在1：22與1：16的范圍內(nèi)有效控制樓蓋的截面高度和跨度，通過寬扁梁的廣泛運用，可有效降低地下結(jié)構(gòu)層高，進(jìn)而實現(xiàn)抗浮設(shè)計的目標(biāo)。提升地下室層高是處理地下室抗浮的最常用方式，該方法的運用，將對地下室重量進(jìn)行相應(yīng)程度的增加，為此，在設(shè)計過程中，必須充分考慮地基土承載能力。在對高層建筑主體結(jié)構(gòu)地基承載力進(jìn)行有效提升的同時，應(yīng)重視地下室層高問題，通過增加主體結(jié)構(gòu)埋置深度，有效提升地基承載力。

增加基礎(chǔ)底板厚度、頂面覆土厚度與頂面為基礎(chǔ)配重增加的主要方式，利用加大基礎(chǔ)配重的方式，可快速解決抗浮問題，但該方式必須提高埋置深度，這種情況下將增加地下室抗浮設(shè)防水位高度，由此可見，該方式在抗浮設(shè)計中應(yīng)用較少。在基坑坑底標(biāo)高不變的情況下，通過地下室頂板厚度增加，也可以達(dá)到地下室重量加大的目的。這種方式應(yīng)用中，一般不進(jìn)行次梁設(shè)置。

3、頂板結(jié)構(gòu)的設(shè)計

頂板部分是地下室連接上層建筑的粘合部位，地下室頂板的設(shè)計十分重要。頂板設(shè)計要在充分考慮科學(xué)高度的基礎(chǔ)上進(jìn)行，并且要充分考慮對土層的保護(hù)。頂板設(shè)計更是關(guān)系到地下室及其上層建筑整體功能的協(xié)同性。準(zhǔn)確地計算取得的地下室承載能力的數(shù)值，要充分考慮到設(shè)計中可能存在的各類干擾因素。某些功能性的建筑物，其地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計還必須要考慮到防爆能力。以保證能夠抵御爆炸沖擊下帶來的壓力，很好地穩(wěn)定整體建筑。設(shè)計者必須充分考慮地下室頂板設(shè)計存在的各類因素，以避免設(shè)計漏洞，引發(fā)嚴(yán)重后果。

4、外墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計

混凝土、水、鋼筋的比例問題是地下室外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點。建筑地下室外墻承受著來自兩方面的壓力：分別是豎直方向的力和水平方向的力。豎直方向的壓力是指：上層建筑本身質(zhì)量所帶來的壓力；水平方向的壓力是指：由來自橫向土層的擠壓力。此外，地下室還要能夠承受自然災(zāi)害給帶來一定壓力。設(shè)計理念中就必須充分考慮到建筑地下室將要承受的各類外在壓力情況，從而科學(xué)的設(shè)計以增強(qiáng)多種外力情況下的荷載能力。

5、抗震設(shè)計

由于我國是一個地震多發(fā)的國家，每當(dāng)有地震發(fā)生時，給我國所造成的傷害是非常巨大的，不僅嚴(yán)重影響我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，更為重要的是我國有很多的人們而因此犧牲寶貴的生命。因此，在對建筑地下室結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的時候，一定要做好抗震方面的設(shè)計工作，確保我國建筑地下室具有更好的抗震性能。

在對地下室結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計的時候，首先需要確保地下室的構(gòu)造具有足夠的深度，對于越是高和大的建筑，越要確保地下室的埋藏深度更深，這樣才能確保地下室結(jié)構(gòu)和整體建筑具有足夠的抗震性能。其次，為了提高地下室結(jié)構(gòu)的抗震強(qiáng)度，還需要使用抗震強(qiáng)度較大的施工材料進(jìn)行施工。與此同時，在整個地下室工程的施工過程中，需要嚴(yán)格地按照設(shè)計圖紙來進(jìn)行施工，并且需要采取有效的加固措施對地下室的墻壁進(jìn)行有加固處理，以確保地下室的抗震能力達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)。

最后，在對地下室結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的時候，一定要確保地下室結(jié)構(gòu)的抗震等級。比如說建筑工程的地面上建筑結(jié)構(gòu)的抗震等級是三級，那么地下室結(jié)構(gòu)地下一層的抗震等級至少也得是三級，地下二層及以下可以降低到四級。

6、結(jié)構(gòu)設(shè)計超長情況的處理

在某些情況下，地下室的結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)超長的情況。這種情況對地下室工程的質(zhì)量造成一定影響。有必要采取相應(yīng)的處理方法以規(guī)避弊端。建筑地下室結(jié)構(gòu)易在環(huán)境本身帶來的壓縮力下，造成裂縫現(xiàn)象。

一般情況下，可采取增設(shè)后澆帶的方法或采取在混凝土中摻入微膨脹劑的技術(shù)手段，并同時做膨脹加強(qiáng)帶設(shè)計，提升鋼筋混凝土抗拉力等方法來預(yù)付地下室在結(jié)構(gòu)超長情況下產(chǎn)生的裂縫現(xiàn)象，從而以保證建筑地下室的工程質(zhì)量。

結(jié)語：

綜上所述，建筑地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計在建筑工程設(shè)計中舉足輕重且較為復(fù)雜。建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計是否具有科學(xué)性、合理性，對建筑的工程質(zhì)量以及工程造價、建筑結(jié)構(gòu)安全等各方面有直接影響。建筑設(shè)計者在考慮設(shè)計方案時，必須充分考慮到各類影響因素的存在，并通過一系列合理可行的技術(shù)手段，來進(jìn)行優(yōu)質(zhì)的設(shè)計，以提升建筑質(zhì)量，增強(qiáng)整體建筑的穩(wěn)定性和實用性。

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