論高層建筑地下室結構設計

俞曉強

摘要：本文作者針對現(xiàn)代社會高層建筑的地下室在進行結構設計的時候要考慮的相關因素進行分析，提出了自己的見解。

關鍵詞：高層建筑；地下室；結構設計

隨著經濟的發(fā)展，我國地下室建筑量也在增多，對于高層建筑來說，進行地下室設計存在著一定的有利之處，也存在著一定的危險性。有利之處是指地下室能夠提高高層建筑的承載力，不利之處主要是指如果地下室結構設計和施工不合理就會給主樓建筑質量帶來不良影響。尤其是對于高層建筑來說，地下室工程所涉及到的內容非常廣泛，因此，對設計者也提出了較高的要求。高層建筑中地下室結構的設計中存在著較多的細節(jié)問題，在設計過程中一定要精細化研究和設計。隨著我國城市化進程的加快，我國土地資源越來越緊張，各個建筑單位都在尋找辦法充分利用土地資源，提高自身的經濟效益，而地下室的構建就是充分利用土地資源的表現(xiàn)之一。但是，在地下室建設中結構設計質量直接關系到了工程的施工質量，因此，為了保證高層建筑地下室建筑質量，我們要嚴格把握好地下室結構設計的質量。

1 荷載的設計

高層建筑的地下室結構中的荷載因數(shù)一般有水壓力、核爆動荷載、地下室的自身重量以及土壓力。根據(jù)相關的規(guī)范的規(guī)定，設計不同功能的地下室時要根據(jù)其自身的不同位置所擁有的不同的結構特征，來設計相應的荷載組合。高層建筑地下室的不同部位所包含的荷載組合也不相同，但其總共要涵蓋這些方面：頂板部位以及頂板在側墻的豎向造成的靜荷載和核爆動產生荷載的標準值；地下室外墻以及地下室上方的自身重量的標準值；核爆動產生荷載造成側墻橫向土壓力、水平方向水平移動的荷載標準和水壓力；內承重墻以及上部建筑自身的重量的標準。要注意對戰(zhàn)時頂板的核爆動和日常不同樓層活荷載的標準值增加的總量進行比較，而且要通過荷載值較大的來對其進行控制。地下室的墻身和上層建筑物的自身重量的標準值、頂板部位傳導出的靜荷載的標準值以及底板位置核爆造成動荷載的標準值等幾個方面共同構成了頂板基礎的總的荷載。在進行有防空功能的高層建筑地下室荷載組合時，要以使核爆產生動荷載作用的解決為前提，來判斷是否有靜荷載的共存。

2 頂板的設計

在高層建筑中地下室的頂板有著非常重要的作用。它因自身所具有的強大的剛性特質而充當著支撐上層建筑的支座的作用。而頂板的剛性越好，其支座作用就越明顯，故而，我們在選擇地下室頂板時要確保其溝瀆不能小于16厘米。

按照相關規(guī)范的要求，在將頂板嵌固成為地下室的上部的結構時，我們應該特別注意對相關材料等等的選擇和使用，通常情況下要考慮到混凝土是否達到了需要的強度的級別、樓板是不是足夠的厚、樓層的側向的剛度夠不夠大、板配筋率是不是合格等問題。同時要確保地下室的設計層數(shù)不低于兩層。同時，為了達到相關規(guī)定的要求，我們要將梁板結構作為在地下室中承載上層建筑結構嵌固的相應樓層頂部樓蓋。因此，地下室的總深度和層數(shù)與上述的各種因素是息息相關的，在相關的設計人員設計建筑物地下室的結構時應該對各方面的因素進行的綜合。在計算地下室的結構中，應該由上向下開始算起，一直到符合要求地下室底板和樓層為止，而在由下向上開始算起的建筑物剪力在墻底部位的加強區(qū)域層數(shù)時，則要將地下層區(qū)域考慮在內。

3 外墻的設計

在計算地下室的外墻時，要對其彎矩進行相應的調幅，并對其的荷載的分項系數(shù)、固定支座進行充分的考慮、對層數(shù)較多的地下室進行相應的多跨式的持續(xù)計算，同時要保證外墻底部的彎矩和其挨著的底板部位的彎矩程度一致。并且要保證底板配筋量和它的厚度相適應，最常出現(xiàn)這種問題的是地下車道，在對車道的側壁進行設計時要選用懸臂式構件，并且要保證側壁底部的抗彎性能不能與底板的相同，一般都要確保其稍微的小一些。由于地下室外墻和車道靠的很近的，所以要保證車道的底板位置處在外墻的中間位置，并要求在進行相應的計算分析和構造設計時通常要與外墻保持差異化。一般情況下高層建筑地下室外墻的計算都是按照單向板的方式來進行其配筋的計算的，但是在外墻的垂直方向擁有較大截面的外墻扶壁以及使用混凝土材質的內墻與外墻板塊相連的情況下要按照雙向板的方式來對它的配筋進行準確的計算。由于外墻在豎方向的荷載較為弱小，因此在設計時要在一定程度上加大其扶壁柱的內外兩側的主筋，并按照扶壁柱的實際截面大小，來對外墻進行合理的設計，同時要保證其在水平方向鋼筋的受力情況能達到配筋率的最低標準。同時要對高層建筑地下室的外墻所產生的裂縫的寬度進行準確的計算，要保證其裂縫是斷開的，而且不能小于等于0.2毫米。

4 底板的設計

對于地下室的底板我們有著更高的要求，它首先要達到相應的受力條件，同時還要具有防水和抗?jié)B漏的功能，所以，在對高層建筑的地下室進行設計時，一定要保證地下室的底板要足夠的厚，通常我們使用的底板要保證有四十到六十厘米的厚度，而且它的配筋也不能過小，通常使用的較為合適的配筋率為百分之零點二五。

通常在對地下室的梁進行設計時要以底板標高的真實的改變現(xiàn)象為依據(jù)，同時要確保底板的厚度要大于或至少要等于梁的寬度。并且要準確的計算出將板支座的彎矩成功的傳導到梁的位置所需要的具體的抗扭鋼筋的數(shù)值。另外所謂的樁承臺其實就是樁閥和樁箱的底板，對與它我們也有著非常嚴格的要求，合格的樁承臺要相應的抗彎能力和局部承受壓力的能力，同時還要符合地下室對其在沖切、剪切等方面的需求。

5 抗?jié)B控制

斷裂帶是混凝土經常會在建筑工程中出現(xiàn)的一種不好現(xiàn)象，為了有效的防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，，我們通常采用如下的方法來實現(xiàn)抗?jié)B的效果：一是對混凝土進行補償性收縮；二是使用膨脹帶；三是使用后澆帶；四是加強混凝土抗拉效果。

6 墊層與保護層的厚度

根據(jù)相關規(guī)定，高層建筑物防水性混凝土的底板墊層應該大于等于十厘米和C15的厚度，土層軟弱的其厚度應該大于等于十五厘米。防水性混凝土的結構在厚度上應該超過二十五厘米。

7 結束語

當今社會土地資源十分有限，因此對于現(xiàn)有的資源一定要進行充分的利用。對高層建筑進行地下室設計能有效的增強對高層建筑的使用功能。地下室是現(xiàn)代社會高層建筑的主要構成之一，因此，在對其進行設計的時候一定要對其穩(wěn)定性、安全性和功能性等多方面進行全面的考慮。

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（作者單位：西寧市工程咨詢院）