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摘要：目前，地下室在建筑工程中有极为普遍的应用，并成为其不可或缺的一部分。与此同时，随着建筑技术的不断发展与创新，地下室的结构正朝着复杂化的方向发展，承受的荷载也逐渐增多。此外，在建筑前期设计环节，地下室结构设计已经成为其中最为关键的部分。因此，积极对建筑工程地下室结构设计进行分析与探讨，可以有效的加快建筑工程技术的发展，对于我国建筑行业的发展也有帮助作用。本文将对建筑工程地下室结构设计进行详尽的分析与探讨。
关键词：建筑工程；地下室；结构设计；分析
引言
建筑地下空间的建设不仅要参考居民的生活需求，更要满足人们对地下空间的防灾要求，并且随着居民对地下空间的需求越来越大，地下工程的建设在整体项目中所占比例也会持续增长。然而地下空间的建设难度较大，设计存在很多复杂的技术问题，结构设计质量将直接影响整个项目的建设周期、施工费用和完工效果。
1建筑地下室结构设计的相关特点
地下室结构体系需要对地面的建筑体系进行参考。在项目前期方案协同设计时，应尽量使地下室的承重构件同地面建筑的承重构件相对应，使荷载能通过地下室自身的承重构件直接被传递到地基的基础上。按弹塑性工作阶段对钢筋混凝土自身结构的构件进行设计。由于结构的动力响应可能会降低结构设计的可靠性，所以不如先使结构构件进入塑性工作状态，使其吸收更多能量，提高材料的设计强度，可使材料尽可能得到完全利用，有利于提高经济效益。在爆炸动荷载状态下只进行强度计算，不计算变形、裂缝和地基承载力。此外，还应按照地面建筑设计嵌固端构造及超长结构的差异沉降进行处置等。
2地下室结构平面设计
地下室结构在设计过程中需要较多专业的参与，使得地下室工程设计具有较大的工作量。此外，设计高层建筑地下室结构时，为确保高层建筑的可靠性与安全性，需要重点考虑防火、人防、通风以及排水等要求。如果地下室的总长度超过设计规范，则应与结构专业协调来确定是否需要设置变形缝，从而最终确定防水处理方案。为了达到地下室防水的效果，地下室结构设计人员采取地上设缝而地下不设缝的方式来处理。当地下室长度大于规范要求时，应设置后浇带。设计人员也可以将地下室划分成多个区域较小的地下室，再用一定宽度的通道将各个小地下室进行连接。另外，也可在通道位置设置伸缩缝，以降低结构缝所受到的荷载。
3地基与基础设计
首先基础埋深，一般带地下室的建筑，基础承台面标高与地下室底板平，满足埋深要求。但若是半地下室，设计人员往往容易忽略。本项目因裙楼沿街商铺，造成“半地下室”，容易出现半地下室埋深不够，此时可以采取降低承台标高，设置承台连梁处理。设计初期，业主追求施工速度快，要求采用静压管桩。但经过计算，塔楼部位因剪力墙间距小，轴力大，桩会非常密集，即使采用跳桩方式，仍无法满足规范要求。通过商议，最终塔楼部位采用钻（冲）孔桩，持力层为中风化花岗岩；纯地下室采用管桩基础，持力层为强风化岩。考虑到两种不同类型基础，带来沉降差问题，设计时抽取了交界处塔楼剪力墙和地下室柱轴力差值较大处进行沉降差计算。结果表明满足基础变形要求。为了更合理设计，在塔楼和地下室交界处，地下室底板采用后浇带，顶板采用加强带等形式处理。根据地基规范规定，有孤石地质不适宜采用管桩基础形式。本项目场地较大，在地下室管桩基础施工时候，难免会遇到孤石的情况。因此我们在施工过程中，采取以下几点技术处理措施：
(1)经过触探，了解孤石形状大小，局部埋深较浅的，采用开挖形式，移走孤石。若孤较小，就先合理调整桩承台方向，看能否避开孤石。
(2)若孤石面积较大，但厚度较薄，经过调整仍不能避开的话，则应进行引孔后再压桩，以免造成桩身破裂。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于施工过程中，出现断桩的情况，就在断桩周边部位采用“一断二补”（即断一根桩补两根桩）的措施处理，并对桩反力等进行复核验算，避免靠近轴力中心的桩出现受力较大的情况。这类情况，在实际施工过程中比较常遇到，也处理的比较好。
(3)遇到孤石面积较大，厚度较厚的情况，此时就只能选择爆破等方法进行处理。
3地下室外墙结构设计
3.1荷载
竖向荷载与水平荷载是地下室外墙所承受的主要荷载。地下室楼板自重以及其导荷是竖向荷载的主要来源；而人防等效静荷载、侧向土压力以及地面堆载等是水平荷载的主要来源。水平地震作用与风荷载相较于其它荷载，对于地下室外墙平面所形成的内力则较小。在设计本项目时，地震荷载、风荷载与竖向荷载所产生的内力不会起到控制作用，所以应根据垂直墙面的水平荷载所形成的弯矩来确定地下室外墙的配筋。同时不需要将竖向组合荷载产生的压弯作用考虑进去，配筋仅需考虑墙板弯曲计算的弯曲值即可，从而提升了建筑地下室结构的稳定性与可靠性。
3.2静止土压力系数
根据工程项目试验来确定静止土压力的取值，如果设计过程中无法进行试验或不具备试验条件，则砂土取0.34～0.45,黏性土取0.5～0.7。
3.3地下室外墙的配筋计算
在地下室外墙配筋计算过程中，由于外墙带扶壁柱，所以不能以扶壁柱的尺寸进行计算，配筋应根据双向板进行计算。同时，扶壁柱应根据地下室整体结构计算结果来配筋，而不应按照外墙双向板传递荷载来验算配筋。由于存在扶壁柱及外墙结构变形问题，按照上述方法进行受力计算会导致外墙竖向受力不均、扶壁柱配筋量较小的问题。由于此项目为高层建筑，在地下室外墙配筋计算过程中，框架柱之间的外墙配筋按照双向板计算，其他外墙应根据单向板来计算配筋。如果外墙扶壁柱所承受的竖向荷载较小，则应考虑加强外墙内外侧主筋。
3.4地下室底板标高的设计
如将一根高度小于底板的梁设置在地下室底板标高变化处，支座弯矩仅通过梁两侧板来传递，该结构形式难以满足设计要求。如地下室外墙与车道相连，车道底板应与外墙中部相连，避免外墙承受过大的车道底板作用力。
4地下室结构超长问题
地下室结构过长是很多高层建筑可能出现的问题，通常会选择设置伸缩后浇带的方式对其进行处理。在地下结构自身的长度保持在40~60m区间时，需设置一道宽度在80~100cm，且钢筋贯通不切断伸缩的后浇带；假如地下结构自身的长度超出60m的超长结构，那么应按照钢筋搭接所需要的最小尺寸及必要操作空间的具体情况进行设置钢筋断开的伸缩后浇带。除了需要对伸缩后浇带进行设置外，也可在混凝土里加入适宜微膨胀剂，并且使用强度等级较低的混凝土，同时通过设置膨胀的加强带，提升结构的钢筋配筋量等形式处置地下室结构出现的超长问题。
结语
总之，在建筑地下室结构设计过程中，需要重点考虑地下室结构在整体建筑工程当中的作用，并且地下室结构的设计质量应与建筑工程整体要求相适应。在设计地下室过程中，应紧密联系其它建筑工程各个学科，使结构设计科学、合理，满足规范的各项要求。此外，地下室的设置，不仅缓解了现阶段停车难问题，而且提升了土地资源利用效率，所以地下室设计在建筑工程设计中有良好的发展前景。因此，在建筑工程地下室结构设计过程中，相关人员应严格遵从相关规定对其进行科学合理的设计，使地下室结构设计呈现最优化的状态。
参考文献
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[3]沈洁.探析建筑工程质量失控问题及应对策略[J].现代装饰(理论).2014(02)
论文作者:谢迎锋
论文发表刊物:《中国住宅设施》2018年2月上第3期
论文发表时间:2018/10/18
标签：地下室论文; 荷载论文; 外墙论文; 结构论文; 结构设计论文; 壁柱论文; 过程中论文; 《中国住宅设施》2018年2月上第3期论文;