建筑工程中地下室的結(jié)構(gòu)分析

王廷偉

摘要：隨著人類人口逐步增加，人類的生存空間也變得越來越擁擠，這就使得人們開始注意提高空間的使用率。因此現(xiàn)代建筑開始將視角轉(zhuǎn)向了地下，這樣的轉(zhuǎn)變加大了地下室在建筑工程中的作用，地下室的功能也隨著人們的需要變得多樣化。本文從地下室的結(jié)構(gòu)內(nèi)容、設(shè)計(jì)要點(diǎn)和功用為切入點(diǎn)，對(duì)建筑工程中的地下室結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并提出注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：地下室結(jié)構(gòu)；功能；要點(diǎn)

引言

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，我國(guó)的人口逐漸向城市聚集，這就導(dǎo)致城市的土地資源日益緊俏。為了提高土地資源的空間使用率，城市的高層建筑開始重視地下室的建設(shè)。在建筑工程中，地下室結(jié)構(gòu)的地位很重要，它不僅是整個(gè)建筑的基礎(chǔ)支撐，也是建筑過程中的難點(diǎn)。因此地下室結(jié)構(gòu)是否合理對(duì)整體建筑的功能和安全性有著極大的影響。同時(shí)，為了提高整個(gè)建筑工程的質(zhì)量，需要加強(qiáng)對(duì)地下室工程質(zhì)量的監(jiān)督，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上不僅要注重其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，還應(yīng)該通過強(qiáng)化地下室的功用性能來提高其施工質(zhì)量。

一、地下室結(jié)構(gòu)的內(nèi)容和功能

由于地下室的建造的地下環(huán)境穩(wěn)定性不高，因此地下室的建設(shè)是建造工程中的難點(diǎn)，其建造成本甚至要比地面建造高。而且地下室工程的優(yōu)劣直接關(guān)系著整個(gè)建筑的安全，所以在建設(shè)地下室之前，建筑設(shè)計(jì)人員必須要考慮周全。首先，需要對(duì)施工地的地質(zhì)條件以及周邊環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)密詳盡的考察；其次，要將地面建筑的層數(shù)納入?yún)⒖挤秶?，相?yīng)的樓層高度應(yīng)該對(duì)應(yīng)合適的地底深度；再次，由于人們對(duì)地下室的利用率增高，因此其功能作用越來越多樣化，除了基本的使用功能外，還應(yīng)考慮到防火功能、人防需要，同時(shí)還應(yīng)該結(jié)合地下室的管道通風(fēng)、攤水和采光等因素進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要有抗震設(shè)計(jì)、抗?jié)B抗浮設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)外墻設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)。為了確保地下室結(jié)構(gòu)的合理性，其每一個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容都有自己的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)和功能價(jià)值取向，這都是建筑設(shè)計(jì)人員應(yīng)該遵守的規(guī)則和需要參考的要點(diǎn)。因此，地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要結(jié)合更方面因素進(jìn)行綜合考慮，不僅要保證其合理性和安全性，還需考慮其可行性和經(jīng)濟(jì)性，由此做出符合功能要求又安全經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。

二、地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

1.平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

首先是地下室結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，地下室結(jié)構(gòu)作為整體建筑的基石，必須具有較強(qiáng)的承重能力。所以在選擇地下室建筑材料時(shí)，可以考慮承載力加強(qiáng)的強(qiáng)風(fēng)化巖或中風(fēng)化巖。

其次，由于地下室位于地面以下，因此其需要設(shè)計(jì)采光通風(fēng)井來保證室內(nèi)的空氣流通和光線。這就無可避免的會(huì)產(chǎn)生超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，通常情況下會(huì)超出40-60米。超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)雖然對(duì)地下室的溫度影響較小，但為了保證地下室的穩(wěn)定性，應(yīng)該加強(qiáng)其防裂設(shè)計(jì)?？梢圆扇≡O(shè)置伸縮后澆帶或在混凝土中添加膨脹劑的方法來提高建材的抗拉能力。

第三，地下室的頂板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。頂板結(jié)構(gòu)是地下室整體結(jié)構(gòu)中最重要的內(nèi)容之一，因此設(shè)計(jì)人員必須嚴(yán)格參照建筑規(guī)范的相關(guān)規(guī)定來確定參數(shù)。頂板結(jié)構(gòu)是地下室的承重部分，必須要確保它的剛度強(qiáng)度足夠大，因此地下室的頂板厚度不能低于180mm。頂板結(jié)構(gòu)同時(shí)也是上部結(jié)構(gòu)的嵌固端，因此其剛度最好能達(dá)到鄰上部樓層側(cè)向剛度的兩倍，這才能承擔(dān)起地下室保護(hù)層的作用。頂板的剛度比計(jì)算必須從嵌固端適應(yīng)的地面開始算，因此建筑地面的樓層的高度也與之相關(guān)。

2.抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

地下室結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)必不可少，因?yàn)樗目拐鸬燃?jí)直接影響著整個(gè)建筑的抗震性能?，F(xiàn)代建筑過程中的地下室結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)一般為三級(jí)，但在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該隨著建筑的樓高提升。通常情況下，地下結(jié)構(gòu)的框支剪力墻即為抗震結(jié)構(gòu)，因此需要加強(qiáng)對(duì)剪切比剛度的控制來提高抗震能力：對(duì)于轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的剪切比最好設(shè)置為1，以此為起點(diǎn)每向下一層都應(yīng)該相應(yīng)加大剛度，而每向上一層需要對(duì)剪力墻的底部做出相應(yīng)變化處理；對(duì)于礦支層，再設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮提高其剪力墻的延性和變形能力，應(yīng)該在規(guī)范層數(shù)范圍內(nèi)盡量增強(qiáng)框支層的承載能力和剛度。只有這樣才能保證地下室在發(fā)生地震的情況下保持良好的彈性。

3.抗?jié)B抗浮設(shè)計(jì)

由于地下室的地勢(shì)較低，因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要多加注意抗?jié)B抗浮作用，這關(guān)鍵在于地下部分及裙房部位的高度。在設(shè)立基坑底的標(biāo)高參數(shù)時(shí)，要充分考慮建筑當(dāng)?shù)氐牡叵滤桓叨群妥兓姆?，同時(shí)應(yīng)該將建設(shè)期間的雨水情況考慮進(jìn)來。在綜合了各因素后，應(yīng)該最大限度的提高基坑底的標(biāo)高高度。為了避免地下室側(cè)壁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，還應(yīng)增強(qiáng)側(cè)壁的防水防滲功能?？梢圆捎迷诨炷林性鎏砼蛎泟﹣硖岣邆?cè)壁的抗拉伸能力，此外還可以通過選擇防水材料來提高墻壁的防滲防水性能，另外，在地下室設(shè)計(jì)中增加排放設(shè)計(jì)也是提高其防滲功能的一種途徑。

4.地下室結(jié)構(gòu)外墻設(shè)計(jì)

地下室的外墻設(shè)計(jì)要注意考慮其荷載、靜止土的壓力系數(shù)和外墻配筋，重點(diǎn)關(guān)注土、水壓力的計(jì)算。地下室的外墻承載著水平和垂直兩種壓力，其中垂直荷載來自地面樓房的傳重和地下室的自重，而水平荷載則來自地面壓力和側(cè)面靜止土的壓力。由于以上兩種壓力都不利于控制，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)中需要通過控制外墻的彎矩幅度來達(dá)到增強(qiáng)外墻承載能力的目的。此外，還可以加強(qiáng)對(duì)沙土壓力的控制來減少水平承載壓力。

三、總結(jié)

綜上所述，地下室的使用已經(jīng)越來越廣泛，功能也越來越多元化，因此在提高地下室建筑質(zhì)量的基礎(chǔ)上還應(yīng)確保其功用性能的增強(qiáng)。地下室在整個(gè)工程中占有十分重要的地位，它的建設(shè)不僅是基礎(chǔ)，也是建設(shè)的難點(diǎn)。因此需要通過合理的設(shè)計(jì)保障地下室建造的順利進(jìn)行，同時(shí)提升地下室的安全性能。設(shè)計(jì)者們應(yīng)該在地下室的平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、抗震設(shè)計(jì)、抗浮抗?jié)B設(shè)計(jì)以及外墻設(shè)計(jì)方面遵守建筑規(guī)范，確保地下室建設(shè)的質(zhì)量。

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