论文部分内容阅读
摘 要：在新的发展阶段下，社会各个领域都在良好发展，相应的改革工作是十分必要的，特别是建筑领域，是关乎民生的核心工程，所以也需要受到充分重视。高层建筑地下室的结构设计对于建筑整体设计过程来说是十分重要的构成部分，其直接影响着建筑的正常运作以及整体成本。因此文章将针对高层建筑的地下室结构设计进行分析，以促进工作改革。
关键词：高层建筑；地下室结构设计；工作改革
随着国家经济发展速度不断加快，当前国内高层建筑也在不断增多，也有更多高层建筑涉及了地下室以及地下车库。通过有效设计，不但能够让地下空间得到充分发掘利用，而且还能满足基础埋深需求，除此之外，地下空间还可以用作灾难防护空间，以满足面对部分突发问题时的救生需求。可见在高层建筑的设计过程中，对于地下室结构的合理设计是异常重要的，因此后续的讨论将围绕高层建筑地下室结构设计这一课题展开，为改革提供建议。
1、高层建筑地下室结构荷载部分设计要点
高层建筑的地下室结构荷载，主要包括了上层建筑整体自重、土压、水压及地下室自重、核爆动荷载（考虑功能）等要素。所以在对地下室进行结构设计时，应当首先依照工程的实际结构特征，参照设计规范对荷载进行设计，地下室的主要荷载分布在顶板部分、侧墙外墙部分以及底板部分等。顶板的荷载主要包括顶板静荷载基准值、顶板核爆动荷载基准值等等。侧墙荷载包括横向与竖向两类，竖向包括上部建筑整体自重基准值（仅有局部剪力墙部位）、静荷载基准值以及外墙自重基准值等；横向包括水土压力以及核爆动荷载产生的水平动荷载基准值等等。内承重墙（柱）荷载包括了上部建筑物整体重量、静荷载基准值以及顶板核爆动荷载基准值、内承重墙自重基准值等等。应对突发情况时所增加的顶板核爆动荷载基准值，是平时各楼层的活荷载基准值之和，由这一最大荷载起到安全控制作用。除此之外地下室墙体自重基准值、上部建筑物自重基准值、底板核爆动荷载基准值、顶板传来静荷载基准值等载荷要素与防空地下室进行荷载产生组合时，应当着重解决核爆动荷载作用下的静载问题[1]。
2、高层建筑地下室结构顶板部分设计要点
地下室结构的顶板部分，是高层建筑上部结构的水平约束支座，这一部分的刚度越大，对建筑上部结构的约束作用就越强。所以在对地下室的顶板部分进行设计时，厚度不能过薄。具有人防功能的地下室，顶板厚度还应当满足人防需求。依据我国建筑领域相关要求来分析，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。而且地下室的层数不应小于两层。相关要求当中还有明确规定，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。这代表着高层建筑地下室的层数或总体深度不仅仅由地基的埋深来决定，还必须要考虑到以上讨论当中谈及的因素。在進行结构计算时应当往下算至满足嵌固端基本需求的地下室楼层或底板，但剪力墙的底部加强区层数应当从地面往上算，并且应包含地下层。当出现了以下情况时，地下室的顶板部分不能够作为上部结构的嵌固部分，其一是在顶板室内外板面标高变化超过梁高范围形成错层且未采取完善措施时；其二是在顶板为无梁楼盖时[2]。
3、高层建筑地下室结构外墙部分设计要点
对地下室的外墙参数进行计算时，应当首先进行抗弯计算，并且要考虑到荷载的分项系数、在设计多层地下室时，应当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，而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，这类隐患在地下车道当中是最为典型的。车道侧壁为悬臂构件，底板的整体抗弯能力不应当小于侧壁底部。地面层开洞位置（如楼梯间）在外墙顶部无楼板支撑的情况下，计算模型和配筋构造都应当更符合实际需求，当车道紧靠地下室的外墙时，车道底板部分位于外墙中部，应当更加注意外墙对车道底板的影响，需要使二者连接处的弯矩保持平衡。以上两种情况下，鉴于外墙的支撑条件不同，相应的简化模型也不能与普通外墙相同。当顶板不处于同一高度时，更应当注意外墙上部支座水平力的传递问题。除去垂直于外墙方向的，有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块，以及外墙扶壁柱截面尺寸较大（例如高层建筑的外框架柱）之间外每个墙板块按双向板计算配筋之外（这种情况下框架柱的计算中，应考虑从外墙部分的水平荷载），其余的外墙部分应当按照竖向单向板计算配筋为妥。对于竖向荷载（轴力）相对偏小的外墙扶壁柱内外侧主筋，也应适当予以加强。对于外墙的水平分布筋，应当依据扶壁柱截面的具体尺寸来适当调整外侧附加的短水平负筋进行强化，在外墙的转角处，也应当同时对附加配筋进行强化，需要考虑外墙水平钢筋在实际受力时的最小配筋率要求。对地下室外墙部分应当进行裂缝宽度的计算，而且裂缝的具体宽度不得超过0.2mm，而且不能贯通[3]。
4、高层建筑地下室结构底板部分的设计要点
如同建筑的外墙一样，底板部分除了应当满足整体受力需求之外，由于地下室处于低洼地段，还应当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当保证在合适厚度。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，而基础梁的宽度不应当小于底板的整体厚度，而且还应当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，还应当进一步满足剪切、冲切、抗弯、局部受压等各类要求。
5、结语
高层民用建筑的地下室，对于高层建筑的整体安全性、稳定性及实用性都有着决定性影响。作为楼体最深层的支撑部分，地下室的结构设计更应当遵从稳固、合理的原则，不能有任何不稳定的因素，才能保证楼体的整体安全性，确保住户的居住安全。所以设计人员在设计阶段，应当不断强化对地下室部分整体结构的设计，确保地下室结构刚度更高、强度大，才能最大程度避免安全隐患的出现，确保住户的居住更加安心。
参考文献：
[1]唐红元，许龙. 某地下室局部上浮原因分析与修复措施研究[J]. 西华大学学报（自然科学版）. 2017（01）
[2]肖飞. 关于地下室抗浮水位的探讨[J]. 华中建筑. 2011（04）
[3]向京芳. 某大楼地下室倾斜及其纠偏处理[J]. 工程质量. 2001（12）
关键词：高层建筑；地下室结构设计；工作改革
随着国家经济发展速度不断加快，当前国内高层建筑也在不断增多，也有更多高层建筑涉及了地下室以及地下车库。通过有效设计，不但能够让地下空间得到充分发掘利用，而且还能满足基础埋深需求，除此之外，地下空间还可以用作灾难防护空间，以满足面对部分突发问题时的救生需求。可见在高层建筑的设计过程中，对于地下室结构的合理设计是异常重要的，因此后续的讨论将围绕高层建筑地下室结构设计这一课题展开，为改革提供建议。
1、高层建筑地下室结构荷载部分设计要点
高层建筑的地下室结构荷载，主要包括了上层建筑整体自重、土压、水压及地下室自重、核爆动荷载（考虑功能）等要素。所以在对地下室进行结构设计时，应当首先依照工程的实际结构特征，参照设计规范对荷载进行设计，地下室的主要荷载分布在顶板部分、侧墙外墙部分以及底板部分等。顶板的荷载主要包括顶板静荷载基准值、顶板核爆动荷载基准值等等。侧墙荷载包括横向与竖向两类，竖向包括上部建筑整体自重基准值（仅有局部剪力墙部位）、静荷载基准值以及外墙自重基准值等；横向包括水土压力以及核爆动荷载产生的水平动荷载基准值等等。内承重墙（柱）荷载包括了上部建筑物整体重量、静荷载基准值以及顶板核爆动荷载基准值、内承重墙自重基准值等等。应对突发情况时所增加的顶板核爆动荷载基准值，是平时各楼层的活荷载基准值之和，由这一最大荷载起到安全控制作用。除此之外地下室墙体自重基准值、上部建筑物自重基准值、底板核爆动荷载基准值、顶板传来静荷载基准值等载荷要素与防空地下室进行荷载产生组合时，应当着重解决核爆动荷载作用下的静载问题[1]。
2、高层建筑地下室结构顶板部分设计要点
地下室结构的顶板部分，是高层建筑上部结构的水平约束支座，这一部分的刚度越大，对建筑上部结构的约束作用就越强。所以在对地下室的顶板部分进行设计时，厚度不能过薄。具有人防功能的地下室，顶板厚度还应当满足人防需求。依据我国建筑领域相关要求来分析，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。而且地下室的层数不应小于两层。相关要求当中还有明确规定，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。这代表着高层建筑地下室的层数或总体深度不仅仅由地基的埋深来决定，还必须要考虑到以上讨论当中谈及的因素。在進行结构计算时应当往下算至满足嵌固端基本需求的地下室楼层或底板，但剪力墙的底部加强区层数应当从地面往上算，并且应包含地下层。当出现了以下情况时，地下室的顶板部分不能够作为上部结构的嵌固部分，其一是在顶板室内外板面标高变化超过梁高范围形成错层且未采取完善措施时；其二是在顶板为无梁楼盖时[2]。
3、高层建筑地下室结构外墙部分设计要点
对地下室的外墙参数进行计算时，应当首先进行抗弯计算，并且要考虑到荷载的分项系数、在设计多层地下室时，应当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，而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，这类隐患在地下车道当中是最为典型的。车道侧壁为悬臂构件，底板的整体抗弯能力不应当小于侧壁底部。地面层开洞位置（如楼梯间）在外墙顶部无楼板支撑的情况下，计算模型和配筋构造都应当更符合实际需求，当车道紧靠地下室的外墙时，车道底板部分位于外墙中部，应当更加注意外墙对车道底板的影响，需要使二者连接处的弯矩保持平衡。以上两种情况下，鉴于外墙的支撑条件不同，相应的简化模型也不能与普通外墙相同。当顶板不处于同一高度时，更应当注意外墙上部支座水平力的传递问题。除去垂直于外墙方向的，有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块，以及外墙扶壁柱截面尺寸较大（例如高层建筑的外框架柱）之间外每个墙板块按双向板计算配筋之外（这种情况下框架柱的计算中，应考虑从外墙部分的水平荷载），其余的外墙部分应当按照竖向单向板计算配筋为妥。对于竖向荷载（轴力）相对偏小的外墙扶壁柱内外侧主筋，也应适当予以加强。对于外墙的水平分布筋，应当依据扶壁柱截面的具体尺寸来适当调整外侧附加的短水平负筋进行强化，在外墙的转角处，也应当同时对附加配筋进行强化，需要考虑外墙水平钢筋在实际受力时的最小配筋率要求。对地下室外墙部分应当进行裂缝宽度的计算，而且裂缝的具体宽度不得超过0.2mm，而且不能贯通[3]。
4、高层建筑地下室结构底板部分的设计要点
如同建筑的外墙一样，底板部分除了应当满足整体受力需求之外，由于地下室处于低洼地段，还应当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当保证在合适厚度。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，而基础梁的宽度不应当小于底板的整体厚度，而且还应当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，还应当进一步满足剪切、冲切、抗弯、局部受压等各类要求。
5、结语
高层民用建筑的地下室，对于高层建筑的整体安全性、稳定性及实用性都有着决定性影响。作为楼体最深层的支撑部分，地下室的结构设计更应当遵从稳固、合理的原则，不能有任何不稳定的因素，才能保证楼体的整体安全性，确保住户的居住安全。所以设计人员在设计阶段，应当不断强化对地下室部分整体结构的设计，确保地下室结构刚度更高、强度大，才能最大程度避免安全隐患的出现，确保住户的居住更加安心。
参考文献：
[1]唐红元，许龙. 某地下室局部上浮原因分析与修复措施研究[J]. 西华大学学报（自然科学版）. 2017（01）
[2]肖飞. 关于地下室抗浮水位的探讨[J]. 华中建筑. 2011（04）
[3]向京芳. 某大楼地下室倾斜及其纠偏处理[J]. 工程质量. 2001（12）