高层民用建筑地下室结构设计分析

朱亮

摘 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的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重要意义，所以对于地下室的结构设计有很高的要求。此外，完美的地下室结构设计能够更好地满足居民对于地下空间的需求，无论是在停车方面还是储藏物品等方面都发挥着非常重要的作用。

关键词 高层建筑;地下室;结构设计;外墙;底板

引言

近年来，随着我国社会经济的持续高速发展，建筑行业也取得了骄人的成绩，人们不但关注建筑物的规模，还对建筑的品质提出了更高的要求。高层民用建筑的大力发展，已成为我国建筑工程建设中的重要组成部分，其工程品质必须予以高度重视，不容忽视。为满足结构安全及建筑功能需求，高层民用建筑一般都会设有地下室，且地下室的层数有不断增加的趋势，因此，加强对建筑地下室结构设计的研究，便成为当前建筑行业发展中的重要课题之一。只有把握住建筑地下室结构的设计关键点，才能有效提升建筑地下室结构设计水平，获取更多的经济效益和社会效益。

1高层建筑地下室结构设计难点

和一般建筑工程结构设计相比，地下室结构设计要求相对较严，结构设计工作内容较为复杂，设计师在地下室结构规划过程中，应对多种因素进行全面考量，如地下室功能用途、地下室消防通风、地下室民房要求、地下室设备线路等，保证地下室结构设计内容的全面性，设计方案实施的合理性。与此同时，设计师应对地下室常见渗水问题予以全面考量，做好地下室防潮、防洪设计工作，避免建筑工程因地下室防水设计不当而受到破坏，产生裂缝等问题。除此之外，地下室结构设计工作人员应对未来施工工作开展方便性、施工工作顺利性予以考量[1]。

2高层民用建筑地下室结构设计中存在的问题

随着高层民用建筑的不断增多，地下室工程也越来越多，且对于高层民用建筑的安全稳定性起着基础性作用，为此做好地下室结构的设计对于提高建筑的整体稳定性具有十分重要的意义。然而在实际设计施工中，由于地下室工程包含的专业较多，且地下室结构设计施工需要考虑的因素很多，地下室施工环境复杂，所以在设计上难度很大且需要花费大量的资金人力。一般而言，地下室结构设计应包含防水防火、基本功能、人防、装备住房以及管路、地下水道、积水、进风、朝向等方面的设计，尤其对于大底盘地下室的高层民用建筑而言，还要做好抗浮抗震设计，一旦某一个环节出现问题或没有完全和设计标准相符，就会影响其他环节施工，影响整个地下室结构的安全稳定性。

高层民用建筑地下室结构设计中存在的主要问题有以下几点：

一是地下室层高在设计的时不够科学。部分地下室设计的层高不适宜于地下室的结构形式，未以地下室的实际施工况为依据来制定层高设计方案。

二是高层民用建筑裙房的地下室抗浮设计考虑不足。带有裙房的高层民用建筑中，高层部分虽然出现抗浮问题的概率不大，但裙房部分出现抗浮问题不容忽视。但部分工程设计人员在进行设计过程中往往会忽略了这一问题。

三是当地下室超长设置时裂缝问题突出。地下室超长设置时，并没有采取有效的措施来解决其裂缝问题，也忽视了顶板设计，这直接影响了地下室的质量问题。

四是建筑地下室的计算尚不够精确。主要问题在于设计的时候，忽视了荷载设计，纵向荷载和地震产生的力较难控制。在进行地下室外墙配筋计算的时候，所采用的计算方法较为落后，在计算上不够准确，以致配筋容易出现不足或过于保守的状况，不足时会会为埋下工程安全隐患，甚至会危及结构的整体安全;而过多则会造成材料的浪费，增加不必要的工程造价[2]。

3高层民用建筑地下室结构设计措施

（1）水平结构设计。在建筑工程地下室水平结构设计工作中，设计工作人员应对通风、防火、人防、公用设施、机房、管道、排水以及照明等专业设计内容进行全面考量。根据地下室施工需要解决的现存设计专业问题，以照明设计为例，地下室照明设计本身存在一定难度，设计师应保证地下室照明设计起到良好的照明效果，如在侧墙位置进行额外光照附加设计，对无灯座外壁进行设置，就可以让光照设备与地下室屋顶直接连接，进而让地下室整体结构稳定性得到保证，转移外部因素对侧墙、地板的影响，满足整体建筑结构要求。

（2）防渗结构设计。在地下室结构设计工作中，设计师应对地下水位问题予以高度重视，做好建筑结构防渗设计工作。一般情况下，受地下水位影响，如果设计师存在防潮、防洪设计不足问题，引起地下室抗膨胀性不足、泄露严重，就会导致局部裂缝问题。在具体的设计工作中，设计师可采用主要防渗结构设计策略如下。首先，设计师可以有效使用补偿收缩混凝土，通过在混凝土中加入少量膨胀剂，可以让混凝土膨胀值、最终收缩值得到有效平衡，让其差值不小于混凝土抗拉强度，以对混凝土裂缝起到控制作用。其次，设计师应明确膨胀剂所起到的膨胀应变效果无法让混凝土早期收缩变形得到完全补偿，因此，为保证收缩变形补偿效果，设计师可以选择使用混凝土连铸连续施工，之后进行注入处理措施。和长期变形接头施工技术相比，此技术应用具有一定的先进性。最后，设计师应在设计中考量利用混凝土材料提升钢筋抗应变能力，如在侧壁中添加水平施工內容，就可以让混凝土表面层得以加固，在侧壁方面，考虑到混凝土具有差异化膨胀系数，设计师可以在参数设置中间位置调整参数[3]。

（3）抗震结构设计。地下室抗震结构设计与建筑工程高度设计、整体强度具有密切联系，如果地下室抗震水平不足，就会让整体建筑工程结构安全性受到不利影响。通常情况下，设计师在地下室抗震结构设计工作中，首先应保证混凝土中墙柱匹配于底部墙柱。设计师可以对地下室顶板内外板高度进行合理调整，如果发现高度变化比梁高度要大，那么应采用一定措施开展处理工作，避免有误差层产生。其次，在设计工作开展中，设计师应依照相关科学规定，对地下室顶层结构进行精准设计，并对顶部结构、梁结构构件予以科学利用，同时应注意地下室屋顶不能作为上部结构使用。最后，针对高架地板，设计师应完成向下计算静态应力工作，确保整体设计可以让地下室地面、建筑物抗震要求得到满足。