高层建筑地下室结构的优化设计

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1、高层建筑地下室结构的优化设计　　【摘要】本文从荷载设计、底板设计以及抗浮设计和混凝土等多个角度来对于高层建筑的地下室结构优化设计进行了探讨。　　【关键词】高层建筑；地下室结构；优化设计　　在针对高层建筑的地下室结构设计中，主要包括了外墙、顶板以及基础和楼梯灯不同组成部分的设计，下面就从这些不同的角度来对高层建筑的地下室设计进行探讨。　　高层建筑的地下室结构荷载主要包括核爆动荷载以及建筑物的重量荷载、土压力和水压力以及地下室自身的重力荷载等几个部分。在我国的有关技术规范中有关于防控型地下室内部可以考虑到的荷载组合，所以在对高层建筑的地下室结构设计就可以根据不同工程的特点同时结

2、合技术规范要求来确定荷载的不同组合。在高层建筑地下室结构中不同部位所参与到的组合的荷载主要包括了以下几种情况：　　首先是顶板：主要包括核爆动荷载标准值以及静荷载标准值两种。其次是侧墙，如果是竖向的话就包括了从顶板传来的顶板荷载，还有上部建筑物自身重量的标准值以及外墙自重标准值；如果是横向的话就包括核爆动荷载出现的水平动荷载标准值以及土压力和水压力等。第三就是内承重墙或者内承重柱，其中包括了顶板的荷载标准值以及建筑自重和内承重墙自重标准值。最后就是基础部分，主要含有底板核爆动荷载的标准值以及上部高层建筑物自重标准值以及从顶板传来的静荷载标准值。在对防空地下室的结构进行荷载组合

3、时实际上解决的是在核爆动荷载情况下怎样确定静荷载的问题。　　在针对高层建筑的地下室结构设计中，其中顶板是对于上部建筑的一个具有水平约束作用的支座，所以其刚度越大其对于上部的约束能力就会更好。所以说在针对地下室结构中顶板的设计中厚度通常都会大于180毫米。对于人防地下室来说还需要让顶板的厚度必须满足人防的特殊要求。　　根据我国有关建筑物抗震的技术规范来看，在高层建筑的地下室结构设计中顶板作为对于上层建筑物的嵌固端，对于楼板的厚度以及施工中所用混凝土的强度和楼层侧向刚度都提出了更为具体的要求，并且地下室层数不宜少于两层。根据有关技术规范来固定处地下室作为高层建筑的上部结构嵌固部

4、位，所以地下室的顶楼顶板必须要选择梁板结构才可以满足安全要求。这就意味着高层建筑物的地下室的层数并不简单的由地基基础的深度来决定，还需要考虑到其他的因素。在对地下室的结构进行计算的时候应该要一直计算到可以满足嵌固端需求的地下室楼层或者底板。　　如果出现了以下这几个情况，那么地下室的顶板就不应该作为高层建筑上层结构的嵌固部位：第一就是顶板室内外的板面标高之间的变化超过了梁高的范围，因为这样就会导致出现错层。第二就是顶板属于无梁的楼盖。　　在针对高层建筑中的地下室结构设计中外墙部分的设计主要是需要考虑到弯矩的调幅，其底部应该为固定支座，也就是底板需要设计为外墙的嵌固端来保持稳定

5、，还需要考虑到荷载的各种分项系数，在存在多层地下室的时候需要考虑到多跨连续计算。例如说侧壁的底部弯矩需要其相邻的底板弯矩大小数据一样，同时抗弯能力不应该小于侧壁，同时还需要其厚度与配筋量进行匹配。这种问题在地下车道中经常出现。车道的侧壁主要为悬臂，所以其底板的抗弯能力不可以低于侧壁底部的抗弯能力。在楼梯间等位置的地面处开洞处外墙的顶部如果没有楼板支撑的话，计算模型和配筋构造等都需要与现实相符。　　除了在与外墙相垂直的方向上存在有钢筋混凝土内隔墙互联的外墙，或者如果扶壁柱的截面面积较大的话那么就需要按照双向板来对配筋进行计算。在竖向上，荷载较小的外墙扶壁柱内外侧的主筋也都需要

6、进行适当加固来保持地下室结构的稳定性。在针对地下室的外墙进行设计的时候需要对裂缝的宽度进行计算，宽度不得超过毫米，并且不可以贯通。　　底板除了满足受力提出的要求之外还需要满足地下室防水以及抗渗要求。所以说地下室的底板厚度以及配筋等需要经得起考验，不可以太小。通常来说地下室中底板的设计厚度在40-60厘米，配筋率在%左右。在地下室中底板标高变化出应该根据实际情况来设置梁，梁宽不可以低于底板的厚度。在地下室结构中桩箱以及桩筏基础的底板同时也是桩的承台，所以就必须要同时满足冲切以及局部的受压需求。　　在针对高层建筑的地下室结构设计中，需要特别注意的是只有地下室部分以及地面上楼层不

7、多的时候进行抗浮计算，在使用桩基的时候就需要对桩体的抗拔承载力进行计算。底板以及覆土其自身的重量对于地下室结构来说是有力的，根据有关荷载技术规范中的要求在对荷载强度进行计算的时候荷载分项系数应该取值为。在对抗浮进行计算的时候，荷载分项技术应该取为在对地下室抗浮设计中需要考虑到的重要数据就是建筑物所在位置的地下水位以及变幅，但是在实际设计过程中往往只会参考到极限状态下的数据，这就可能导致对于施工的过程以及汛期的重视不够导致出现施工过程中抗浮达不到技术标准而出现安全隐患。实际上，地下室面积较大的话，其上部可能会建有多层