论高层建筑地下室结构的设计

摘要：本文主要对高层建筑物进行地下室设计的必要性进行阐述，提出地下室设计中需要注意的各方面问题，并进行相应的解答。

关键词：高层建筑；地下室；结构设计

Abstract: this paper mainly in high-rise buildings in the basement of the necessity of design is expounded, puts forward the basement need to be paid attention in design all aspects of the problem, and the corresponding solutions.

Keywords: high building; The basement; Structure design

中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：

一、高层建筑地下室设计的必要性

1、建筑物功能的需要

人们对于高层建筑的期望是很高的，要求高层建筑要有完善的配套设施，所以在进行高层建筑的建设中就需要考虑车库、发电机房等的建设，而且交通部门也对高层建筑相应的车位数量进行了规定，要求根据高层建筑的一定面积要配备相应的停车位，而地下室存在能够满足这些配套设施的建设。

2、高层建筑结构的需要

在建筑的建设中，根据建设结构规范，当建筑物设计采用桩基础的时候，建筑物的埋深深度要保持在建筑物总高度的十五分之一，当建筑物的设计采用天然基础，埋深深度要保持在建筑物总高度的百分之十二，只有达到这样的标准才能保证地面建筑物的刚度达到设计要求，所以高层建筑物中建设地下室也是从建筑物的稳定性考虑的。

3、满足城市建设的需要

在现阶段很多城市对于高层建筑物建设地下室是有硬性规定的，对于不进行地下室建设的建设方案，政府部门对于其报建方案是不批准的。所以现阶段很多企业要建设高层建筑物就必须进行相应的地下室建设。

二、高层建筑地下室设计中应该注意的问题

1、地下室结构平面设计

对于高层建筑的地下室建设来说，首先要做好的就是地下室的平面结构设计，要对地下室的使用功能进行考虑，协调好地下室中防火、防水、通风、管道铺设以及采光等各个方面的要求，在地下室的长度超过规定的长度时，设计人员要确定是否设置变形缝，设置变形缝之后如何处理变形缝处的防水也是一个比较麻烦的事情，所以这个时候最常用的方法就是使用混凝外加剂和设置后浇带从而不需要进行变形缝的设置。

2、地下室结构荷载

高层建筑地下室的荷载指的是在高层建筑地下室结构上的对地下室结构产生作用的各种力。一般来说地下室的结构荷载主要包括，上部建筑物自重、水压、土压以及地下室自身的重量。由于地下室中各部分结构和功能的不同，在进行荷载组合的过程中要根据建设规范进行。地下室各部位参与组合的荷载是有一定规范的，顶板：顶板荷包动荷载和顶板静荷载。侧墙：横向荷载有水压力、土压力以及核爆动荷载，竖向荷载有侧墙上部结构自重、顶板荷载以及外墙自重。内承重墙：内承重墙自重、内承重墙上部结构自重以及顶板荷载。基础：地下室墙身自重、基础上部建筑物自重以及顶板荷载。

3、地下室顶板

对于地下室的顶板设计中最重要的就是顶板刚度的设计，因为地下室的顶板是建筑物上部结构的水平约束支座。在高层建筑设计中要想顶板对上部结构的约束越大，在设计的时候就需要顶板的刚度越大。所以一般要求地下室的顶板要达到一定的厚度，最低限度不能低于160mm的厚度。在《建筑抗震设计规范》中当地下室顶板作为上部结构的嵌固端，要求地下室必须在两层以上，地下室顶层的楼盖要采用梁板结构，而且对于楼板厚度、板配筋率、楼层侧向刚度以及混凝土的强度等级都有严格的规定。

4、地下室外墙设计

在地下室的外墙设计中，大部分的外墙计算配筋要以竖向单向板计算，只有外墙扶壁柱面尺寸较大之间外墙板块或者是垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙连接的外墙板块按照双向板计算配筋。对于竖向荷载较小的外墙扶壁柱的内外主筋要有一定程度的加强。在考虑扶壁柱截面尺寸的大小要对外墙的水平分布筋予以加强，对于外墙水平钢筋受力的考虑中要满足最小的配筋率要求。在外墙设计过程中对于外墙转角处的配筋也要相应加强。在有多层地下室的高层建筑的外墙计算中，要注意进行弯矩调幅，地板作为外墙的嵌固端，考虑外墙的各个部分的荷载系数，尤其对于多层地下室来说，在外墙计算中最重要的就是按照多跨连续计算。在地下室中车道与外墙相连的时候，要重点考虑外墙在受到车道地板传来的水平集中力的系数，按照这个系数进行外墙承受力的计算。

5、地下室底板设计

在地下室的设计过程中底板除了考虑在整个受力方面要满足使用要求之外，还要进行防水的考虑，一般来说地下室底板的厚度要达到一定的要求，一般是40~60cm的厚度，0.25%的配配筋率。其中在底板标高发生变化的地方，对于梁宽的要求要大于地板厚度，而且梁内要有抗扭钢筋，抗扭钢筋的数量要按照底板传递到梁的支座弯矩计算。对于不同基础的地下室底板，在设计的过程中还要考虑其他因素的影响，例如，基础是装筏或者是桩箱的地下室底板，由于他所起的是桩承台的作用，所以在设计中对于抗弯性。抗冲切剪切以及局部受压等方面要有进行详细的计算。

6、地下室抗浮设计

对于地下室埋藏较深或者是地下室为比较高的地下室来说要进行抗浮设计，在采用桩基的时候要对桩的抗拔承载力进行计算，在计算地下室抗浮的时候，荷载分项系数的取值是0.9，在设计中要根据地下水位及其变幅设计地下室的抗浮，需要注意的是在设计过程中要考虑施工和洪水期的使用极限状态，不然就会对地下室造成破坏。对于地下室中与主体部分相连的斜坡也要进行抗浮设计，尤其是对于斜坡与主体的连接处重点考虑。对于在地下室上方没有建筑，而且地下室的形状不规则的地下室进行抗浮设计的时候要根据实际的情况进行处理。

7、地下室防水设计

在地下室的使用中对于地下室防水的要求是比较高的，尤其是人防商城等地下商业聚集地来说做好防水设计有利于保证财产不受损失。地下室出现渗水的原因是多方面的，一般来说主要有：混凝土在收缩的过程中产生裂缝，施工中柔性防水层处理不好或者是柔性防水层经过多年的使用已经老化等原因。所以在地下室防水设计中要将防水的持久性与地下室的使用年限保持一致，一旦出现渗水现象需要修复的时候，往往投入就会比较大，而且施工的难度也是很大的。一般在进行地下室防水设计的时候在高强度的防水混凝土中加入外加剂，保证在混凝土收缩的过程中减少裂缝的产生，还有进行柔性防水层的设计，并且在施工中保证柔性防水层不被破坏，在经过长久使用之后对柔性防水层进行维护。

8、控制地下室不均匀沉降

对于控制地下室的不均匀沉降的过程中，主要采用的是在主楼和裙房之间设置沉降后浇带，在施工中先进行主楼的施工，在主楼施工完成后进行大部分的沉降，之后再对裙房进行施工，最后在两部分沉降稳定之后浇筑后浇带，这样不但较少了沉降差，而且在施工过程中不用考虑设置沉降缝。

9、地下室抗震设计

对于整栋建筑来说，地下室的抗震设计对整体的抗震有重大的影响，所以在地下室抗震设计中，半地下室的深埋要求应该大于地下室外地面的高度，地下室的墙柱设计与上部建筑的墙柱保持统一。当地下室顶板作为地下室上部建筑的嵌固端时，地下室一层的抗震的等级设计要与建筑物上部抗震顶级一致。

10、地下室车道设计

在地下室的车道设计中要注意，在坡道的上下端3m作用的坡度应该变缓，这样保证车辆的地盘不被擦伤，设计车道的转弯半径的时候要考虑空间是否足够车辆进行转弯，在车道入口的地方要设置截水沟，在雨天或者是有积水的时候，可以有效导流，防止水倒灌进地下室。我国现阶段一般地下室车道的设计时车辆

通过车道进入地下室的空地停放，而不能在车道上停放，因为在车道上停放车辆就会造成地下室整个空间的拥挤。

结论：

随着我国经济的发展，人民的生活水平不断提高，人们对生活质量的要求也不断提高，在高层建筑建设中，地下室的设计是必不可少的，在设计地下室的过程需要对各个方面的、各个部分的设计进行详细的考虑，保证地下室设计的合理性。

参考文献：

[1] 施鹄, 王喆. 高层建筑地下室设计及处理方法[J]. 福建建材, 2010,(05)

[2] 袁正如. 地下工程的抗浮设计[J]. 地下空间, 2007(01)

[3] 周凤兴. 浅谈高层建筑地下室设计及处理方法[J]. 今日科苑, 2010,(10)