关于建筑地下室结构的设计探讨

关于建筑地下室结构的设计探讨

莫启乐

广州市公用事业规划设计院有限责任公司

摘要：伴随城市化的进程逐渐加快，土地资源的紧缺问题日渐严重，所以，对于建筑地下的空间开发越来越重视，地下室是建筑一个构成内容，其结构的设计质量对建筑整体的性能造成直接的影响，在对其设计的时候，需对整体与细部的设计加以重视，从而使建筑地下室结构的设计满足安全、耐久及适用的要求。

关键词：建筑；地下室；结构设计

1前言

当前，城市的用地愈发紧张，为缓解城市的用地紧张情况，不但对地上建筑的建设有所重视，而且也开始重视对地下空间的开发。现阶段，在大部分的建筑中会设置上地下室来提升建筑使用的功能与空间。建筑地下室的结构和地上建筑的结构设计存在明显的差异，其结构的设计更加繁杂，为有效确保其结构稳定的性能，需对其结构加以合理化设计，来提升其整体的质量。

2建筑地下室结构的设计原则

地下室结构的设计于建筑结构整体的设计当中属于关键的环节，不但需发挥出正常的功能，而且还需承载来自于地面上的压力，若设计不合理，会严重影响到建筑的整体安全。所以，在设计地下室的结构时需遵循下面的原则。

2.1结构设计选型合理

地下室顶板结构的合理选型，是保证地下室结构安全的前提条件，同时不同的顶板结构体系对工程经济性影响较大。顶板结构体系的选取是设计地下室结构的关键依据，在方案和设计阶段要对其选择加以重视。如果未选择合理的结构体系，容易导致地下室结构安全埋下隐患，引发工程事故，同时对建筑进行使用阶段也产生一定的影响。

2.2基础选型合理

在地下室结构的基础设计当中，务必与建筑物所处地区的地质情况、水文条件、地理环境等相结合，对地下室附近环境给结构造成的影响等加以分析，并对各类综合的因素加以思考，采用最为科学合理的设计方案。

2.3防水设计的方案合理

在进行地下室的防水设计当中，首要考虑结构自防水，确保地下室外墙的结构厚度。根据地下室埋深合理确定混凝土结构的抗渗等级，并配合其他建筑构造措施，确保地下室防水设计的方案合理。

3建筑地下室结构的设计分析

3.1建筑地下室结构设计

地下室顶板的结构一般分为板柱结构和梁柱结构两种体系，具体可以细分为主次梁、井字梁、十字梁楼盖体系、无梁楼盖体系、无次梁大板结构体系以及预应力无梁楼盖。采用不同的结构体系，在经济性上有相当大的差别，同时结构体系的选择亦受建筑、机电各专业的使用条件所控制。所以，在地下室的结构设计当中，需对多个方面加以考虑，根据各专业要求，选取合理的结构体系。

在计算地下室整体结构时，应与上部结构一起建模进行结构计算分析，合理选取结构嵌固端，尽可能地真实反映建筑结构的实际工作状态。在进行地下室结构设计时，对可能会发生的变形与裂缝问题充分加以分析，对防水的设计加以重视，尽量使降低变形缝出现的几率，而且还应设置后浇带，使用砼添加剂对地下结构加以设计，预防地下室的结构发生裂缝问题。

3.2建筑地下室外墙结构设计

在对地下室的外墙设计时，关键是对荷载与外墙的加固及土压力的系数等的设计。在对荷载设计的时候，主要是水平与竖向的荷载，水平的荷载包含地基与人防的荷载，竖向的荷载包含地基与地基重量荷载。在具体的设计当中，应按照双向板方式，计算出外墙钢筋的配比（带扶壁柱的外墙配筋），由地下室结构整体的计算前提下，分析扶壁柱配筋。还需重视底板标高变化情况，根据梁内侧的箍筋传递板预期梁宽设计的支座弯矩，把外墙顶端楼板支撑的梁柱设计于地面层开洞的部位，根据车道底板与地下室的外墙实际状况设计地下室的外墙。其设计应满足水与土压力相互结合的要求，以提升外墙的整体抗裂的系数，还需重视土与荷载的压力系数，针对地下室底板的标高与外墙配筋加以精准的核算。

表1某地下室三级抗震砼中锚固的长度表

3.3建筑地下室抗震结构设计

地下室的抗震设计在整体设计中至关重要，其设计首要的工作是按《建筑抗震设计规范》和《中国地震动参数区划图》合理确定地下室的抗震等级。对于独立地下室，可按照《抗规》确定其抗震等级；对于高层建筑的地下室，其抗震等级按照嵌固端部位加以评判。若建筑嵌固端处于地下室的顶板部位，那么地下室一层抗震等级需和上部的结构一致，再往下的结构其抗震等级可逐层下降一级，但不可比四级低。在抗震设计中，不仅其整体的抗震能力达到相关标准和要求，而且还需多方位采取抗震构造举措。比如提高顶板厚度与配筋率及预防顶板开设的洞口过大或于外板面标高改变的位置应用加腋等对策来保证地下室的顶板具备良好刚度与整体的性能，可把地震力于地下室整体结构中分布。另外，地下室墙柱宜和上端结构墙柱相一致。确保构件间连续性与延性及整体性良好。而且还需对建筑的经济性、技术性与施工的条件及环境等影响因素综合加以分析，从而获取最好的抗震结构体系。例如，在某工程的地下室当中，其抗震等级是三级，若钢筋的直径不高于25的时候，需严格根据建筑物在抗震方面有关的规范开展此阶段工作，钢筋锚固的长度详见表1。

3.4建筑地下室抗浮与抗渗结构设计

因地下水存在的问题，在进行地下室设计时往往需要考虑地下室的抗浮与抗渗情况。在进行地下室抗浮设计时，永久荷载分项系数选择1.0。而且在建筑地下室整体抗浮的设计当中，要综合对地下水位高度与改变幅度及使用极限要求等相关因素加以思考，明确地下室抗浮的设计水位，保证结构抗浮设计能满足规范要求。

另外，设计人员还需将地下室的抗渗设计做好。通常来讲，为使得建筑地下室结构的抗渗设计满足抗渗要求，还应采用合理有效举措来强化其抗渗的性能。（1）对收缩的砼加以补偿，将适当微膨胀剂掺加在砼中，对观察砼膨胀值和收缩值间的差值、砼极限的拉伸值间的关联加以观察，若前者比后者大，那么便可管控钢筋砼裂缝。（2）后浇带，后浇带关键的作用就是将砼早期短时期的约束力加以释放，如图1所示。当前，此设计的技术已于实践当中得到广泛使用。（3）增强钢筋砼抗拉性能。例如，若因遭受地板与顶板约束力而使得砼涨缩的程度不相同的时候，便可于建筑地下室的侧墙中端设置一个水平暗梁来对顶板与顶板间存在的拉力加以抵挡，需特别注意，在实施此举措的时候，务必要充分将做好砼养护的工作做好。

图1地下室外墙的后浇带示意图

3.5建筑地下室防水结构设计

严格按照施工的现场条件与水文的分布情况来设计地下室的防水结构，确保其设计合理、有效。经分析与研究有关施工现场的资料，将防水结构的图纸设计出来，而且选择使用合适材料，保证地下室的结构不会发生严重渗水的情况。此外，若地下室结构防水需设计于最高的地下水位上，但地下的水位却并高时，有关设计的工作人员可于结构自身的防水之外设置上附加的防水层，保证防水的性能稳定可靠，在选取防水材料的时候也需对经济与环保等要求加以思考，在达到工程要求的前提下尽量选用性价比较高且环保性能较强的材料。

4结束语

建筑地下室结构设计于建筑工程的设计当中极为关键且复杂程度较大。建筑地下室的结构设计科学合理与否，会直接影响到建筑工程的整体质量及建筑结构的安全、工程造价等方面。在建筑地下室结构的设计当中，相关的设计者应当对各类影响的因素充分加以思考，经科学、合理且可行的方法，提高建筑地下室的质量，提高建筑地下室实用与稳定的性能。

参考文献：

［1］赵芯.关于建筑物地下室结构设计的探讨[J].低碳世界，2017，（12）：212-213.

［2］付登安.针对建筑物地下室结构设计探究[J].建材与装饰，2017，（09）：119-120.

［3］陈立云.建筑工程地下室结构设计分析[J].建材与装饰，2017，（03）：106-107.