阐述建筑地下室相关结构设计问题

阐述建筑地下室相关结构设计问题

黄伟

深圳星蓝德工程顾问有限公司东莞分公司广东东莞523000

摘要：建筑地下室结构的设计在建筑工程设计中举足轻重且较为复杂。建筑地下室结构设计是否具有科学性、合理性，对建筑的工程质量以及工程造价、建筑结构安全等各方面有直接影响。建筑设计者在考虑设计方案时，必须充分考虑到各类影响因素的存在，并通过一系列合理可行的技术手段，来进行优质的设计，以提升建筑质量，增强整体建筑的稳定性和实用性。本文对建筑地下室相关结构设计问题进行了探讨。

关键词：建筑地下室；结构设计；措施

随着社会发展的需要，在建筑工程设计中，对地下室的设计，人们已经不陌生了。建筑中地下室的存在给人们的生活带来了极大的便利。但由于地下室施工的难度比较大，而且对整个建筑的质量具有很大的影响，相关的设计人员应该重视地下室结构的设计工作，在给人们提供更多功能设计的同时还需要确保质量的过关。地下室的结构与上层建筑相连通，地下室结构的合理化设计，决定着上层建筑完工的质量。

1建筑工程地下室结构设计难点分析

1.1抗震设计

抗震设计是建筑结构设计基本的要求，不同地区需要根据标准确定建筑物的抗震设计等级。结构的抗震设计将影响整个建筑的抗震性能。地下室抗震设计工作不仅需要考虑抗震要求，还需要兼顾考虑地下室层数、地下室埋深、地下水位高度、地基类型等复杂因素的影响。

1.2抗渗抗浮设计

建筑工程除基本的防水问题外，还要考虑地下水引起建筑结构上浮问题。地下室的抗渗、抗浮设计是保证建筑整体质量和安全的重要保障。另外，抗渗抗浮设计，对于节省结构造价、降低施工难度以及缩短项目周期等有较大的影响。

1.3超长结构设计

在现在的建筑结构中，经常出现地下室结构设计超长的情况。然而，由于考虑到防水要求，地下室结构一般不设缝。因此，混凝土结构过长带来的温度应力极易使结构产生裂缝，从而影响地下结构的承载和防水能力,对结构产生安全隐患。

1.4管线布设

日常生活生产离不开市政管线，市政管线布置在建筑物的地下结构中，或单独铺设，或以综合管网的形式布置在地下室。管线布置的位置将对地下室的人防、车库等建筑、结构设计造成一定的影响。这就要求工程人员在设计时综合考虑管线布设问题，合理布置管线，以达到地下空间的最有效利用。

2建筑地下室相关结构设计的措施

2.1平面设计

为了保证通风效果和照明效果，需要在地下室结构中加入采光通风井，并将该部分的外壁与顶板之间保持适当的距离，在保证稳定性的同时，实现预期的设计效果。为了达到施工要求，地下室的建造过程中一般会出现平面超长现象，这些加长的结构会因为外力影响出现裂缝或者变形情况，因此，为了避免影响整体的稳定性，需要利用防裂缝设计。防裂缝设计的主要内容包括：①设置伸缩后浇带，所设置的后浇带尺寸要结合实际的钢筋拉普拉斯情况及操作空间进行合理设定。②在混凝土中加入微膨胀剂，以减少外力作用的影响。③分割地下结构，减少平面承受力。

2.2抗浮、抗渗设计

抗浮抗渗设计主要包括以下几点：①将基坑底的标高尽量抬高，在保证结构稳定的情况下，达到更好的抗浮效果。一些高层建筑的地下室基础底板应该采用质量更加稳定、防渗性能更好的平板筏板或者梁板筏板。②使用无梁楼盖或者宽扁梁，减少地下室结构所承受的压力，延长其使用年限。③增大地下室的自重，增设梁板，或者按照分结构设计的原则，增加整体结构的承压能力。④设计抗拔桩，按照要求将其放置在合理的位置上，发挥其抗浮能力。

2.3抗震设计

在地震多发地带和地质条件较为复杂的区域，抗震设计是至关重要的，地下室的抗震性能与建筑物整体结构的安全性有着直接的联系，因此需要结合相应的技术进行合理的规划。①需要加长地下室的深埋结构，地下室的深埋高度要大于地下室外墙的高度，这样能够增加地下室的整体稳定性，提高抗震效果。②地下室的顶板属于上端结构嵌固端，地下室的抗震等级应该与地上部分保持一致，这样能够避免地震发生时产生结构分层或者断裂的情况，例如，若地上结构的抗震等级是3级，那么地下室结构的抗震等级也应该是3级。

2.4防水设计

我国大部分地区夏季均降雨量较大，为了保证地下室部分的防水性能，应该在设计之初，对当地的气象环境进行详细调查，明确年平均降雨量，方便制定防水层层数。选择防水材料时，应做好市场调查，在能力范围之内，选择质量高、防水性能好的卷材，延长材料的实际使用年限，避免出现防水失效、地下室雨水入侵的现象。另外，除了选用防水混凝土，还应该适当增加混凝土壁的厚度和高度，完善相应的防水设计。当前，很多商场和住宅楼地下室均为停车场，因此在进行设计时还要考虑到其应用功能，做好集水排放设计，完善集水坑的节点设计。

2.5对于地下室的侧壁设计

侧壁设计会受到诸多因素的影响。包括地下室的结构自载能力、侧向的土压力、地下水压力等都会对地下室的侧壁产生一定的影响。基于地下室侧壁情况的特殊性，各种不同形式和不同方向的荷载因素都会对地下室的侧壁共同产生作用，其受力的情况具有较大的复杂性和不稳定性。因此，我们在进行地下室侧壁设计时，应该将其受力情况进行科学地简单化处理，从而便于对地下室的侧壁进行设计提升设计的质量。我们在进行地下室侧壁的设计时，一般都要遵循一下规则：地下室侧壁和土壤相接触的混凝土保护层厚度不能低于50mm；地下室侧壁的水平面钢筋应该配置在侧壁的外侧部位，但是竖向的钢筋就应该配置在地下室侧壁的内侧部位。但在具体的设计过程中，我们还要对地下室侧壁的设计成本进行考虑，在保证地下室侧壁具有足够的荷载能力前提下，对侧壁基础上的混凝土强度进行合理地控制，从而达到节约成本的目的。除此之外，混凝土强度控制的另一原因是由于过高的混凝土强度会产生较大的收缩力，容易导致因混凝土的收缩而产生地下室混凝土开裂的情况，因此，我们在对地下室设计的时候还要在地下室中设置相应的后浇带。

2.6地下室结构超长的情况处理

在某些情况下，地下室的结构会出现超长的情况。这种情况对地下室工程的质量造成一定影响。有必要采取相应的处理方法以规避弊端。建筑地下室结构易在环境本身带来的压缩力下，造成裂缝现象。

一般情况下，可采取增设后浇带的方法或采取在混凝土中掺入微膨胀剂的技术手段，并同时做膨胀加强带设计，提升钢筋混凝土抗拉力等方法来预付地下室在结构超长情况下产生的裂缝现象，从而以保证建筑地下室的工程质量。

2.7地下室的顶板结构设计

地下室的顶板，是地下室和建筑上层连接、贴合的地方，其质量和性能高低关系到建筑物地下室和上层建筑的整体功能协同性，因此，对于地下室顶板的设计也应当重视。对于地下室顶板结构的设计，应当在充分考虑设备管线高度和保护土层的基础上进行。地下室顶板的结构设计，其承载力数值应当通过合理的计算获得，充分考虑建筑的高度、建筑的功能、建筑需要面对的恶劣环境等。

综上所述，随着社会发展的需要，在建筑工程施工中，对地下室的施工，人们己经不陌生了。建筑中地下室的存在给人们的生活带来了极大的便利。由于地下室设计的难度比较大，对整个建筑的质量具有很大的影响，相关的设计人员应该重视建筑施工中的地下室结构的设计工作，在给人们提供更多功能设计的同时还需要确保质量的过关。

参考文献：

[1]徐梦俊.地下人防工程结构内力计算的特点[J].江西建材.2017(11)

[2]孙纬宇，欧尔峰，严松宏.基于黏弹性边界的地震动输入方法和边界条件选择研究[J].地震工程学报.2016(06)

[3]林振联，高久旺.某工程超长地下室结构无缝设计体会[J].山西建筑.2017(10)