探讨地下室结构设计

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1、探讨地下室结构设计探讨地下室结构设计　摘要:随着高层建筑越来越多，城市建设中出现了大量的地下室及地下车库。本文根据自己的工作经验，结合实际从地下室的平面设计、顶板、外墙的结构设计、抗浮抗渗措施、地下室侧墙分析和人防工程中地下室的计算等方面进行论述，并提出了合理的设计方案。　　　　地下室的结构设计在整个建筑结构中的设计中往往比较重要。因为地下室的位置较为特殊，地下室是否与上部结构一起计算对于计算结果影响较大；其底板经常同时作为结构的基础，需要考虑地基的反作用力；顶板作为人防工程的重要部位，需要组合核爆炸力的等效静荷载

2、；侧墙则需考虑侧向的土、水的水平作用组合。总之，地下室的结构设计可按整体设计和构件的单独设计分别进行。下面对几个问题进行阐述。　　地下室结构平面设计　　地下室工程涉及的专业极为复杂，在建筑的地下室结构设计时，需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。例如地下室的长度超过设计规定的长度时，需要与结构专业配合，确定是否设置变形缝，通常应尽可能少设或不设变形缝，因为设置变形缝会使得变形缝处的防水处理变得复杂。　　设计人员可以通过设置后浇带和合理使用混凝土外加剂或地上设缝、地

3、下不设缝等方式，达到不设缝的目的。若地下室过长，依靠设置后浇带的方法难以解决，设计人员应合理地调整平面，将地下室分割成几个小地下室，中间用较窄的通道相连，以满足使用及管道相连的要求，而将变形缝设置在通道处，这样可以使接缝较少且处于受力较小处，便于补救。　　地下室外墙结构设计　　地下室的外墙是结构设计的重点，应按水、土压力验算外墙抗裂。在设计时应注意以下要求　　荷载　　地下室外墙所承受的荷载分为水平荷载和竖向荷载。竖向荷载包括上部及地下室结构的楼盖传重和自重，水平荷载包括地面活载、侧向土压力和人防等效静荷载。风荷载或

4、水平地震作用对地下室外墙平面内产生的内力较小。在实际工程设计中，竖向荷载及风荷载或地震作用产生的内力一般不起控制作用，墙体配筋主要由垂直墙面的水平荷载产生的弯矩确定，而且通常不考虑与竖向荷载组合的压弯作用，仅按墙板弯曲计算弯曲的配筋。　　静止土压力系数　　静止土压力宜由试验确定。当不具备试验条件时，砂土可取,豺性土可取。　　地下室外墙的配筋计算　　实际设计时，在外墙的配筋计算中，对于带扶壁柱的外墙，不是根据扶壁柱的尺寸大小进行计算，而是均按双向板计算配筋；扶壁柱则按地下室结构的整体电算分析结果进行配筋，不按外墙双向

5、板传递荷载验算扶壁柱配筋。根据外墙与扶壁柱变形协调的原理，这种设计将使得外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋则有富余量。　　因此，在计算地下室外墙的配筋时，对于垂直于外墙方向、有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大的外墙板块，如建筑外框架柱之间，按双向板计算配筋为宜，如图1所示，其余的外墙宜按竖向单向板计算配筋。对竖向荷载(轴力)较小的外墙扶壁桩，其一内外侧主筋也应予以适当加强。外墙的水平分布筋应根据扶壁柱截面尺寸的大小，适当地配以外侧附加短水平负筋加强，外墙转角处也应适当加强

6、。地下室外墙计算时，底为固定支座(即底板作为外墙的嵌固端)，侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩相等，底板的抗弯能力应不小于侧壁的抗弯能力，其厚度应与配筋量相匹配。这种情况在地下车道中最为典型，车道侧壁为悬臂构件，底板的抗弯能力应不小于侧壁底部的抗弯能力。　　地下室底板标高的设计　　地下室底板标高变化处仅设1根梁，梁宽甚至小于底板的厚度，梁内仅靠两侧箍筋传递板的支座弯矩难以满足要求。地面层开洞位置(如楼梯间)外墙顶部无楼板支撑，计算模型和配筋构造均应与实际相符。车道紧靠地下室外墙时，车道底板位于外墙的中部，应注意车道底板作

7、用于外墙的水平集中力，该荷载常被忽略。　　地下室结构超长的问题　　由于建筑布局的要求，有时地下室结构超长，多数情况下都超过了40-60M。地下结构虽然受温度变化的影响较地上结构小，但周边约束作用较强，结构超长问题的重要性仍然不容忽视。目前比较成熟的做法有以下几种:　　设置伸缩后浇带　　地下结构一般在结构长度大于40-60M时宜设置一道伸缩后浇带，普通的伸缩后浇带宽度约为800-1000MM，钢筋贯通不切断。对于平面尺寸特别长的地下结构，应设置钢筋断开的伸缩后浇带，后浇带的宽度按钢筋搭接所需最小尺寸和必要的操作空间确

8、定。　　不设置伸缩后浇带，采取其它相应措施　　主要有:采用低强度等级混凝土；混凝土中添加微膨胀剂；采用粉煤灰混凝土技术；适当加大分布钢筋配筋量；施工缝处设置膨胀止水条；设置膨胀加强带。事实上，目前已建成的许多建筑结构，由于采取了上述措施，并进行了合理的施工，伸缩缝间距已超过了规范规定的数值。　　以上两种方法结合使用　　地下室抗浮设计　　地下水位及其变幅是地下