高层房建工程中的地下室结构设计

王俊杰 余兵

中国建筑第二工程局有限公司 安徽阜阳 236000

摘要：高层建筑已经成为我国现今城市化发展的标志，也是我国合理利用土地资源的重要措施。而高层建筑中地下室的合理利用，不仅可以满足人们生活的需求，还可以降低土地的占有率，所以提升高层建筑地下室结构的设计工作已经成为现今建筑行业关注的重点内容。

关键词：高层建筑；地下室；结构设计

高层建筑工程对地下室结构设计有很高的要求。设计人员必须充分了解高层建筑结构特点，运用结构概念设计理论，准确把握地下室结构设计中顶底板、外墙、保护层等关键点，并按照设计规范要求科学选取地下室结构荷载，合理设置变形缝和施工后浇带等，同时要加强地下室结构的抗震和抗浮设计，防止地下室结构出现渗水等问题。此外，设计人员还应结合项目的实际情况，对地下室结构设计方案不断进行优化，全面提高地下室结构的设计水平和质量，为高层建筑整体结构的稳固性和安全性创造良好的前提条件，从而促进我国建筑行业的现代化发展。

1 高层建筑地下室设计中存在的问题

1.1 外墙设计

外墙对于地下室有着极为重要的作用，它不单单是可以防水防渗以及挡土，而且最关键的一点即外墙能够让地下室转变成为一个较为封闭的区域，因此外墙是地下室必不可少且最为基础的组成成分。对于外墙而言，其负责支撑着建筑上方结构产生的竖向力以及地下水的压力还有地面堆载等，而水平方向上的力在其中则发挥着主导作用。当计算地下室外墙中产生的内力时，一定要先收集各个方向上具体的荷载值，然后再进行整合与分析，通常需要按照支撑边界条件以及高宽比等对模型进行合理计算与挑选。除此之外，在实际的设计过程中也同样需要依据外墙受力情况还有裂缝宽度来选择符合相关要求的原材料。 　　

1.2基础底板

不管是在哪种类型的建筑中底板都有着极为重要的意义，其承担着建筑上层结构顶板、内承重墙柱还有挡土侧壁等诸多荷载，并且它还需要将所承担的负载直接输送到地基，因此必须要确保地基具有出色的承载还有防沉降与变形能力。倘若是上部结构中的底板，那么通常会被设计为平板式或者是梁板式的筏基。除了上述作用之外，防水抗渗也是地下室底板较为独特的一个特点，倘若地下室结构的基础是独立型基础或者桩基，那么在设计时通常都会让底板充当防水板的角色，进而承担起相对应的自重还有水浮力等。在对底板进行设计时最常见的问题有两点，一方面底板刚度还有底板厚度如果不满足标准将会降低地基的承载能力，从而导致不均匀的沉降以及侧移等一系列问题出现；另一方面，如果底板厚度不够还会形成开裂渗水，从而使地下室整体环境偏向于潮湿，为此在设计地板时一定要确保计算的严谨性以及布置的合理性。

1.3地下室抗震问题

在高层建筑设计时也应注意地下室结构设计中抗震性能，尤其应确保地下室负一层的性能和地上部分相匹配。而根据震害的研究表明，地下室本身在地震中所受损害较小，故地下二层开始，可以考虑将抗震性能作一定的放松，以此提高整体结构设计的经济性。想要强化建筑的抗震性能，顶板设计一定要符合实际需求进行，如果地下室的顶板选择无梁楼盖，就应对其进行谨慎的处理，从而保障高层建筑上部结构能得到强度和刚度上的有效嵌固。

1.4地下室防水问题

在高层建筑地下室结构设计环节中，防水功能是地下室设计的关键因素，是保障地下室能正常使用的重要前提，因此，关于地下室防水问题需进行高度关注。而在实际的地下室结构中，经常出现防水设计的缺陷，甚至在某些高层建筑中，出现地下室积水的状况，很容易会促使钢筋混凝土长期处于积水浸泡的状态，对高层建筑整体结构的安全性产生极大威胁。

2. 高层建筑地下室结构设计要点

2.1平面设计

　　平面设计是地下室设计中涉及内容比较多的一个环节，其不仅要对各个功能结构的细节进行合理的规划和设计工作，还要对地下室内铺设的线路、水、火等的防御功能进行严格的规划和设计工作。另外，在平面设计中，最不可忽视的就是给排水功能的设计工作，其是确保地下室合理使用的重要部分。另外，为了保证地下室的稳定性，在平面设计中，还应结合地下室承压能力的实际情况，设置相应的变形缝，以免因温度或者材料的影响导致结构出现变形问题，对结构造成不必要的损毁。不过变形缝的设置会对防水系统产生一定的影响，需要对该部分做出合理的调整工作，通常情况下都是利用后浇带、地上设缝以及混凝土添加外加剂等方式来降低其对防水系统的影响，保证其功效的合理发挥。另外，在进行平面设计中，要结合整体的结构情况，进行空间的设计布局，设置合理的变形缝，尤其是通道部位，可以利用减少变形缝的方式来提升整体的承压性能，提升结构的强度，降低损毁的概率。

2.2 防水设计

　　很多高层建筑的地下室会被作为满足人们生活需求的场所，比如说停车场。因此在设计过程中，一定要加强防水系统的设计工作。在进行设计工作时，要结合地下室的环境特征以及可能出现渗漏现象的原因，进行科学合理的规划和设计工作，在提升地下室整体抗渗性的同时，保证结构的质量，减少损毁现象的发生。地下室的建筑材料大多都是以钢筋混凝土材料为主的，如果其长期的浸泡在水中，会造成混凝土结构的服饰以及钢筋的膨胀变形现象的发生，导致墙体承压能力下降，为整体结构带来一定的安全隐患。所以，在设计中，首先要严格按照标准要求进行设计工作，提升防水结构的质量，减少渗水现象的产生；其次，根据建筑的实际情况以及地下室的功能，合理的设计防水结构，尤其是对细节的处理，要结合具体情况具体分析，以确保防水质量。再次，在进行防水设计时，还要对防水材料的使用进行严格的要求，并结合防渗漏的实际情况进行合理的选择工作。最后，在对后浇带、变形缝、施工缝等薄弱位置进行防水设计时，要建立相应的防水构造措施，比如说，设置成企口缝延长渗水路线，来提升地下室整体结构的防水性能。

2.3抗震设计

　　抗震设计是建筑在施工过程中，最为关注的一个重点环节，抗震质量的好坏直接影响着建筑的使用安全，其中地下室的抗震设计工作，则是保证整体建筑安全的重要因素。在进行抗震设计时，一定要保证其埋深的深度大于地面的高度，因此在进行总高度的计算过程中，会将地下部分排除，只从地面以上开始计算。根据我国有关规定，在进行地下室抗震设计时，必须保证其上部结果为梁板，禁止出现无梁屋顶的建筑结构。如果地下室的高度已经超出了梁的高度，其是不可以归类为上部结构的，只有经过相应处理后，方可在考虑的范围内。

2.4地下室结构变形缝设计

在高层建筑地下室结构设计中往往需要根据实际情况进行变形缝的设置。变形缝一般包括沉降缝、防震缝及伸缩缝等。其中设置沉降缝的主要目的是确保地下室结构整体沉降的均匀性，而设置伸缩缝的目的则是避免地下室结构出现温度裂缝等问题。而如果地下室结构采用的是不规则的竖向以及平面布局形式，设计人员可通过防震缝的合理设计来对结构单位进行划分，以达到提高地下室结构抗震能力的目的。如果地下室为多层结构，且其地上部分是多塔以及带裙房单塔等结构形式时，设计人员可利用防震缝将地下室与裙房部分分隔开，从而实现分散地震剪力的效果。设计人员在设计变形缝时要结合地下室结构的防震及防水要求，合理运用不同类型的变形缝，并结合后浇带等设计，从而全面提高地下室结构的设计质量。

总结

　　大多的高层建筑地下室都会设有停车场、消防水池以及设备房，将地下空间进行合理的规划利用，这样不仅可以提升人们生活的便利性，还可以提升我国土地资源的利用率，因此加强地下室结构设计的工作是十分必要的。

参考文献

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[3]焦栋梁，张帆.地下室结构方案经济型分析[J].建筑结构，2019（02）4.