建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析與探討

蔡余飛 肖晨陽

摘要：建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要滿足相關(guān)要求，在實(shí)際的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作時(shí)，要對各項(xiàng)內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，從而有效提升地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。基于此，本文闡述了地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要特征及其設(shè)計(jì)難點(diǎn)，對建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了探討分析。

關(guān)鍵詞：地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);特征;建筑工程;難點(diǎn);要點(diǎn)

隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也日顯重要。其中建筑工程地下室結(jié)構(gòu)是建筑工程中最為關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)之一，因?yàn)槠湓谡w建筑的最底層，所以為了確保建筑安全，對建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析具有重要意義。

一、地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要特征

現(xiàn)代建筑工程的地下室主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要涉及到抗震、外側(cè)墻、頂板等部位，要求設(shè)計(jì)人員必須高度重視這些主體部位的設(shè)計(jì)工作，尤其是在孔口防護(hù)設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注防護(hù)密封門的選擇、門框墻的計(jì)算等環(huán)節(jié)。在進(jìn)行地下室結(jié)構(gòu)計(jì)算的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)注重計(jì)算方法的科學(xué)性與結(jié)果的精確性，整個(gè)地下室結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)是地下室底板。

二、地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難點(diǎn)的分析

現(xiàn)代建筑工程的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作需要考慮多種方面，比如建筑周邊環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境的考察與研究，這些都會(huì)影響到地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的進(jìn)程，因?yàn)榈叵率沂┕又饾u增加，這需要在地底深處進(jìn)行作業(yè)，所以地質(zhì)環(huán)境是地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作首選的參考資料。根據(jù)調(diào)查所得的綜合數(shù)據(jù)，需要對研究結(jié)果得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面綜合分析，最后制作出設(shè)計(jì)方案。另外，在地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建設(shè)中，過程非常復(fù)雜，再加上許多因素需要考慮實(shí)際的需要，經(jīng)常會(huì)考慮采光、坑道、使用功能、通風(fēng)、防火和防水等要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中同時(shí)也需要注重多學(xué)科知識和常見工具的綜合應(yīng)用。

三、建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)的分析

1、平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。建筑工程地下室平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要保證其具有足夠的承重能力，還要對其空間進(jìn)行合理布置。在對平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要保證其基于建筑占地面積與建筑戶型分配設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上。部分居民樓在分配結(jié)構(gòu)的過程中，也會(huì)騰出地下室空間。在對其進(jìn)行空間布局與規(guī)劃的過程中，就需要對居民樓的空間進(jìn)行壓縮，增大地下室結(jié)構(gòu)的占地面積。居民樓的地下室需要交由更多的住戶使用，就需要滿足不同住戶的需求。而在對酒店等地下室的平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，則主要需要設(shè)計(jì)停車場，不僅需要保證其面積足夠大，還要提高其承重能力。設(shè)計(jì)人員需要保證地下室平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足相關(guān)要求，對建筑功能等進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，加強(qiáng)整體設(shè)計(jì)的合理性。

2、抗震性能設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析。建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震性能設(shè)計(jì)作為所有建筑物設(shè)計(jì)重點(diǎn)，要求設(shè)計(jì)人員提高對其的重視程度。在開展設(shè)計(jì)工作的過程中，設(shè)計(jì)人員需要注重對地震多發(fā)區(qū)的抗震設(shè)計(jì)。在開展抗震設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要保證地下室具有足夠的深度，滿足地基承載力、變形和穩(wěn)定性要求。在對其抗震性能進(jìn)行分析時(shí)，需要對地下室的墻壁結(jié)構(gòu)與材料進(jìn)行合理規(guī)劃與選擇。設(shè)計(jì)人員要結(jié)合地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖紙對其進(jìn)行完善，加強(qiáng)地下室墻壁的穩(wěn)固性，增強(qiáng)抗震效用。在對地下室的抗震等級進(jìn)行分析時(shí)，需要保證其與地上部分的抗震等級相同，在發(fā)生地震時(shí)，才能夠保證整體建筑的穩(wěn)定性。

3、外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析。地下室外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要需要做好材料的分配比利用，設(shè)計(jì)人員要對混凝土、鋼筋與水的比例進(jìn)行分析。地下室外墻需要承受足夠的建筑上層壓力，在開展設(shè)計(jì)工作時(shí)，要對其承受的豎直方向與水平方向的壓力進(jìn)行分析。在豎直方向上，建筑物地下室需要承受上層質(zhì)量帶來的壓力，其水平方向的壓力則主要是建筑物周圍土層帶來的壓力及地面堆載及活載。設(shè)計(jì)人員需要對大風(fēng)天氣里產(chǎn)生的壓力進(jìn)行分析，讓建筑物地下室結(jié)構(gòu)可以滿足整體穩(wěn)定要求。其在對外墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要對地下室結(jié)構(gòu)承受的壓力進(jìn)行準(zhǔn)確估算，規(guī)定各項(xiàng)材料的用量，使得地下室外墻的整體抗壓能力達(dá)到要求。

4、地下室側(cè)壁設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析。側(cè)壁設(shè)計(jì)會(huì)受到諸多因素的影響。包括地下室的結(jié)構(gòu)自載能力、側(cè)向的土壓力、地下水壓力等都會(huì)對地下室的側(cè)壁產(chǎn)生一定的影響?；诘叵率覀?cè)壁情況的特殊性，各種不同形式和不同方向的荷載因素都會(huì)對地下室的側(cè)壁共同產(chǎn)生作用，其受力的情況具有較大的復(fù)雜性和不穩(wěn)定性。因此我們在進(jìn)行地下室側(cè)壁的設(shè)計(jì)時(shí)，一般都要遵循一下規(guī)則：地下室側(cè)壁和土壤相接觸的混凝土保護(hù)層厚度不能低于40mm;地下室側(cè)壁的水平面鋼筋應(yīng)該配置在側(cè)壁的外側(cè)部位，但是豎向的鋼筋就應(yīng)該配置在地下室側(cè)壁的內(nèi)側(cè)部位。但在具體的設(shè)計(jì)過程中，我們還要對地下室側(cè)壁的設(shè)計(jì)成本進(jìn)行考慮，在保證地下室側(cè)壁具有足夠的荷載能力前提下，對側(cè)壁基礎(chǔ)上的混凝土強(qiáng)度進(jìn)行合理地控制，從而達(dá)到節(jié)約成本的目的。

5、頂板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析。地下室頂板結(jié)構(gòu)作為其與上部建筑的連接與貼合部分，需要保證其質(zhì)量與安全性，才能夠?qū)Φ叵率遗c上部建筑的整體質(zhì)量進(jìn)行保障。設(shè)計(jì)人員需要提高地下室結(jié)構(gòu)與上層建筑之間的協(xié)同性，重視頂板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在實(shí)際開展設(shè)計(jì)工作的過程中，要對設(shè)備的管線高度進(jìn)行分析，使其保護(hù)土層厚度滿足要求。在計(jì)算地下室頂板結(jié)構(gòu)的承載力數(shù)值時(shí)，要對其高度與建筑功能進(jìn)行分析，還要考慮到施工過程中可能面臨的復(fù)雜環(huán)境。部分設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)地下室頂板結(jié)構(gòu)時(shí)，會(huì)考慮到其遭遇爆炸的可能性，使得頂板設(shè)計(jì)保持穩(wěn)定性。因此，設(shè)計(jì)人員要重視這點(diǎn)，對其中需要考慮的因素進(jìn)行分析，防止產(chǎn)生設(shè)計(jì)漏洞，提高整體設(shè)計(jì)效用。

6、地下室無梁樓蓋設(shè)計(jì)要點(diǎn)的分析。第一步需要通過PKPM的SATWE建立整體三維模型。需要注意的是，在柱上板帶應(yīng)安置矩形虛梁，截面的實(shí)際尺寸應(yīng)該是100×100。在對虛梁展開布置的過程中主要目的有兩點(diǎn)：第一點(diǎn)是在SATWE這種軟件接手PMCAD之前對樓板外界的信息展開自動(dòng)處理;第二點(diǎn)是在對彈性的樓板單元展開劃分作業(yè)時(shí)起到一定的輔助作用。同時(shí)要定義樓板為彈性樓板。第二步需要充分運(yùn)用復(fù)雜樓板有限元計(jì)算模塊SLABCAD進(jìn)行無梁樓蓋的有限元分析計(jì)算。此時(shí)必須注意的是：由于有限元的計(jì)算原理所致，對于樓板的有限元?jiǎng)澐珠L度不一樣可能會(huì)對計(jì)算精度產(chǎn)生一定的影響，根據(jù)各項(xiàng)目的設(shè)計(jì)情況分別確定。頂板開洞對柱上板帶和跨中板帶的配筋有很大的影響，應(yīng)按實(shí)際情況輸入。

四、結(jié)束語

地下室是現(xiàn)代建筑工程的重要組成部分，在其設(shè)計(jì)過程中，需要重視地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。雖然地下室占據(jù)整體建筑的面積不大，但是其性能會(huì)給工程建設(shè)質(zhì)量帶來較大的影響，因此必須保證地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效性，從而提升整體建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫迪.建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析與探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2016（02）.

[2]付臻瑜.建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)探討[J].綠色環(huán)保建材，2019（01）.

[3]盧國華.建筑工程地下室無梁樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J].江西建材，2018（12）.

（作者單位：駐馬店市建筑勘察設(shè)計(jì)院有限公司）