关于建筑工程地下室结构设计的探讨
来源:用户上传
作者:
摘要：为了提高土地利用率，在建筑工程设计时都会加入地下室的设计，这样一来，便能够提升空间利用率，地下室的用途较多，能够为人们的生活提供较大便利。在建筑地下室结构设计中，设计的合理性将关系着工程整体的安全性与使用价值，为此，需要确保地下室结构设计水平，及时解决好设计中面临的相关问题。本文将围绕地下室结构设计内容展开讨论，以期为业内设计人员提供参考。
关键词：建筑工程；地下室；结构设计
引言：
地下空间的开发利用对于城市的建设发展具有积极影响，在建筑项目逐渐增加的形势下，地下室也越来越多，这在一定程度上优化了建筑的使用功能，提升了空间利用率。但由于地下室结构设计与地上建筑结构设计存在较大区别，地下室结构设计的复杂程度更高，因此，为了确保地下室结构的稳定性，应当探索有效的设计优化策略，进而保障地下室结构的整体性能。
一、地下室结构的组成
建筑地下室有很多的种类，按照不同的应用方式以及不同的建设标准，建筑地下室也被划分为不同的类别，就地下室本身所具有的功能来说，建筑地下室可以被分为普通地下室以及防空地下室量两种。而根据顶板的设计标准高度来说，建筑地下室可以被划分为半地下室以及全地下室两种。另外，依据地下室所采用的设计材料的不同，也会被区分为砖混结构地下室以及钢筋混凝土结构地下室两种。
一般来说，地下室结构通常由底板、顶板、外墙、采光井以及楼梯等多个部分构成，顶板在进行设计的时候，采用的材料通常为现浇顶板等，而顶板在设计的时候，一般需要被控制在合理的范围内，厚度值要通过首层荷载的具体情况来进行求取。而底板要尽可能的设计在高于地下水位之上的地方，在没有压力阻碍的作用下，充分的考虑到地上建筑的设计情况，从而再针对地下室底板进行设计。如果底板要设置在地下水位之上，那么就需要对地下水所具有的浮力进行详尽的计算，并且要采用相应的措施来对底板的强度以及刚度进行计算。
并且，要对地下室外墙厚度进行科学控制，一般情况下，外墙厚度应当高于30cm。地下室需要具有通风功能，为确保地下室环境保持干扰，现阶段许多地下室都设置了门窗。其门窗与地面保持平齐，同时为了确保通风顺畅，还需要设置采光通风井。这些采光通风井在应用的过程中，要想能够具有良好的应用效果，还需要在每个窗户附近都设置相应采光井。楼梯是连接地上建筑与地下建筑的主要通道，在设计的时候，无论地下室面积的大小，都要设置较为宽敞的楼梯，能够容纳较多的人同时通过，这样是为了能够在建筑出现危险的时候，人员可以迅速的通过地下室逃脱。
二、现代建筑地下室的顶板结构设计要点
1、地下室结构平面设计
地下室工程涉及的专业极为复杂，高层建筑的地下室结构设计，需要综合考虑防火、使用功能、人防要求及管道、坑道、采光等各专业的配合。例如地下室的长度超过设计规定的长度时，需要与结构专业配合，确定是否设置变形缝，通常应尽可能少设或不设变形缝，因为设置变形缝会使得变形缝处的防水处理变得复杂。
对于相关设计人员而言，要实现不设变形缝的目的，不仅可以设置后浇带，还可以应用地下不设缝以及合理应用混凝土外加剂等多种方法。如果地下室的长度超出限制，设置后浇带并不能对其进行有效解决，因此在开展设计工作过程中，能够对平面进行合理调整，做好地下室分割工作，通过较窄通道连接在一起，进而充分满足管道相连这一需求，在通道外设置变形缝比较有利，能够在一定程度上减少接缝数量，还可以确保变形缝受力较小，对于补救工作较为便利。在设计结构的时候，需要完成采光通风井的设置，并且保证其合理性，如果所设计的位置不合适，必定会对地下室结构产生影响，导致其稳定性得不到有效保障。
2、地下室外墻结构设计
当前城市中的建筑形式均以高层建筑为主，高层建筑主要是受到水平荷载力的影响，而建筑地下室结构也会受到这种力的影响，但是建筑地下室结构与地上建筑结构不同的是，建筑地下室结构除了会受到水平荷载力的影响，同时还会受到外侧土压力的影响，而两种力互相作用，能够在一定程度上使得建筑地下室结构所受到的水平荷载力将低。在建筑遭受到地震以及大风影响的时候，建筑地下室结构外侧土所产生的力会将一些地震以及大风传送的力抵消一部分，从而使得建筑地下室结构更加的稳定和牢固。
设计建筑地下室结构的过程中，在对静止土的压力系数、横向荷载以及竖向荷载进行详尽分析之后，可以得出在设计过程中，不需要对竖向荷载作用力进行考虑，只需要根据横向荷载力来进行配筋设计。配筋的设计需要充分的考虑到静止土压力值，根据静止土压力值来对配筋选定方案进行制定，由于很多的建筑地下室结构均是采用的混凝土进行设计，所以，建筑地下室常常会出现裂缝问题，而为了能够减少该问题的出现，就需要着呢对外墙进行合理的计算和设计，从而达到控制裂缝的目的。同时，也可以在建筑地下室的外墙上进行后浇带的设计，并利用混凝土膨胀剂来对裂缝进行防治，有效的改善混凝土地下室的裂缝问题。
3、地下室的抗渗、抗浮性能设计
建筑在使用过程中，除了可能遭遇地震发生的情况外，也可能遭遇大雨和水分下渗的情况，因此，对于建筑地下室的抗渗、抗浮设计也是非常重要的，同时保证建筑整体质量和安全性的重要内容。具体来说，应当采取以下措施来提高建筑地下室的抗渗、抗浮性能：在相关建筑设计条件允许的情况下，适当提高建筑基坑底部的设计高度，这样可以在一定程度上起到抗浮、抗渗作用；尽量应用无梁楼盖和宽扁梁进行施工，宽扁梁和无梁楼盖的应用，可以有效地降低地下室部分的高度，降低抗浮水位，增加建筑的抗浮、抗渗性能；增加地下室部分的重量，可以采用基板加载、边墙加载和顶板加载的办法，这种方式相对容易实现，在施工过程中的应用也非常简单、方便；设计抗拔桩，这种方法的应用非常常见，效果也非常好，最好使抗拔桩嵌入到坚硬的地下岩石层中，并对抗拔桩进行灌浆处理，使抗拔桩更加稳固，增加地下室的抗渗、抗浮性能。
4、地下室抗震设计
在地下室结构设计中，抗震设计所占地位不可忽视，对于整个工程抗震性能都有较大影响。在设计完成施工图之后进入会审阶段，此时必须严格要求，做好埋深处理，将地下室墙柱以及上部结构墙柱之间的协调性加强，同时科学合理应用相关手段与方法，保证地下室顶板内板面与外板面标高发展为错层。将梁板结构应用于上部结构顶楼盖，同时针对地下室楼层以及底板，做好计算。
5、地下室的防水设计
地下室结构设计中防水设计属于一项关键设计内容，在设计初期阶段，应当深入现场进行考察，掌握施工区域的气象环境情况，综合分析降雨量等水量因素情况，随后结合具体性质确定最终的防水等级与防水层数情况，防水材料选择阶段，应当注重材料性能选择，确保选择性能好、经济型材料，防止因材料失效而导致的防水失效情况发生。除此之外，还应当选择防水混凝土增强其防水性能，合理设置混凝土壁厚度，进而优化地下室防水设计效果。
结语：
地下室结构设计包含的内容较多，实际设计时各方面要素都需要进行考虑，这样才能确保建筑地下室结构设计的整体效果。新时期的建筑工程要求越来越严格，地下室结构设计也要满足标准规范要求，设计者要做好技术层面的严格把关，最大程度上优化地下室结构设计方案，使地下室的功能正常发挥。
参考文献
[1]刘志海.地下室结构设计工程中常见问题及措施[J].科技创新与应用.2017（08）
[2]郭佳.关于建筑工程地下室结构设计的研究[J].建材与装饰.2017（15）
[3]陈瑞清，李金根.浅谈现阶段建筑地下室结构设计的要点[J].江西建材.2017（06）
（作者单位：重庆钢铁集团设计院有限公司）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14715708.htm
