高层民用建筑地下室结构设计
高层民用建筑地下室结构设计
张丽佳
摘㊀要：随着国家经济的不断发展，城市高层建筑规模也随之迅速扩大，人们对高层民用建筑也越来越关注，因为高层建筑在固定单位面积上需要承受较大的压力荷载，而地下室的质量和整个高层建筑的质量紧密关联，高层民用建筑的地下室设计对于提高建筑质量有着重要意义，所以对于地下室的结构设计有很高的要求㊂
关键词：高层；民用建筑；地下室；结构设计
一㊁高层民用建筑地下室结构设计难点（一）嵌固端难以确定
所谓嵌固端实际上即地下室结构之中的固定端，对于固定端来说，它不能产生位移（该位移即在结构力学之中的Ｘ㊁Ｙ平面中形成的位移还有围绕支座而形成的转角）㊂在高层民用建筑的地下室中嵌固位置一般有以下两个选择：首先，在基础板底顶部进行选择与设立；其次，在顶板顶面进行设立㊂倘若想要选择第一种方案，就一定要满足以下几个标准：①室外地面以及地下室顶板之间的高度差需要小于或者等于建筑物层高的１／３或１．５米；②在挑选地下室顶板的结构时，梁
板结构是最佳选择，同时，还要保证楼面连续绝不可以存在大规模开洞等问题，以此确保楼面框架梁可以具有较为出的刚度；③地下室的顶板厚度还有混凝度的强度㊁嵌固蹭住的截面等应当符合相关标准；④地下室的楼层剪切刚度需要为上部楼层剪切刚度的二倍左右，假如达不到上述要求，则要将嵌固端设于基层地面处㊂嵌固端设置的位置要根据工程实际情况通过相关计算之后进行选择㊂（二）设计内容广泛
由于地下室结构设计工作设计的范围较广，通常会将多学科的专业知识进行综合应用，例如，排水㊁防火，还有设备用房以及管道等，在设计地下室的结构时上述因素都需要进行综合考虑，以此来得到一个最佳的设计方案㊂虽然抗浮问题基本不会在已经投入实际使用的塔楼中出现，但是抗浮问题却时常出现于裙房以及纯地下室等区域㊂除此之外，在设计地下室结构时忽视施工阶段以及注水阶段的主要原因是因为在对地下室的抗浮问题进行设计时一般只考虑在正常情况下的极限使用状态，进而可能会由于抗浮能力较弱等因素而产生部分破坏㊂
二㊁高层民用建筑地下室结构设计要点（一）地下室结构平面设计
在对高层建筑的地下室进行设计时，不仅要考虑防火性能和正常功能，还要考虑到设备㊁管道㊁通风和排水等实际情况㊂地下室的实际设置长度应该与规定相同，否则就会出现不相匹配的情况，在设计时要利用合理的结构，并且要根据实际情况考虑是否应该设置变形缝㊂一般情况下，地下室不需要设置变形缝，否则会使地下室的防水工程变得更加复杂；而如果不设置变形缝，就需要设计人员利用后浇带或混凝剂等来进行处理，这样才能够使整个结构更加完整㊂如果地下室因为长度过长而不能进行后浇带的设置，那么就需要将这一地下室合理地分割，并利用较窄的通道相连，这样既能满
足实际使用，又能减轻管道的设计压力㊂另外，在进行结构设计时，还要设置通风井和采光井，如果高层建筑没有合理设置采光通风井，就需要在侧壁上加强采光井来满足地下室的采光和通风需求，并保持整体结构的稳定㊂（二）地下室外墙结构设计
首先，最重要的是要明确墙的厚度㊁混凝土强度和具体的防水需求㊂地下室对于这三个方面的要求应该根据实际的建筑场地来确定，要充分考虑到建筑条件㊁地下水位的情况，以及上部结构的承载力㊂除此之外，对于地下室的层数高度以及埋深等具体情况也应该进行考虑㊂在如今的高层建筑中，地下室的外墙厚度一般要大于２５０ｍｍ，多层建筑要根据实际情况来进行合理调节，有时可以小于２５０ｍｍ，但最小不能低于２２０ｍｍ㊂其次，要确定地下室外墙的荷载力㊂一般情况下，外墙的荷载力是由垂直于墙面的配件荷载来控制的，如果这一地下室在施工时采用了护坡桩技术，那么它的静止压力系数就要进行折减㊂这一荷载力的确定应该由设计的简图来决定，根据设计图纸来进行配筋计算，在地下室的底部或者强度较大的底板处，要有基础梁进行相连，这样可以更好地起到固定作用㊂在具体的工程设计中，进行墙配筋计算时，还应该考虑竖向的荷载力和截面应力㊂最后，处理水㊁土压力以及两者之和的总侧压力㊂
（三）底板及顶板结构设计高层建筑设计规范
地下室底板分为纯板式及梁板式结构㊂一般采用基础筏板作为地下室底板为宜，筏板结构受力较为复杂，用人工计算比较困难，随着结构计算软件的发展，可以采用计算机进行有限元分析计算，筏板厚度按计算满足剪压㊁冲切要求确定㊂核心筒㊁剪力墙或跨度比较大的框架柱集中受力部位可能局部板厚不满足要求，如果出现了不满足局部抗冲切的情况，
也可以通过加厚局部的筏板或增加柱墩的方式来解决，柱墩一般可以设置在筏板面或板底㊂当筏板兼作地下室底板时，板上柱墩对地下室使用有较大影响，故一般设置板下柱墩，柱墩增加筏板局部厚度来满足剪压㊁冲切的规范要求，相当于无梁楼盖柱帽形式㊂地下室顶板结构亦可以分为梁板式和无梁楼盖式两种，相对于梁板式结构，无梁楼盖式由于不需设置截面较高的梁，在满足相同净空高度要求的同时，可减少地下室的层高，减少基础埋深，地下室顶板内力计算时需将不同工况的荷载，如恒荷载与活荷载（施工荷载㊁消防车荷载等）进行组合计算，选取最不利的组合来设计，顶板厚度必须满足覆土防水的最低要求，如果结构计算时将地下室作为嵌固端，那么为了进一步保证刚度，地下室的顶板厚度就要大于１８０ｍｍ，而且大多数情况下整个地下室的长度和宽度都会超出实际的伸缩缝要求，当设置伸缩缝时，防水做法难度大而且防水效果难以保证，故采用较少，一般设置后浇带，位置布置在跨度较小的开间或主体建筑物与裙楼连接处的开间或者底板厚度变截面处㊂后浇带的宽度要保持在８００ １０００ｍｍ，并且间距最少是２５ｍ，但不能超过３０ｍ㊂后浇带做法必须满足设计规范及施工规范㊂
三㊁结语
地下室对于高层民用建筑而言有着十分重要的潜在意义，建筑的整体结构均需要由地下室进行支撑，因此，确保地下室结构的合理性㊁安全性㊁耐久性，对于主体结构安全性以及人们日常生活都有着极其重要的作用㊂
参考文献：
［１］金飞．建筑工程地下室结构设计分析与探讨［Ｊ］．中国住宅设施，２０１９（１）：６１－６２．
作者简介：
张丽佳，女，河北保定人，研究方向：建筑㊂
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