1、1对建筑地下室结构的设计分析摘要：在建筑工程施工之前，应保证结构设计的合理性，因为结构设计合理与否将会对建筑物的使用性以及安全性造成直接而重要的影响。本文将针对建筑地下室结构的设计展开细致的分析，以期为同类工程及类似工程提供有益的参考。 关键词：建筑；地下室结构；设计；分析 中图分类号：TU2 文献标识码： A 研究地下室结构设计的意义 随着城市化进程的不断深入，我国城市人口正在以一个惊人的速度在增长，其地面设施及结构越来越无法满足现阶段的交通需要及一系列的商业需要。在此背景下，地下结构引起了社会各界的广泛关注。地下结构不仅能够缓解城市地面交通压力，还能够减轻能源危机所带来的一系列负面影响。近
2、些年来，各大城市除了致力于地铁修建之外，同时专注于地下工程（部分面积较大，甚至多达数千平方米）的修建，停车场及地下商场便是其中的代表。值得一提的是，我国位于地震带之上，所以，面临着严峻的地震威胁与考验，甚至有高达 50%的城市位于 7 级地震区1，其中，北京、西安以及唐山等重要的大中城市甚至位于高强度的地震带。由此可见，对地下工程进行结构设计时，应对结构抗震问题予2以重点考虑。除了重点考虑地下室结构抗震设计之外，还应充分考虑地下室结构平面设计、地下室顶板的结构设计、地下室外墙的结构设计、地下室的人防设计、地下室的抗浮和抗渗设计等。总之，只有保证地下室结构设计的合理性，才能保证地下室的使用性及安
3、全性，所以，研究地下室结构设计具有十分重要的现实意义。 2.地下室结构的设计 2.1 地下室结构平面设计 在设计地下室结构的过程中，应综合考虑多种因素，不仅包括防火、排水，而且包括人防、通风，还包括采光等。如地下室的设计长度、规定长度二者不一致时，应从结构专业的角度思考问题，判断是否能够应用变形缝予以处理。由于地下设缝这种做法将会给防水处理带来极大的麻烦，所以，在允许的情况下，通常选用后浇带的方式以及地上设缝的方式予以解决对地下室结构进行设计时，为满足通风要求及采光要求，应在设计中加入通风采光井这一部分，并保证其科学性，假若位置不合理，将会对上部结构的稳定性造成不良的影响，即无法将上部结构所承
4、担的风力或者地震力有效转移给地下2。 2.2 地下室顶板结构设计 对于建筑的地上部分而言，地下室顶板相当于一个水平约束支座，其约束效果主要取决于自身刚度的大小。因此，对地下室进行设计时，应对其顶板部分予以严格要求，如要求其实际厚度在 160mm 以上3，如此一来，才能保证刚度符合实际需要。 32.3 地下室外墙结构设计 2.3.1 荷载 施加于外墙之上的载荷包括两种类型：一、水平荷载，涉及地面荷载，还有人防荷载；二、竖直荷载，不仅包括地上部分的自重及传重，还包括地下室的自重及传重。对墙体进行配筋时，需要对竖直墙面的水平荷载进行相关计算，尤其是其弯矩的大小。 2.3.2 静止土的压力系数 静止土
5、压力大小，需要采用实验的方法予以确定，假若不具备实验条件，可参考以下数据：沙土压力大约在 0.340.45 这一范围，粘性土压力大约在 0.50.7 这一范围。 2.3.3 地下室外墙的配筋 对该部分进行设计时，不是参考扶壁柱实际尺寸进行计算的，一般是根据双向板来展开相应计算的。在计算配筋的过程中，外框架这一部分按照双向板进行计算，其余按照单向板进行计算。考虑到扶壁柱本身竖向荷载偏小，因此，应对位于内外两侧的主筋进行一定程度的加强。 2.4 地下室的抗震设计 对于地下室设计而言，抗震设计属于重要组成部分，若该方面处理不当，将会对建筑整体抗震性能造成一个十分不利的影响。无论是上部结构，还是地下室
6、结构，二者的墙柱结构应保持相同。顶板板面标高一旦发生变化，且错层甚至超出了梁高，此时应采取必要的应对措施，如若不然将会对地下室的整体设计造成不利影响。 为强化地下室结构的实际抗震能力，应做好以下工作：一、选址时，4应保证地基具有足够的稳定性，所选地段不可过于靠近山体；二、当地质条件几乎相同时，应尽量选择那些埋深较大的线路；三、在施工环节，建议选择暗挖法进行施工；四、在地下室结构中，对梁、柱的节点进行处置时，如果条件许可，尽量采用弹性节点4。 2.5 地下室的人防设计 对于高层建筑而言，其地下室应具备人防作用。在一般建筑中，其地下室人防等级普遍集中在五、六级的水准，相较那些没有人防功能的地下室而
7、言，该类地下室既有一定的防辐射功能，又有一定的防核爆功能，因此，无论在材料方面，还是在内力计算方面，又或者在结构方面均有着相对特殊的要求。当具有人防作用的地下室被定为为主体结构时，那么平时荷载将发挥相应的控制作用。当具有人防作用的地下室属于纯地下室，且仅有一层，那么战时荷载将发挥相应的控制作用。若地下室层数超过两层，且顶部存在覆土时，那么平时荷载将发挥相应的控制作用。 2.6 地下室的抗浮和抗渗设计 对地下室进行抗渗设计或者抗浮设计时，经常需要面对以下情况：一、没有根据勘测要求对地下水位进行准确确定；二、没有对斜坡道进行相应的抗浮的验算，还存在抗浮验算不符合要求等问题5。 进行抗浮设计的过程中
8、，地下水位及其相关变动是一个十分必要的参考依据，目前对抗浮水位设计标高的确定越来越引起我们的重视，许多城市的勘察报告中抗浮水位设计标高要求在室外地面以下半米深，以确保因雨季施工或施工不当而造成抗浮不足，进而导致地下室发生局部5损毁。需要指出的是，对于大面积地下室而言，其上部结构的层数也通常较多，再加上本身形状无法做到十分规则，如局部上方根本没有建筑，如此一来，给抗浮设计制造了诸多麻烦。在设计过程中，应深入分析，保证计算数据的科学性及准确性，再进行后续处理。除此之外，抗渗设计也属于一项重要内容。在钢筋混凝土结构中，裂缝问题是难以绝对避免的，所以，应针对抗渗要求，采取相关措施，常见的方法如下：一、
9、补偿收缩混凝土；二、设置膨胀带；三、加固后浇带；四、强化钢筋混凝土的抗拉能力等。于混凝土之中掺加规定数量的膨胀剂，从而有效抵消混凝土的收缩效应，如果两者之间的差值不小于混凝土本身的拉伸极限时，可实现对裂缝问题的有效控制。需要指出的是，该种做法的早期效果并不明显，无法实现对混凝土收缩的百分百补偿，该种情况下，应考虑设置膨胀带的方法来进行无缝施工。无论采用哪种措施，事后均应做好混凝土的养护工作。 2.7 优化选型 对建筑物结构进行设计时，一方面要保证其承受力足够，另一方面要保证其抗侧力的刚度符合标准，即便存在外力作用，也能保证结构的侧向移动不会超出规定范围。结构选型是一个十分复杂的问题，不是纯粹的
10、结构问题，既要考虑地基的承载力问题，又要考虑结构的安全性，还应该考虑成本问题。 2.8 地下室保护层和垫层厚度 根据地下工程防水技术规范的规定6，防水混凝土的等级应保证在 C15 以上，厚度应控制在 100mm 以上，软土层厚度应控制在 150mm6以上。混凝土防水结构厚度应控制在 250mm 以上，防水工程的迎水面混凝土钢筋保护层厚度应控制在 50mm 以上。若结构厚度不足，低于规范标准，那么更容易发生漏水或者渗水的问题。规范在重新修订之后，对有关数值进行了一定的提高，在施工过程中应特别注意这一点，以避免数值不达标的发生，进而降低工程质量的发生几率。 3.结束语 对于建筑而言，地下室是一个十
11、分关键的组成部分，其质量好坏将会对建筑整体质量产生直接而重要的影响，所以，应重视并做好建筑地下室结构的设计工作。在部分高层及超高层建筑中，其地下工程所消耗的成本甚至多于地上部分所消耗的成本，由此可见地下工程的重要性。由于地下室的位置相对特殊,其结构设计通常容易为人们忽视，继而暴露了诸多不足。事实上，地下室结构设计不仅重要，而且涉及诸多问题。在设计过程中，设计人员应牢牢抓住质量及经济这两大基本原则，并从技术的角度去寻找相应的解决措施，从而保证地下室结构设计在使用性及安全性等各个方面满足实际需求。 参考文献： 1伊向森,王明莹,张文天.关于地下室结构设计探析J.科技致富向导.2010(17). 2陈远森.浅议高层建筑地下室结构设计中应注意的几个问题J.黑龙江科技信息.2008(29). 73杜发记.地下室防水设计问题的若干思考J.中小企业管理与科技(上旬刊).2011(04). 4冯雪.高层建筑地下室结构设计分析J.民营科技.2011(07). 5曹国辉.中兴通讯南京研发基地三期地下室结构设计J.广东土木与建筑.2010(01). 6王仙蔚,李晓雷.高层建筑地下室结构的设计要点J.低温建筑技术.2010(07).
