高层建筑地下室结构设计初探

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1、高层建筑地下室结构设计初探　　摘要：国家大力提倡节约土地资源，地下空间成为建筑业界争相追逐的热点。本文就高层建筑的地下室结构设计进行了归纳总结，阐述了高层建筑地下室结构设计的方法、步骤、重难点及注意事项。　　关键字：高层建筑；地下室；结构设计　　1.引言　　随着国家城镇化建设的大力推进，国家城市土地资源越来越紧俏，建筑行业及城市交通行业不得不选择向空中和地下发展，因此，高层建筑和地下空间的应用越来越得到重视，就此，高层建筑因其功能和结构的需要，越来越多的设置了地下室。同时，高层建筑不仅地上结构的层数在显著增加，其地

2、下室结构的层数也正在向多层发展，就此，关于地下室结构的结构设计、防水、保温施工工艺也日益成为建筑业界关注的热点问题。由于地下室结构的工程环境特殊、涉及工种繁杂、且施工相对隐蔽、复杂，如果控制不佳，极易出现质量问题，所以，对于该结构物的设计和施工应给与特殊的重视和要求。　　2.地下室结构设计原则　　2.1选用计算简图：计算简图是进行结构计算的基础，故进行计算简图的合理选择是保证结构物安全的先决条件。另外，计算简图应在工程容许误差范围内选择，再配合适当的构造措施保证计算简图的准确性。　　2.2选择基础方案：应依据地质条

3、件，结构形式及荷载分布选择合适的基础形式，综合分析影响建筑物的施工条件等复杂因素，选择经济合理，结构安全的基础形式。　　2.3合理选择结构方案：选择合适、经济、保证结构安全的结构形式是完成一个结构物建设的前提，要确保结构传力体系明确、简洁，地震区结构物应力求平面和立面规则。　　2.4正确分析计算结果：现在的结构设计普遍利用计算机设计软件进行，但是当前建筑结构软件繁多，往往不同的结构软件计算结构也不尽相同，这里要求设计师必须熟练把握计算软件的选择，了解其适用范围。在进行计算机辅助设计时，要保证输入准确，条件明确，在完

4、成计算后要认真分析电算结果，做出合理判断。　　2.5采取必要的构造措施：必须遵循强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的原则，保证结构延性，保护薄弱部位，注意钢筋锚固，考虑温度变形及附加应力的影响。　　3.地下室结构设计重难点分析　　地下室工程涉及专业多且杂，在进行相关设计时，不仅要进行承载力的设计，同时要考虑防火、使用功能、人防、管道、通风等诸多专业。对于高层建筑结构而言，抗浮性和抗渗性都要得到妥善处理。总之，地下室结构设计是一项庞大的系统工程，涉及设计、施工、选择材料等很多细节问题。下文将就具体问题进行较为详尽的探讨

5、。　　4.高层建筑地下室结构设计　　4.1结构的平面设计　　在高层建筑地下室结构设计中，防火、人防、使用功能、设备用房以及坑道、通风、排水、管道、采光等各个因素都要得到妥善考虑，例如，当地下室的纵向尺寸超过规范要求时，需要确定如何设置变形缝，一般情况下，我们应该尽量避免设置变形缝，因为此工序将极大的影响地下防水设计。设计师应该考虑其他方法（如设置后浇带、使用外加剂）等方式回避设置变形缝。　　4.2抗震设计　　地下室抗震设计问题较多，比如，多层建筑中半地下室的埋设不达标，因为此建筑物往往层数和高度都会超过GB5001

6、1-2001第7.1.2条的规范规定，此时，地下室顶板是上部结构的嵌固端，按照GB50011-2001第6.1.3条规定，当地下室一层为三级抗震，上部结构是二级抗震时，地下室也应该调整抗震等级为二级进行结构设计。如果地下室结构抗震设计不适当，将大大影响整个建筑物的抗震性能，这里按照施工图审查规则，通常来说，当半地下室的埋深在大于地下室外地面以上高度时，才可以不计算其层数，要采取适宜的处理措施，否则不能作为上部结构的嵌固部位使用。查阅相关规范知，上层结构部位的地下室楼盖必须是梁板结构物。当地下室顶板为无梁楼盖时不能作

7、为上部结构的部位使用。此时，结构计算应以地下室底板为起点进行，剪力墙的底部加强区的层数应从地面起算且包括地下层。　　4.3地下室抗浮、抗渗设计　　通常情况下，在此类设计中有以下诸多问题，违反GB50007-2002第3.0.2条，勘测报告为提供地下水位中计算浮力的起算点，或者设计师未按照勘察报告确定地下水位；违反GB50009-2001第3.2.5条，斜坡道没有按规定进行抗浮验算，未处理坡道与主体的分缝处，斜坡道未进行抗浮验算或验算结果不达标；地下水位是地下室结构抗浮设计的重要标准，实际设计中只考虑正常使用极限状态

8、，未重视汛期和施工过程的影响，造成地下室在施工过程中由于抗浮不够的局部破坏。此外，对于大面积地下室，其上部结构不规则，同时并存高层建筑、多层建筑，还有无建筑区域，面积大、形状复杂，这类抗浮问题相当复杂，需要综合复习模拟其荷载形式再进行设计。抗渗性是地下室设计中除满足受力要求之外的另一个重点，由于常规混凝土结构物是带裂缝工作的，为了满足其抗渗要求，通常我们采取