建筑工程地下室结构设计分析与探讨

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1、建筑工程地下室结构设计分析与探讨　　摘要：在建筑工程的整体结构中，地下室是其中一种较为重要的结构。由于其所处位置在建筑物的最底部，即建筑的地基基础结构中，所以，地下室结构的设计将是影响建筑整体结构稳定性以及安全性的重要基础。本文主要对建筑工程地下室结构设计相关问题进行了简要分析。　　关键词：建筑工程；地下室；结构设计；抗浮抗拔；裂缝控制；最小配筋率；抗震设计。　　引言　　建筑业作为支撑我国国民经济的三大巨头产业之一，它在近几年的发展极为迅速。就目前而言，在现代城市建筑中，高层建筑，甚至是超高层建筑已经成为了城市建筑

2、的主流，同时也跃升为城市的一种重要标志。然而，随着建筑楼层的不断增高，其建筑工程可能存在的安全隐患也随之得到了增多，尤其是地基基础结构在施工环节所埋下的安全隐患，更是造成高层建筑突然倒塌的罪魁祸首。因此，为了保证现代城市高层建筑的质量及其结构的稳定，相关的建筑施工人员必须把好地基基础结构的质量关，而对于某些需要修建地下室的高层建筑，还需要做好对其地下室工程的施工管理，合理、规范化其地下室结构的设计。　　一、地下室结构设计的特点要求分析　　地下室结构设计的主要内容包含几个方向：一是主体结构设计，包括顶板、外侧墙、底板

3、等其它构件的结构设计；二是孔口防护设计，包括出入口的防护和消波系统（防护设备）其中出人口的防护包含防护密闭门的选用、门框墙、临空墙的计算，出人口通道（包括风井）的计算等几个方面，而消波系统则包含防爆破活门的选用和扩散室（箱）的设计。三是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，顶板作为工程的重要部位，需要组合核爆炸力的等效静荷载，外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。结构设计的可靠性可以降低，

4、一般建筑结构（延性破坏）失效概率为6.8%，而地下室结构（延性破坏）失效概率为6.1%，需考虑结构的动力效应，结构构件可考虑进人塑性工作状态，材料设计强度可以提高。在快速加载的情况下，材料力学性能发生比较明显的变化。主要表现为强度提高，但变形性能包括塑性性能等基本不变，这对结构工作起到有利作用。例如钢材强度可提高1.1～1.5倍，对砼强度可提高1.5倍，这是在设计中考虑材料强度综合调整系数来完成的，重视构造要求。地下室设计的许多构造要求与一般的建筑设计不同，要求更为严格，故仅只考虑受力计算，不考虑构造措施是不合理的

5、。　　二、结构平面设计　　地下室工程涉及的专业极为复杂，高层建筑的地下室结构设计，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，设计时可合理地调整平面，通过分割地下室，用较窄的

6、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。在结构设计时应合理地设置采光通风井，若采光井位置设计不当，也会影响地下室的结构稳定功能。　　三、抗渗抗浮设计与抗浮设计　　如果是在地下水位浅，或者在雨水相对较多的地区进行施工，那么，对于地下室层数为一到二层的建筑来讲，常规都要考虑到使用阶段的抗浮问题。纯地下室的部位，以及裙房部位有可能存有抗渗抗浮不符合要求的情况出现。均对这种实际情况，应当采取下面的几个措施来应对：　　1、在设计条件允许的前提下，尽可能地提高

7、基坑底设计标高，这样可以起到降低抗浮设防水位的目的。高层建筑基础底板应当应用梁板筏板基础或者是平板阀板基础。　　2、倡导应用无梁楼盖与宽扁梁。常规宽扁梁截面高在跨度的十六分之一和二十二分之一中间。宽扁梁可以有效降低地下部分高度，确保建筑功能所需空间。这样，在降低抗浮水位上就占有一定的优势。　　3、强化抗渗抗浮设计的另一个有效办　　法是增大地下室自重。这个办法大体有三种情况：其一是基板加载，其二是边墙加载，其三是地下室的顶板加载。这种办法的特点是设计与施工都相对简单。但是不足之处在于当建筑物需要抵挡较大的浮力时，因为

8、混凝土和相关的增重材料需求量太大，而使施工费用增加。　　4、设抗拔桩　　此办法是抗渗抗浮设计加很常用的方法之一。抗拔均一般情况都要嵌入到埋藏浅嵌入坚硬的基岩之内。因为受施工条件和造价因素的制约，抗拔桩入岩一般不深，这就需要施工过程中对桩端进行灌浆处理。若上覆土层厚度太大，抗拔桩进不到基岩处，那就需要在桩下部设扩大头，提高抗拔桩的抗拔能力。　　四、地下室外墙结