浅议地下室结构选型和设计优化策略

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1、浅议地下室结构选型和设计优化策略　　摘要：随着土地的稀缺性的提高，为了提高土地的利用率，高层和超高建筑在城市里随处可见。而地下室不但在提高土地利用率的同时，也具有非常广泛的实际用途。本文对地下室的结构选型与设计优化策略进行了分析，必须要兼顾科学性、实用性和安全性。关键词：地下室；结构选型；设计优化中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：引言目前城市土地资源日益紧缺，建筑及城市交通有逐渐向地下发展的趋势。然而，建筑由于其功能和结构本身的需要，大多设置了地下室。随着建筑层数的日益增高，地下结构已向多层发展，其结构设计、施工及

2、防水等日益成为建筑工程界关注的热点。由于地下室工程的施工环境特殊、隐蔽性大、涉及的工种多、施工复杂，也容易出现质量问题，因而对设计和施工有一定的特殊要求。所以，地下室的结构选型和设计优化对于提高整栋楼的安全性、实用性具有非常重要的意义。一、地下室结构选型（一）高层建筑地下室7现在公共高层建筑的规模都比较大，地下室多数用做商场、餐厅、汽车库和设备机房等大空间房屋，有的最下层地下室为人防，柱距较大，采用一般梁板式楼盖时，由于梁截面高度大，机电管道需要在梁下通行，因此，层高多数在3.8～4.5m之间，机电设备用房还需另行考虑。当有

3、多层地下室时，地下层1顶板作为上部结构的嵌固部位，按现行规范规定[[1]建筑抗震设计规范（GB50011－2001）[S].北京：中国建筑工业出版社.][1][[2]高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3－2002).北京：中国建筑工业出版社.][2]，应采用梁板结构，其余地下室如用做汽车库采用无梁楼盖时，层高可降低到3.3～3.4m。（二）地下车库目前在大中型城市的住宅区和一些公共建筑中，设有与高层主楼地下室不设永久缝连接在一起的地下车库，有的上部有低层裙房，有的顶部为绿化覆土层，形成地下长、宽达数百米的不设永久缝的大面积地

4、下车库。例如，北京国美家园工程地下室宽264.5m，长458.6m，地上有18栋23～27层的高层住宅和若干栋低多层配套商业及其他建筑。二、地下室结构设计存在的问题（一）地下室结构平面设计7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。（二）荷载地下室外墙所承受的荷载分为水

5、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[[1]李享，谭素群．地下室结构设计中的若干问题[J]．山西建筑，2007，33（11）．][1]”。（三）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

6、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:1、设置伸缩后浇带7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定。2、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

7、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。总之，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。地下室防水工程是一项系统性工程，涉及设计、施工、材料选择等诸多方面因素，因此造成了地下室结构设计难点繁多，一般来讲概括起来为：（1）结构平面设计；（2）抗震设计；（3）地下室抗浮、抗渗设计；（4）外墙结构设计。三、

8、地下室设计优化策略分析（一）地下室与上部结构的整体分析思想7带有地下室的多高层建筑是一个由上部结构与地下室结构共同组成的完整的受力体系，具有共同的位移场，相互协调变形。“地下室与地上建筑并没有本质的区别，在建模方法和计算分析方面，地下室与地上结构基本相同[[1][1]代君正.房屋建筑大型地