高层民用建筑地下室结构设计 1张红苗--中国期刊网

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高层民用建筑地下室结构设计 1张红苗

发表时间：2020/9/3 来源：《基层建设》2020年第10期作者：1张红苗 2董兵

[导读] 摘要：随着国家经济的不断发展，城市高层建筑规模也随之迅速扩大，人们对高层民用建筑也越来越关注，因为高层建筑在固定的单位面积上需要承受较大的压力荷载，而地下室的质量和整个高层建筑的质量紧密关联，高层民用建筑的地下室设计对于提高建筑质量有重要意义，所以对于地下室的结构设计有很高的要求。

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        摘要：随着国家经济的不断发展，城市高层建筑规模也随之迅速扩大，人们对高层民用建筑也越来越关注，因为高层建筑在固定的单位面积上需要承受较大的压力荷载，而地下室的质量和整个高层建筑的质量紧密关联，高层民用建筑的地下室设计对于提高建筑质量有重要意义，所以对于地下室的结构设计有很高的要求。此外，完美的地下室结构设计能够更好地满足居民对于地下空间的需求，无论是在停车方面还是储藏物品等方面都发挥着非常重要的作用。
        关键词：高层建筑；地下室；结构设计；外墙；底板
        1高层建筑地下室结构设计难点
        （1）地下室结构嵌固端选择。在结构的固定端不能出现横向或者纵向的位移。一般情况下，高层建筑的地下室嵌固端有两种，一种设在地下室的基础底板顶，一种设在地下室的顶板顶面。（2）地下室楼盖选用。地下室楼盖形式主要分为两种：无梁楼盖和有盖楼盖。在选择楼盖的类型时需要在荷载取值、结构型式、使用功能、经济对比等方面进行综合考察。（3）地下室结构抗震设计。地下室墙柱的设计必须以地上墙柱为主，深埋墙柱的长度必须大于地上长度。为了确保有效传递上部结构的地震力，高层建筑地下室顶板必须具有足够的刚度和较强的整体性。
        2高层建筑地下室结构设计中的常见问题
        2.1基础底板
        基础底板是高层建筑的基础，承受上部结构顶板、内承重墙柱和挡土侧壁荷载是基础底板最重要的作用。地下室底板还有一个作用是防水抗渗。在设计底板时最常见的问题有两种：一种是面积和刚度不足造成地基的承载能力不足，导致不均匀沉降和侧移；第二种是底板厚度不够造成开裂渗水，导致地下室漏水潮湿。综上所述，在进行底板设计时需要进行严格精密的计算。
        2.2地下室外墙
        挡土、防水抗渗、将地下室围成一个封闭的空间是地下室外墙的主要作用，在地下室外墙的设计环节上尤为重要。地下室外墙承受着上部结构的纵向压力、水平方向土的压力以及地下水的压力。在计算外墙的承受内力时，需要综合考虑每个方向的荷载值。
        2.3地下室顶板
        地下室顶板将高层建筑承受的水平荷载传递给大地，所以地下室顶板的设计不但要符合受力要求，而且要满足防水防漏的要求以及施工堆载的需要，地下室顶板在刚度和厚度上都有很高的要求。
        3高层建筑地下室结构设计的优化措施
        （1）地下室结构顶板部分。地下室顶板部分是高层建筑上部结构的水平约束支座，顶板的刚度越大，对高层建筑上部结构的约束作用就越强，也就是说在设计地下室的顶板部分时，厚度不能过薄。一般情况下，高层民用建筑地下室顶板的厚度不宜小于160mm。（2）地下室结构的外墙部分。在计算外墙参数时，应该进行抗弯计算，还要考虑多个方向的荷载值。在多层地下室设计中，要按照多跨连续计算的模型进行设计，必须确保侧壁的底部弯矩与相邻的底板弯矩维持同样大小，并且底板的抗弯能力不应小于侧壁。（3）地下室结构的底板部分。

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底板是高层民用建筑地下室的基础部分，主要承受着上部结构、内承重墙以及挡土外墙等几个方面的荷载，并将荷载传递到地基，因此需要注意的是，地基的承载力必须满足设计的要求。底板要满足防水和房渗透的要求，因为地下室处于低洼地段，所以在设计上应该满足地下室的防水抗渗需求。底板的厚度要保证在合适范围内在厚度方面，底板一般为50cm，在配筋率方面一般也为0.25%。在标高变化处，要根据实际情况设置基础梁，基础梁的宽度应不小于底板的整体厚度，同时合理安排钢筋的数量，并且搭配抵抗底板支座弯矩的抗扭钢筋。
        4高层建筑地下室结构设计要点
        高层建筑地下室结构主要由顶板、外墙、底板、荷载等组成，需要从以下几方面入手进行设计。
        4.1荷载部分
        在进行地下室结构设计时，首先要依照工程的实际结构特征，按照规范对荷载进行设计。地下室的主要荷载分布在顶板、侧墙外墙以及底板等。顶板：顶板静荷载和核爆动荷载的标准值。侧墙：横向荷载是水和土所承受的压力、水平动荷载标准值；竖向荷载是核爆动荷载标准值、静荷载标准值。内承受墙：上部建筑物和内承重墙自重标准值；顶板核爆动荷载标准值、静荷载标准值。
        4.2顶板部分
        在对地下室的顶板部分进行设计时，厚度不能过薄。当地下室顶板部分作为上部结构的嵌固端时，对于楼板的整体厚度、混凝土材料的强度等级、板的配筋率、楼层的侧向刚度等相关参数都有严格的要求，并且地下室的层数不应小于两层。相关要求还有明确规定，作为上部结构嵌固部分的地下室楼层顶盖，在设计时应当采取梁板结构。
        4.3外墙部分
        对地下室的外墙参数进行计算时，应当进行抗弯计算，要考虑到荷载的分项系数、在设计多层地下室时，应按照多跨连续计算的模型进行设计，要确保侧壁的底部弯矩与相邻的底板弯矩维持同样大小，且底板的抗弯能力不应小于侧壁，其配筋量以及厚度应当相互匹配。地下室外墙部分应当进行裂缝宽度的计算，裂缝的具体宽度不得超过0.2mm，并且不能贯通。
        4.4底板部分
        底板部分和外墙部分有相似之处，由于地下室处于低洼地段，底板在满足跟外墙一样的受力要求的同时，底板部分不但要满足整体受力需求，还需要满足地下室的防水抗渗需求。所以在对地下室底板的整体厚度进行设计时，底板的具体厚度一般应保证在合适厚度。通常情况下，地下室底板大小一般在40～60cm，并采取0.25%的配筋率。
        对于地下室的底板部分的标高变化处，应当依据实际概况设置基础梁，而基础梁的宽度应不小于底板的整体厚度，并且还应搭配抵抗底板支座弯矩的抗扭钢筋。桩箱筏基础的地下室底板也是桩承台，还应进一步满足剪切、冲切、抗弯、局部受压等各类要求。
        参考文献
        [1]顾明星.高层建筑结构地下室和基础设计应注意的问题[J].魅力中国,2011(10):481-482
        [2]金飞.建筑工程地下室结构设计分析与探讨[J].中国住宅设施,2019(1):61-62.
        [3]杨丹.论建筑工程地下室结构设计要点[J].住宅与房地产,2019(15):49