高层建筑地下室结构设计探析

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1、高层建筑地下室结构设计探析摘要：本文从上部主体结构的嵌固端选取、地下室顶板的梁、板和墙柱等儿个方面对高层建筑地下室的设计做了综合的考虑，日的是为了实现高层建筑地下室结构设计的安全性和经济效益。关键词：高层建筑；地下室；结构设计；探析屮图分类号：TU984文献标识码：A文章编号：1上部结构嵌固部位的选取上部结构的嵌固部位的选取，影响到整个结构的计算模型。《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)(以下简称《高规》)中5.3.7条的要求，只冇当地下一层与首层侧向刚度比不小于2时，地下室顶板才可作为上部结构嵌固部位，而计算地下室结构楼层

2、侧向刚度时，可考虑地上结构以外外扩不超过三跨的地下室范围。对于大底盘多塔楼结构，宜按整体模型和各塔楼分开的模型分别计算，并采用较不利的结果进行结构设计。但有些建筑结构限于条件，很难满足地下一层与首层侧向刚度比要求。根据《高规》对“多塔楼结构”术语的条文说明解释，一般情况下，在地下室连为整体的多塔楼结构可不作为木规程第10.6节规定的复杂结构，但地下室顶板设计宜符合本规程笫10・6节多塔楼结构设计的有关规定。言下之意，地下室连为整体的多塔楼结构，地下一层与首层侧向刚度比不满足不小于2的要求时，嵌固部位可选在底板，但顶板要满足《高规》10.6节

3、的构造要求。2现浇梁板式地下室顶板设计须注意的问题地下室顶板的混凝土强度等级不宜低于C30,也不宜高于C40o普通地下室顶板厚度不宜小于160mm,作为上部结构嵌固部位的地下室顶板不应开大洞，厚度不宜小于180伽，应双层双向配筋，且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25%o而根据《地下工程防水技术规范》(GB50108-2001)第4.1.6-1条，防水混凝土结构厚度不应小于250mm,故建议纯地卜•室顶板(无上部结构的地下室范围)板厚取250mmo地下室顶板消防车道荷载的取值是高层建筑地下室设计中需要高度重视的一个问题。在新荷载规范即《建筑

4、结构荷载规范》(GB50009-2012)颁布前，各设计、施工图审查单位对消防车道的取值难以统一，给设计和审查带来很多不便。新荷载规范对此给出明确规定，下面以具体例子说明消防车道荷载的取值问题：有一高层建筑地下室顶板结构，标准轴网8.Inix8.Im,现浇混凝土梁板结构，次梁为井字梁均匀布置，板跨度为2.7mx2.7m,覆土厚度s=l.5mo查《荷载规范》表5.1.1项次8(1)得消防车标准值Pk二35KN/m2；根据B.0.2条，板顶折算覆土厚sl=l.43stan9=1.43x1.5xtan450=2.145m；查表B.0.2,楼板跨度

5、按3x3列，荷载折算系数为k=0.57+(0.67-0.57)x(2.5-2.145)/(2.5-2.0)二0.641考虑覆土厚度的折减后，消防车道荷载取值Pk=35x0.641=22.435,可取22.5KN/m2；计算地下室顶板消防车道范須的楼板配筋时，楼板的活荷载可直接取22.5KN/m2。根据《荷载规范》5.1.2条,上述取值还需乘以折减系数0.8,根据《荷载规范》5.1.3条,当设计消防车道范围的梁、墙、柱时,即22.5x0.8=18KN/m2o当设计基础时可不考虑消防车道荷载,这是因为消防车荷载标准值很大，但出现概率小，作用时间

6、短。在基础设计时，根据经验和习惯，同时减少平时使用时产生的不均匀沉降，允许不考虑消防车道的消防车活荷载。在此，笔者建议，考虑消防车道活荷载的存在，在设计地下室顶板楼板时采用，计算模型1（消防车道荷载取22.5KN/m2）,设计梁、墙、柱时采用计算模型2（消防车道荷载取18KN/m2）,设计基础时采用计算模型3（消防车道荷载按一般活荷载，或者取施工荷载即可）。地下室顶板需采用双层双向配筋。当顶板为上部结构嵌固部位时，各层各方向配筋率均不应小于0.25%的配筋率。在一些荷载较大（比如消防车道范围、覆土较厚范围）或跨度较大的板，当贯通筋不足时板负

7、筋需另外附加，附加负筋的间距宜取贯通筋间距的倍数，比如贯通筋间距为150n）m时，附加负筋间距宜取150伽和300mm,以此类推。高层建筑地下室不宜设置变形缝。当地下室长度超过伸缩缝最人间距时可每隔30〜40m设置贯通顶板、底部及墙板的施工后浇带。后浇带可设置在柱间距三等分的中间范围内，其方向宜与梁止交，沿竖向应在结构同跨内。为避免主楼和纯地下室基础沉降不均匀，宜在主楼周边设置沉降后浇带。后浇带混凝土强度等级宜提高一级。因纯地下室顶板有覆土厚、消防车道荷载大等特点，框架梁（WKL）的设计过程屮，需要注意两个问题。一是框架梁端弯矩和剪力都比较

8、大，此时可考虑在梁端竖向加腋，特别是消防车道范围的梁，可收到受力合理和经济效益的双重效果。二是次梁（井字梁或者十字梁）传给框架梁的集中荷载较大（特别是消防车道范围），检查框架梁在