关键词：建筑工程；地下室；结构设计
1.地下室结构设计难点概述
地下室工程涉及的专业极为复杂，在建筑的地下室结构设计时，需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。对于具有大底盘地下室的高层建筑群体而言，塔楼部分一般在使用阶段不会存在抗浮问题，但裙房及纯地下室部分经常会有抗浮不满足要求的问题。而且由于实际地下室抗浮设计中往往只考虑正常使用极限状态，对施工过程和洪水期重视不足，因而也会造成施工过程中由于抗浮不够而出现局部破坏，加上地下室防水工程是一项系统性工程，涉及设计、施工、材料选择等诸多方面因素，因此造成了地下室结构设计难点繁多。
2.建筑工程地下室结构设计要点
2.1地下室基础设计
由于地下室在设计的过程中会受到地质或者是地下水位的影响，因此，在进行设计之前要对地下结构进行细致地勘查。相应的施工人员要对地下室结构做到胸有成竹。同时，在设计的过程中可以采用管桩基础的设计方式，主要是为了能够降低沉降。进行地下室设计的过程中要严格控制各个层次的材料。
2.2地下室顶板设计
对于地下室的结构和用途来说，普遍存在着差异。通常情况下，地下室的顶板有小区园林景观的设计，因此，需要充分考虑到覆土的厚度。园林景观的覆土厚度是一项重要的控制因素，不仅在设计阶段要加强重视。主楼室内个别地下室顶板的承载力应该在施工阶段进行验算，所以在楼板荷载力计算的时候应该要充分考虑施工荷载，适宜制定为skN/m2。具体的地下室顶板园林景观荷载条件除了覆土的重量，还需要结合道路和部分附属设施产生的荷载。
2.3地下室侧壁设计
影响地下室侧壁设计的因素有很多，例如结构自重、地面堆载及活载、防核爆等效静荷载、侧向土压力、地下水压力等各种因素。地下室的侧壁由于情况比较特殊，会受到各种不同方向荷载的共同作用，受力情况比较复杂的情况下应该要对地下室侧壁设计进行科学合理的简化。所以地下室侧壁的设计具体要求是，与土壤产生接触的侧壁混凝土保护层厚度要达到40毫米，地下室侧壁的水平钢筋配置要在外侧，而竖向的钢筋配置就应该在侧壁的内侧。但是出于对侧壁设计成本的控制，在满足侧壁荷载要求的基础上混凝土的强度也不适宜设置得过高，这样可以减小混凝土的收缩应力。并且从防止地下室混凝土发生开裂的情况，在进行地下室设计的时候还应该相应的设置多道的后浇带
2.4地下室底板设计
地下室底板的设计工作主要是以防渗和抗浮计算为主。地下室底板所处土层为淤泥及淤泥质土，承载力虽然比较低但是不能低于持力层，故地下室底板设计要按倒楼盖设计，采用无梁楼盖的方法计算，经计算地下室底板厚度要达到600毫米。在底板的设置上，一定要注意钢筋配置的合理性。如果在底板上保持同一方向的钢筋，一定要确保处于同一标高上面，但是不同方向的钢筋并不需要放在同一个基础面上，要过多不同方向的钢筋处在同一个基础面上，很容易会造成钢筋保护层过大，导致底板窝顶情况的出现。
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3.实例分析建筑工程地下室结构设计
3.1工程概况
某工程为地下停车库，该工程采用平板式筏板基础形式，地下室在平时主要作为停车库，战时则作为人防工程，人防等级设计为六级。
3.2地下室结构设计
3.2.1地下室顶板设计
①主楼室内部分地下室顶板设计。该工程由于主楼室内部分的地下室顶板作为上部结构的嵌固端，根据施工单位要求适宜考虑施工阶段的承载力验算，因此考虑施工荷载后楼板荷载取为10kN/m2；对于地下室顶板的活荷载，根据极限状态下的基本组合，活荷载取值为5kN/m2基本满足要求。
②人防地下室的荷载取值。该工程的地下室一层为人防地下室，所以对于该工程中的露天顶板要考虑到爆动荷载影响，但鉴于人防地下室顶板的爆动等效荷载要比消防车作用的板面等效荷载较大，因此人防地下室顶板的荷载按照六级人防顶板的等效荷载考虑，取为60kN/m2，但在设计中不同时考虑这两种荷载的组合，仅需按人防爆动等效荷载进行地下室顶板计算。
3.2.2地下室侧壁设计
①进行地下室侧壁设计时，侧壁主要考虑的荷载有：结构自重、地面堆载及活载、防核爆等效静荷载、侧向土压力、地下水压力等，由于侧壁受有多种荷载共同作用，受力较为复杂。
该工程地面活荷载取为q=10kN/m2，则折算土的厚度应为h=10/18=0.56m，等代土压力采用公式σ0=γ1h1ka计算。侧向土压力对于地下水位以上的土压力采用公式σs1=γh2ka，对于地下水位以下的土压力则采用公式σs2=γh3ka计算。
该地下室工程的侧壁采用以上所介绍的公式以及简化计算，经计算地下室一层的侧壁板厚取为300mm，地下室二层的侧壁板厚取为400mm。
②该地下室侧壁的构造要求是，在与土壤的接触的侧壁混凝土保护层取为20mm，地下室内部的混凝土则取为15mm。把地下室侧壁的水平钢筋配置在外侧，而竖向钢筋配置在侧壁内侧。为了有效控制本地下室的侧壁混凝土开裂，混凝土强度等级并不宜取得高，以减小混凝土的收缩应力，该工程混凝土强度等级取为C30，同时在混凝土中掺入抗裂膨胀剂。对于超长地下室来说，应设置后浇带来防止混凝土开裂。
3.2.3地下室底板设计
①地下室底板的结构布置应做到传力明确而且经济合理，一般适宜采用梁板式结构，这样有助于把地下室底板设计为双向板，有利于荷载均匀传递到周围的基础梁上。为了满足底板的抗渗要求，底板厚度取值不少于300mm。
②地下室抗浮验算与设计。地下室应验算地下水压是否超出地下室部分的恒载，验算时应取恒载分项系数为0.9，水的分项系数为1.0。若验算发现恒载不能满足地下室的抗浮要求，则应通过设置抗拨桩来抵抗地下水的浮力。这时可在基础梁跨中设置抗拔桩，按水浮力配置钢筋时，抗拔桩可作为来支座考虑。
结束语
由于地下室的特殊位置，其结构设计是较复杂的设计问题，还有许多细节有待研究和完善，这是结构设计人员不能忽视的重要环节。设计时既要满足功能要求、经济合理，又要满足地下室结构质量安全这一要求，以保证其正常使用。因此无论是从技术还是从经济的角度讲都需要我们更深入地研究地下室结构设计的技术问题，提高设计水平，才能获得经济、合理、安全的设计成果。
参考文献
[1] 叶育涛.浅谈建筑工程地下室结构设计[J].中国科技博览，2010（35）
[2] 何锋.建筑工程地下室结构设计研究[J].建材与装饰：中旬，2011，（04）.
[3] 张诚，建筑工程地下室结构设计的几点体会[J]，安徽建筑，2012年06期.
论文作者:卢如华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/9
标签：地下室论文; 侧壁论文; 荷载论文; 顶板论文; 底板论文; 结构设计论文; 混凝土论文; 《建筑学研究前沿》2017年第30期论文;