浅析建筑地下室结构设计

摘要：本文作者结合实际工作经验，针对地下室结构设计中会遇到的困难，提出了几点相应的解决对策。

关键词：建筑；地下室；结构设计

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

随着科技的进步，社会的发展，人类物质生活水平的逐步提到，高层建筑成为现代人类居住或者从事商业活动的主要场所，一座座高层居民楼、商业用楼拔地而起，与此同时使这些高层建筑中的地下室结构设计变得尤为复杂，因此我们的设计师在进行设计时，一定要把握好合理、适用、安全的原则，通过合理的设计，使地下室的空间得到最有效的利用，能够给人们带来最大化的社会效益，以此满足真正的设计要求。

1 地下室的防水设计问题

防水设计在地下室设计中占有很重要的地位，甚至可以说是地下室设计的关键所在。在进行地下室的防水设计时，要依照工程的使用要求、功能性质等确定合理的防水等级，再依照防水等级来设计防水层数。地下室所采用的混凝土无论所确定的防水等级是多少，都要用自防水混凝土，对于混凝土的抗渗透等级，要依照混凝土墙的厚度和水头高度比进行确定，切勿自行降低等级。根据防水设计要求，地下室除采取混凝土防水外，还要采用卷材防水。因地下室的阴潮环境和无法更换等自身的恶劣条件，在进行防水选材时，要尽量选择耐久性强的卷材。要注意的是防水卷材一定要在地下室底端处完全闭合，另外，为了阻止少量的渗水，不在地下室内形成积水，可以在地下室加设排水沟。

2 平面结构设计和外墙结构设计问题

目前城市建筑中，地下室的结构设计问题日益凸显其重要性，高层建筑中的地下消防设施和水电供暖设备以及地下车库等都设置在地下室，这样不但极大的利用了地下空间，还满足了基础设施要求深埋的要求。

2.1 平面结构设计问题

在进行地下室平面结构设计时，要综合考虑地下室的通风要求、采光要求、功能要求、防火要求、人防要求以及管道的埋设排水要求。例如在地下室的长度超出规定时，要确定是否需要设置变形缝，一般而言，尽量不设或者少设为妙，因为变形缝的位置很难做防水处理，设计者可以使用混凝土或设后浇带及地上设缝的方式，取代地下设缝的设计。当地下室过长时，可以通过合理调整平面，对地下室进行平面分割的设计，用比较狭窄的通道进行相互连接，用于满足管道相连和使用的要求，从而把变形缝设计在通道的位置，这样接缝处会受力较小，方便补救。地下室的通风采光井的位置设计非常重要，如设计不当会影响到结构的稳定性。

2.2 外墙机构设计

地下室的外墙承受着竖向荷载和横向荷载，其中竖向荷载是来自上部的传重和地下室楼盖的自重，水平荷载是来自侧向土压力、室外的地面活载、地下水的侧向力等。通常情况下，地震引发的内力或竖向荷载等起不到控制作用，因此，是地下室的水平荷载所产生的弯矩确定墙体配筋，竖向的荷载压弯作用通常不必考虑，按墙板的弯曲值来计算弯曲配筋。

在对地下室的外墙截面进行设计时，会由土压力引起永久的荷载效应，取静止土压力作为外墙承受的压力，通常情况下，静止土压力要用实验来确定，如果不具备条件做实验时，黏性土要取0.5到0.7，沙土要取0.34到0.45，当水位稳定时，水压力依照永久荷载确定分享系数为1.2；当水位不稳定时，水压力依照可变荷载确定分项系数为1.3。当有人防要求时，外墙的永久荷载系数可取1.0到1.2，1.0的分项系数作为抗暴等荷载的取值。

在进行地下室外墙设计时，外墙配筋的计算，不是依照扶壁柱的大小来计算的，而是依照双向板来计算的，扶壁柱的配筋要依照地下室的整体电算结果进行计算。假如按照扶壁柱与外墙变形协调进行设计，会使外墙的竖向配筋不足，水平分布筋富余，扶壁柱的配筋过少。

在进行地下室的底板标高设计时，在其标高变化的位置仅仅设计一根梁柱，宽度还低于底板的厚度，仅靠两侧的传递板得轴筋支座弯矩无法满足要求。楼梯开口的外墙顶部没有楼板作为支撑，因此配筋构造和模型都应该同实际相符才对。

3 地下室基础底板的配筋率设计问题

基础底板的厚度必须要满足墙体的抗撞切要求，另外还要配设抗弯钢筋。通常情况，我们只需配设构造钢筋，依照混凝土的设计要求，最小配筋率是0.15%。在设计中，基础底板的配筋率要严格加以控制，对厚底板的配筋率只需要控制在0.10%到0.12%之间，过高的配筋率会造成浪费。

4 地下室的防震设计问题

高层建筑基础掩埋是为了稳定地基，降低建筑的整体倾斜，阻止其滑移或倾覆，埋置一定的深度，可以起到良好的抗震作用。钢筋混凝土的高层地下室的机构设计要求，如果是采用桩基时埋深不得小于1/15H,采用天然地基时埋深不得小于1/12H。房屋高度H是指室外檐口到地面的高度，其中不包括突出的电梯间、水箱等部位的高度。

地下室设计不合理会影响整体的抗震性能，地下室的埋深高度要大于外地面以上的高度，总高度才可以从室外的地面开始算起，对于地下室的墙柱结构设计要同上部的结构协调一致，对于地下室顶板的板面的内外标高发生的变化超过梁高就会造成错层的形成，要采取相应的措施加以处理，不然不能作为上部结构相应的嵌固部位。当地下室的顶板当做上部结构相应的嵌固部位时，其地下一层以下的抗震等级要根据实际情况使用三级或者四级，地下一层结构的抗震等级要和上部结构所采用的等级一致。

5 地下室的消防车荷载的设计问题

偶然荷载一般在正常使用的期间不会出现，但是一旦出现会在短时间内产成巨大的荷载，通常所遇到的偶然荷载有火灾、爆炸等。因为消防车通常荷载很大，它的取值对于截面及配筋有很大影响，也算是一种偶然荷载。依照规范规定，在荷载效应中，偶然荷载的取值不应该乘以分项系数。那么在通过结构软件进行计算时，要对消防车的荷载进行折减后再输入，不然程序会自动计算出的数据，会放大消防车的荷载。

6 保护层的垫层厚度设计问题

地下室的混凝土垫层和钢筋保护层的强度等级要按规范加强。地下室的结构厚度不能小于250mm,而裂缝宽度则不能大于0.2mm，且不可以贯通，其迎水面的保护层厚度不可小于50mm.作为保护层的防水混凝土其结构的底板垫层，不能小于C15的强度等级，其厚度不能小于150mm，假如是在软弱土层，其厚度不能小于150mm。通过工程的实践结果表明，假如结构厚度小于规范的取值，迎水面保护层厚度不按照规范取值，都会引发水渗漏的问题，因此在进行设计时，应特别注意按照规范要求进行取值。

7 结束语

随着我国建筑事业的蓬勃发展，城市化进程的加快，使得现如今城市人口数量急剧上升，因此高层建筑变得越来越多，在高层建筑中对于地下室和地下车库的需求也随之增多，因而在建筑设计中，要考虑到地下室机构的设计是否合理，是否满足基础设施的设计要求。

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