白杨
中衡设计集团股份有限公司湖北分公司
摘要:近年来，国内建筑领域蓬勃发展，城市当中高层建筑物的数量逐年增加。地下室是高层建筑物中的一部分，但由于高层建筑物高度较高，重力较大，对于地基基础产生的荷载力较强，这在无形中加剧了地下室结构设计的难度。如果地下室的结构设计存在不合理之处，轻则导致地下室难以发挥应用价值，重则影响上层建筑物的安全性和稳定性。本文具体对于高层建筑地下室结构的设计进行研究，明确地下室结构的设计要点，从而为高层建筑设计水平提供有效的建议，
关键词:高层建筑；地下室结构；设计要点
一、引言
在高层建筑体系中，地下室具备着突出的使用功能，但由于地下室所处区位的特殊性，地下室结构设计也较为复杂，不仅要考虑地下室自身结构的安全性，还需要兼顾上层建筑的稳定性。一般来说，高层建筑的地下室结构设计包括混凝土浇筑、剪力墙结构以及抗震结构设计等多项内容。本文主要对于高层建筑地下室结构的设计要点进行研究，旨在为提高高层建筑设计的科学性和合理性贡献一份力量。
二、高层建筑地下室结构设计中的混凝土浇筑设计
在对于高层建筑地下室进行设计时，混凝土是应用频率最高的一类建筑材料，为了满足高层建筑整体设计稳定性的要求，运用于转换层中的混凝土强度必须达到C40等级，运用商品性混凝土进行浇筑。在进行混凝土的配制时，建议使用C43的硅酸盐水泥，可以提高混凝土结构的稳定性和保水性，结合建筑需求选择骨料的类型，严格控制骨料的质量，可以适当加入粉煤灰进行均匀搅拌，实现对于混凝土性能的优化，避免水泥受到水化热所带来的不良影响，避免混凝土表面出现裂缝问题。必要时可以在混凝土当中加入适量的膨胀剂，用于改善混凝土的收缩性质。随着混凝土的凝结，其强度逐渐增大，可以适当加入缓凝早强减水剂实现对于混凝土初凝时间的控制。
在实际开展浇筑工作时，还应当明确一些注意事项。首先，应确保混凝土入模温度适宜。如果高层建筑施工工作恰巧需要在夏季开展，气温较高，混凝土的温度也会因此而有所升高，在进行混凝土搅拌时可以适当加入冰块达到降温的目的，同时对于混凝土进行防晒处理，尽可能的避免混凝土以过高的温度入模。其次，应合理控制混凝土的浇筑时间。在开展混凝土浇筑工作的过程当中，为了避免冷凝缝隙的出现，浇筑工作的开展应当连续进行，在合理控制浇筑厚度的基础之上，合理把控振捣时间，既要避免振捣不足，又要避免超振动问题。最后，优化结构体系设计，保障混凝土结构的刚度。如果该结构为超长结构，在浇筑完成之后还需要进行防裂处理，借助膨胀带或膨胀混凝土等避免裂缝的出现。
三、高层建筑地下室结构的框架剪力墙设计
在对于高层建筑结构中的框架剪力墙结构进行设计时，以双向抗侧力体系为主体，尽可能的避免主体结构构件出现铰接问题，控制好框架柱与梁中线之间的距离，将剪力墙应用于双向主轴方向之上，剪力墙的中线应当与梁中柱保持重合。在对于剪力墙进行布设时，如果平面形态的平整性较差，剪力墙可以设置在凸出区域。在进行布置时，还需要充分保障剪力墙分布的均匀性。如果剪力墙的长度较长，单片墙的刚度不会存在较大差异，可以选择在洞口处或连梁位置之上开展双肢墙或多肢墙的设计，并合理控制双肢墙与单支墙的长度，确保剪力墙底部的承受力以及剪力能够满足相应要求。当剪力墙处在纵向布设状态时，可以将剪力墙的位置选定在单元结构中间，如果房屋的纵向长度较大，应当避免将剪力墙布设于纵向长度的两端，从而避免在进行交缝处理时因混凝土产生收缩力对于平面部位产生不良影响。
在对于室内进行保温处理时，应当充分考虑温度条件对剪力墙产生的影响，剪力墙之间的距离不可过于贴近，如果剪力墙采取的是横向布设的形式，可以适当调整剪力墙之间的距离；如果剪力墙采取的是纵向布设的形式，剪力墙可以进行分散布设。剪力墙上的洞口位置应当于截面的中心位置相对应，洞口与柱边的距离不可过近，上下位置应当保持对齐。
四、高层建筑地下室的抗震结构设计
与普通建筑物相比，在进行结构设计时，我们对于高层建筑物的结构设计有着更高的要求。增加横墙的数量，缩小横墙之间的间距，能够提升建筑结构的刚度，从而优化高层建筑的抗震性能。在具体进行规划设计时，如果采取的是砌体建设的形式，可以借助横墙或横墙与中强共同承重的形式达到提高承重性和稳定性的目的。横纵墙的设置既要保持对齐，又要保障平面均匀。高层建筑的高度较大，防震缝的设计应当紧邻墙柱、墙体，必要时可以选择不预留防针蜂。防震缝的设置长度可以参考高层建筑的高度以及设置区域的空间高度，同时以防震缝的设计引导沉降缝与伸缩缝的设计。当地震灾害来袭时，地震对于高层建筑产生的冲击力通常只会体现在建筑结构的几处位置之上，在设计时，应当找准建筑设计中的薄弱点，重点对于薄弱区域进行抗震优化，延长木桶上最短的一块板，提高抗震性能，强化施工质量，保障建筑结构的稳定性。
五、高层建筑地下室的无梁楼盖设计
针对高层建筑物地下室无梁楼盖的设计需秉持精准、细致的原则，借助弹性理论方法进行计算，将整体建筑结构以恒重注的方向列为框架梁和框架柱，结合框架梁的宽度进行取值。对于无梁楼盖设计的空间进行分析时，还需要对于水平荷载下的等待框架进行运算，同时，考虑结构可能出现的平移现象。针对建筑结构中的肋梁设计，肋梁的粗细应当适宜，有针对性的调节肋梁所处的位置，确保肋梁能够满足整体结构设计的预应力要求。在对于负弯矩进行调幅时，则应当更多的考虑处在垂直荷载条件下的空间框架可能对于柱上板所造成的影响，在确保垂直荷载力能够满足相应要求的前提之下，改变调幅的系数。
除此之外，在进行高层建筑物的地下室设计时。还需要更多的考虑到防火、通风、光照、排水等方面的需求。如果地下室的长度与规定长度之间仍有相应距离，应当参考结构条件，必要时配以变形缝。设计人员还可以采用靠后胶带或地上设缝的方式替代传统的地下设缝，降低防水加工的难度，处理好管道之间的连接方法。同时优化地下室的通风采光井设计，合理选择通风采光井设置的位置，避免地下空间过多的受到地上空间和自然条件所带来的负面影响。地下室当中的保护层厚度应当在100mm以上，混凝土防水结构的厚度应控制在250mm以上，如果厚度不能达标，则可能出现漏水或渗水问题。
六、总结
综上所述，高层建筑地下室结构的设计难度较大，需要兼顾地下室自身以及高层建筑上方结构的设计需求，降低不必要的材料消耗量，提高施工效率，保障整体设计的科学性和合理性，促进施工质量的提升。在这篇文章当中，具体对于高层建筑地下室结构的设计要点进行分析，明确了混凝土浇筑设计、框架剪力墙设计、抗震结构设计以及无梁楼盖设计等方面的设计要求，在未来开展高层建筑设计工作的过程中，我们应当时刻将安全设计的原则放在首位，提前考虑到可能出现的设计问题，做到防患于未然，充分展现结构设计的经济效益和社会效益。
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