高层建筑地下室结构设计要点分析

摘要：随着我国经济水平的不断提升，人们对居住条件的要求也变得越来越高。因此，建筑行业的不断开发创新成为了建筑设计工作者的首要任务。众所周知，现阶段我国城市土地资源出现了短缺现象，为缓解这一现象,大部分的交通建设出现了地下延伸的趋势，同时也带动了建筑结构的发展，为适应建筑本身的结构和功能的新需要，在建筑结构设计过程中大部分都设置了地下室，从而为人们提供诸多的方便，便捷省地的方式使得地下室的设计就成为了人们普遍关注和设计师为之努力的焦点。

关键词：地下室；基础结构；高层住宅；建筑嵌固；抗震

Abstract: along with our country economy level rising, the living conditions have become more and more high. Therefore, the continuous development and innovation in the construction industry has become the primary task of building designers. As everyone knows, the present stage our country city land resources shortage, in order to alleviate this phenomenon, most of the traffic construction of an underground extension of the trend, but also drives the development of building structure, as a new need to adapt to the structure and function of the building itself, in building structure design process is mostly located underground chamber, thereby providing convenience for people, the design convenient and the way that the basement has become the focus of widespread concern and efforts to the designer.

Keywords: basement; basic structure; high-rise residential building embedded; earthquake;

中图分类号：TU973+.3文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

随着科学技术和经济的快速发展，我国城市化进程不断的加快，城市的土地资源也开始逐渐的紧张，城市的建筑和交通向着地底下延伸的趋势，势在必行。而由于建筑本身的结构和需求随着人们的生活水平的提高，而发生着新的变化，在高层建筑住宅下都设置了地下室，地下室工程在建筑工程项目建设中占有的比重逐渐增大。地下室的结构设计是一个综合性很强的问题，涉及的内容繁多而且十分复杂，因此，无论是从技术上还是从经济角度看，在现代高层建筑住宅设计时，都需要对地下室的结构设计进行深入的研究。因此提高设计水平，真正的做到技术和经济的相适应，安全性和适用性相协调。

一、高层建筑地下室的基础选型

我国《高层建筑混凝土结构设计规程》中的有关地下室的条款中12.1.规定：高层建筑基础设计，应综合考虑建筑场地的地质状况、水位、上部结构类型、使用功能、施工条件以及邻近建筑的相互影响，以保证建筑物不致发生多量沉降或者倾斜，并能够满足正常使用功能要求。还应该注意了解邻近地下构筑物以及各类地下室设施的位置和标高，以保证基础的安全和确保施工中不发生意外的问题，根据以上条款的规定，我国地下室的基础形式应该选用整体性好，并且能够满足地基承载力和建筑物容许变形的要求，并能够有效的调节不均匀沉降，达到既安全实用又经济合理的目的。对于我国高城建筑住宅地下室的基础选型，最主要的还是要根据上部结构选型、楼高、层数、荷载以及地基的承载能力决定，对于中小高层建筑地下室基础可以采用条形交叉梁基础、满堂筏板、桩筏或者是箱形等基础的形式。对于筏板的基础可以是梁板式和平板式，在高层建筑物层数较多、地下室柱距较大、基底反力较大时，可以优先采用平板式。在采用梁板式筏基时，由于基础梁的截面较大，这势必会增加基础埋置的深度。在水位较高时，出现的情况更为不利，梁板混凝土需要进行分层浇筑，而且梁支模比较耗时耗力，这样会无形中拖长工期，相比之下，采用平板式的形式，综合的经济效益相对较高。所以，在现代的高层住宅建筑中，地下室的基础形式一般都采用的是平板式。

二、高层住宅建筑地下室嵌固位置的设计

现代的高层住宅建筑的施工过程中，大多数是钢筋混凝土结构。在对高层住宅建筑的设计结构进行分析之前，需要首先对其结构的嵌固端所在的位置进行确定，因为这一位置的确定，直接影响了高层建筑在实际承受荷载压力的受力状态的符合程度和计算模型的实际受力状态符合程度。在我国目前绝大多数的高层建筑的施工中，大部分多塔、单塔的建筑都会设置有层数较少的裙房或者是带有较大面积的地下室等，裙房一般都是相互连接形成一个较大的底盘。根据我国建筑抗震相关设计规范的规定，高层建筑的地下室，只有在满足了一定的条件之下，地下室的顶板才能够作为高层建筑上部结构的嵌固端。只有满足于以下几个条件，才能准确的确定地下室高层建筑嵌固的位置。

1.地下室一层结构的侧向刚度，在《高层建筑混凝土结构设计规程》中要求其比例不能小于2:1，但是高层建筑的地下室嵌固部分，是在满足了一定的条件后，与其相邻上部结构的侧向刚度比为1.48:1.其中，结构层的侧向刚度可以近似按照等效的剪切刚度进行计算，但是需要注意的是地下室结构楼层的侧向刚度应该大于或者等于相邻的上部楼层的侧向刚度的2 倍。但是地下室的既巩固楼层的侧向刚度指的是结构本身的刚度，地下室的外墙约束的作用并不算入其中。

2.在结构的选取上：主要采用的是现浇梁板。此楼板厚度不应该小于180mm，混凝土的强度等级应该不低于C30；配筋时需要采用双向双层的方式进行，与此同时对配筋和楼板的厚度以及楼盖的结构形式要有详细的要求。在梁板的结构上，无梁的楼盖结构，其平面外的刚度较小，很难满足刚性楼板的假定基本要求，因此对于地下室的顶板，其主楼的范围和相连的裙房地下室的顶板相应范围，应该采用浇梁板的结构。没有地上结构地下室顶板的其他位置，可以采取无梁的楼盖结构。

3.当高层建筑的地下室是单层时，其结构的嵌固端应该是基础底板。这样就能够满足“无限刚”的假定而充分的利用，也能够为第一层楼面的造型灵活的创造有利的条件，即使对首层的楼面进行较大的改动，或者是采取无梁的楼盖，这些对于计算的结果没有很大的影响。然而，在地下室作为级别较高的抗爆防空使用时，其墙体和顶板一般具备结构的嵌固端刚度，此时的地下室的顶板就能够看做是上部结构的嵌固端利用了。

三、高层住宅建筑地下室的抗浮设计

我国《建筑地基基础设计规范》中的第3.0.3 条规定：岩土工程勘察报告应该提供用于计算低下浮力的设计水位。结构抗浮验算需要根据岩土工程勘察单位提供的低下水浮力的设计水位来验算，在进行抗浮验算时，永久荷载的分项系数取值时，各地区可能和《建筑结构荷载规范》不相同，在某一个地区，本身有地区标准时，应该按照当地的地区标准进行，在没有地区标准时，就要按照《建筑结构荷载规范》执行。在地下室的抗浮设计水位较高时，裙房地下室或者地下车库需要采用抗浮措施时，应该按照建筑工程具体的区别来对待。如果裙房地下室或者地下车库是独立的建筑，这和高层主楼基础没有连接成整体，并且中间含有一定的差距，这样是不会因为差异沉降而造成影响，这是因为抗浮措施可以通过经济技术进行比较进行采用：抗浮锚杆、抗拔桩和压重等方法。

四、高层住宅建筑地下室结构的抗震等级设计

对高层住宅建筑地下室结构的抗震等级设计的研究，首先在地下室的顶板作为上部结构的嵌固端的时候，地下的一层，其抗震性的等级应该和上部的结构是一样的，对于有设防类的标准建筑时，9 度时应该高于II级，8 度时应该高于III 级，6、7 度的时候应该高于IV级。而对于有设防类的重点建筑，9 度需要专门进行研究，8 度需要高于II级，7 度需要高于3级，6 度应该高于IV级。没有上部结构的部分，可以按照具体情况采用III级或者是IV 级。其次，如果地下室不能看作是上部结构的嵌固端而需要嵌固端固于地下的其他楼层时，实际的嵌固所在的楼层位置和其地下室楼层的抗震等级，可采取和地上的结构一致的方法。

最后，加入地下室是一个大底盘，并且在上面存在较多的塔楼的情况，如果嵌固的部位处于地下室的顶板上，地下一层的顶板和受其影响部分的抗震等级和高层部分的底部结构的抗震性是一致的。假如地下一层抗震等级与上部结构相同，地下一层以下的抗震等级设计的情况要按照建筑工程的具体的实际情况，选取1倍的主楼对应的基础埋深和尺寸的较大值。

五、结束语

综上所述，本文主要对我国高层住宅建筑地下室的结构设计进行了分析，在我国建筑业高速发展和人们生活水平不断提高的今天，地下室的出现和使用是为人们提供了更大的方便，最大限度的满足了人们的居住需求和对建筑物的使用要求,提高了建筑物的使用功能和人们的生活质量。

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