尚勇兵

摘要：地下室的建筑結構設計主要包括：荷載合計、抗震設計、外墻設計、頂板設計、抗浮抗?jié)B設計等，高層建筑地下室結構設計人員要在綜合分析高層建筑情況，靈活調整設計方案，提高地下室結構設計水平，優(yōu)化地下室結構，為建筑行業(yè)發(fā)展奠定基礎。

關鍵詞：建筑工程;地下室;結構設計

隨著城市化進程的加快，出現(xiàn)了越來越多的高層建筑，并且土地使用面積越來越緊張，須建地下室以滿足人們的需求。但是因為地下工作比在地上工作困難得多，因此，地下室的結構和構造設計相對更加嚴格，以確保地下室與地上部分之間的連接不會產(chǎn)生任何問題。

1 地下室結構的設計難點分析

與其他建筑相比，地下室樓層的建設非常嚴格且極其復雜，在規(guī)劃地下室結構時，必須綜合考慮許多因素，比如消防通風、功能用途、民防要求、設備線路等。在規(guī)劃中應充分考慮專業(yè)設計概念，如通道、排水和照明等。在具有底部結構的地下室中，地上部分通常不會遇到問題，然而在純粹的地下室設計中，滲水問題經(jīng)常發(fā)生。同時，由于地下室設計的施工往往只考慮到正常的使用環(huán)境，而對施工過程和防洪、防潮等不夠重視，對建筑物經(jīng)常造成局部損壞，并在以后的使用過程中出現(xiàn)裂縫和其他問題。另外，基礎施工和材料選擇的設計和施工是相同的，這給基礎設計的施工帶來了一些困難。主要包括基本施工、地下室防浮結構、下水道結構、地下室施工和地下室外墻體結構等。

2 建筑工程地下室結構設計要點

2.1 荷載合計

高層建筑工程的地下室結構荷載設計主要包括：爆動荷載、土壓力荷載、地面建筑荷載、自重荷載及人防荷載我國建筑工程地下室結構設計相關規(guī)范指出：設計人員在設計過程中要綜合地下室各個部門的綜合荷載，考慮各工程的結構特點，嚴格依照相關規(guī)定開展荷載組合，并確定地下室結構中參與荷載部分，主要為：頂板、側墻、外墻、內承重墻、基礎;設計人員要分別確定頂板核爆動荷載標準值及靜荷載標準值、側墻豎向核爆動荷載標準值、上方建筑物自重標準值、外墻橫向核爆動荷載標準值、內墻重墻自重標準值、底板核爆動荷載標準值、地下室墻身自重標準值高層建筑工程地下室結構設計人員在進行地下室的防控荷載組合時，要重點解決核爆動荷載作用與靜荷載共同存在的問題。

2.2 水平結構設計

對于底層的地下室高層建筑設計，有必要在地下室考慮一些專業(yè)問題，如防火、通風、公用設施、人防、機房、管道、通道、排水、照明等。如果長度超過預定長度，有必要使用基礎結構來確定是否應在結構中進行設置。但是，在正常情況下，最好盡可能地調整變形接頭。如果需要進行設置，設計師必須通過調整相關設置來解決問題。此外，設計師應注意地下室的照明設計。對于地下室的照明設計并不容易，因此，在側墻上可以附加額外的光照，設置不需要燈座的外壁，它可以連接到整個地下室的屋頂，以確保地下室整體結構的穩(wěn)定，有效地將風效應和地震等外部因素轉移到側墻或地板上，以滿足高層建筑的要求。

2.3 抗震設計

抗震設計是地下室設計中必不可少的組成部分，在建筑物中，抗震設計取決于建筑物的高度。如果地下室的抗地震水平不足，將直接影響建筑工程結構的安全性能。一般來說，墻柱應在混凝土中與底部的墻柱結構相匹配，要改變地下室頂板上的內外板的高度，如果高度變化高于梁的高度，就會形成誤差層，這時應采取一些措施進行處理。在地下室施工設計中，根據(jù)有關規(guī)定，精準地設計地下室的頂層結構，應采用梁和頂部結構的構件，同時地下室屋頂不應作為上部結構的組成部分。如果是高架地板，則應向下計算靜態(tài)應力，以滿足地下室地面或建筑物的抗震要求。但是，剪力墻底部的層數(shù)應從地面計算，并包括地下室部分。

2.4 外墻設計

地下外墻的設計是整個結構設計的重點，應根據(jù)具體的水質和土壤條件進行計算。地下室外墻上的負荷分為兩部分：水平荷載和垂直荷載。垂直荷載分為上部和下部、重量和自重;水平荷載包括地面荷載、剪切荷載和人防工程。在實際設計中，垂直承載能力一般沒有影響，因此，只考慮設計中的水平承載抗震能力。此外，必須通過有效驗證確定靜態(tài)土壓力。如果靜土壓力沒有顯示驗證條件，則砂應在0.34～0.45 MPa之間，黏土應在0.5～0.7 MPa之間。另外，在用支撐柱計算外壁的地下外墻的加固時，計算不是基于支撐的尺寸，而是使用雙向板的平均值來計算加固，基臺的計算要基于地下室的整體結構。在設計中，不應根據(jù)外壁的雙向板的傳遞載荷來測試支撐柱的加強。另外，根據(jù)外壁和支撐件之間的變形協(xié)調原理，該結構對外壁的垂直壁的加強不充分，支撐件的加固較少，并且外壁的水平分布過大。因此，要精確計算外壁部分或外壁支撐部分的地下外壁的加強處，其中鋼筋混凝土和內部分隔壁垂直于外壁方向連接。

2.5 頂板設計

高層建筑地下室結構設計中，頂板設計是一項十分重要的工作，地下室頂板就是高層建筑中地上結構的水平約束支座，水平約束支座的剛度越大，其約束效果越強地下室結構頂板需要具有一定厚度，頂板厚度指數(shù)要≧160mm設計人員在進行地下室結構設計中的頂板設計時，要確定其厚度指數(shù)符合建筑結構標準，充分滿足地下室人防的需求，設計人員還要嚴格依照“抗震設計規(guī)范”進行上部結構頂板嵌固，并嚴格設計頂板強度、板配筋率、側向剛度此外，設計人員要嚴格依照相關規(guī)范，采用梁板結構進行上部結構嵌固工作隊設計人員在進行地下室結構設計時，要向下算直到滿足嵌固端要求的地下室底板，并且在計算剪力墻底部加強區(qū)時要從地面向上計算，將地下層包括在內。

2.6 地下室抗浮、抗?jié)B設計

通常而言，對高層建筑進行地下室結構設計的過程中常遇到的問題大致可分為以下幾類：①沒有按照相關規(guī)定對地下水位進行勘察，并且編成準確的數(shù)據(jù)報告，或者是這類數(shù)據(jù)報告中沒有涉及到浮力計算及地下水位的變動幅度，沒有對地下室的斜坡道的抗浮能力進行計算，地下室主體和修建的斜坡道之間的連接縫沒有得到良好的處理;②沒有進行合理的抗浮驗算，依據(jù)準確的地下水位數(shù)據(jù)可以有效驗算出地下室的抗浮力能力。在具體的設計方案中只考慮到通常情況下地下室的最大限度載荷量，以此推算出其抗浮能力。而沒有考慮到建設過程中自然變化情況下地下室的抗浮力的影響，如汛期。這就會導致地下室在修建過程中由于設計的抗浮能力小于實際需求抗浮能力，而造成地下室部分位置出現(xiàn)損壞。除此之外，還會存在一個大面積地下室的上面同時修建多個建筑物的情況，這樣就會因為地面建筑分布不均，就會很難控制地下室的抗浮力，這就需要經(jīng)過嚴格詳細的分析之后才可以進行地下室建設和地上建筑物的修建。

3 結語

綜上所述，只有地下室的設計符合規(guī)定的要求，才能有效保證整個建筑的安全。因此，在實際工作中，應科學合理地采取有效措施，提高建筑工程地下室結構的設計水平，促進建筑工程整體質量的提升，實現(xiàn)我國經(jīng)濟社會良好的發(fā)展。

參考文獻：

[1] 付臻瑜.建筑工程地下室結構設計要點探討[J].綠色環(huán)保建材，2019（01）.

[2] 趙蜀閩.簡析建筑地下室人防結構工程設計的原則及設計要點[J].建筑工程技術與設計，2018（28）.

[3] 林巖青.建筑工程地下室結構設計分析[J].城市建設理論研究（電子版），2018（21）.

（作者單位：湖北華宇高科建筑設計咨詢有限公司）