建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計芻議

張艷艷

[摘要]隨著國際建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，設(shè)計方案不斷得到優(yōu)化，建筑技術(shù)也在不斷提升，我國建筑公司一方面要滿足城市居民不斷提升的物質(zhì)需求，一方面需要注意城市發(fā)展與自然環(huán)境之間的和諧共存，如何有效提升建筑空間的使用率，節(jié)約并增強單位居住空間范圍內(nèi)的使用效率，成為有關(guān)設(shè)計單位與設(shè)計師面臨并亟待解決的問題。下文中，筆者將從個人設(shè)計經(jīng)驗出發(fā)，分析建筑工程項目中的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要注意的事項與要點，以供同行借鑒與參考。

[關(guān)鍵詞]建筑工程項目；地下室結(jié)構(gòu)；設(shè)計方案

在建筑技術(shù)水平的不斷發(fā)展的今天，地下空間利用被越來越重視，地下工程設(shè)計的難度與精度也隨著加大。工程的施工質(zhì)量取決于地下環(huán)境的性質(zhì)、工程所在的位置以及相關(guān)的地理條件、地下室的抗浮能力、地基沉降程度等因素。

1、地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計概論

由于城市人口數(shù)量的持續(xù)增多，建筑工程項目的設(shè)計過程中需要考慮，如何有效提升建筑工程的空間結(jié)構(gòu)使用效率，節(jié)省占地空間，增加建筑縱深方向的空間設(shè)計，豐富建筑工程的性能與功用。地下結(jié)構(gòu)的建筑空間設(shè)計方案，能夠滿足商業(yè)、消防、停車、倉儲等各種使用需求，提升建筑工程項目的規(guī)劃合理性、有效性。在制定地下結(jié)構(gòu)空間的設(shè)計方案過程中，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)革新自身的設(shè)計思路，將地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計與建筑項目的整體空間設(shè)計結(jié)合起來，提升建筑工程的整體性能。我國現(xiàn)代化建筑進程中，城市建筑工程的空間結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，成為決定工程項目的質(zhì)量與綜合性能，體現(xiàn)城市建筑發(fā)展水準的重要衡量指標，有關(guān)設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)重視地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，研究設(shè)計方法并使用先進設(shè)計技術(shù)，加強自身的職業(yè)素養(yǎng)與專業(yè)能力，保障建筑工程項目的設(shè)計科學(xué)、合理。

2、建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容淺析

為了提升建筑工程項目的地下室空間結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，設(shè)計單位與設(shè)計人員不僅僅需要具備科學(xué)的設(shè)計理念，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合建筑工程項目的具體施工條件，從現(xiàn)實經(jīng)濟情況出發(fā)，分析地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)用新型、環(huán)保的建筑原材料，使用先進的施工技術(shù)，不斷提升建筑工程的整體質(zhì)量與功能性。從筆者的多年設(shè)計經(jīng)驗來看，建筑工程的地下室設(shè)計有很多需要注意的事項，設(shè)計人員需要科學(xué)處理對待，提升建筑工程項目的整體質(zhì)量，確保居民的生活舒適與人身、財產(chǎn)安全。

2.1抗震設(shè)計要求

地下室如果設(shè)計不當(dāng)，對整體抗震性能會產(chǎn)生較大影響，地下室的墻柱與上部結(jié)構(gòu)的墻柱要協(xié)調(diào)統(tǒng)一。地下室頂板室內(nèi)外板面標高變化處，當(dāng)標高變化超過梁高范圍時則形成錯層，未采取措施不應(yīng)作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位，規(guī)范明確規(guī)定作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓層的頂樓蓋應(yīng)采用梁板結(jié)構(gòu)，地下室頂板為無梁樓蓋時不應(yīng)作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位。結(jié)構(gòu)計算應(yīng)往下算至滿足嵌固端要求的地下室樓層或底板，但剪力墻底部加強區(qū)層數(shù)應(yīng)從地面往上算，并應(yīng)包括地下層。

2.2抗浮抗?jié)B性能要求

建筑地下室的抗?jié)B能力、抗浮能力的設(shè)計也是非常重要的一個環(huán)節(jié)。使用過程當(dāng)中，建筑物除了會遭遇到地震破壞還會經(jīng)歷暴雨水分下滲等不可抗力干擾的情況。這就要求在設(shè)計理念里，必須要相應(yīng)采取一系列的措施來抵御和提高其抗?jié)B能力及抗浮性能。

盡量地在施工中加大地下室部分的重量。具體措施以施工中采用基板加載的方法和邊墻和頂板加載的方法，在科學(xué)的建筑設(shè)計具備的條件下，盡量提升建筑基坑的底部設(shè)計高度。這樣設(shè)計便可在一定程度上使地下室起到抗浮抗?jié)B能力。地下室設(shè)計中合理的多些寬扁梁和無梁樓蓋的應(yīng)用，如此可以盡量地降低地下室的高度，來降低地下室的抗浮水位。這亦是增加建筑地下室性能的有效方法。

2.3頂板結(jié)構(gòu)設(shè)計要求

頂板部分是地下室連接上層建筑的粘合部位，地下室頂板的設(shè)計十分重要。頂板設(shè)計要在充分考慮科學(xué)高度的基礎(chǔ)上進行，并且要充分考慮對土層的保護。頂板設(shè)計更是關(guān)系到地下室及其上層建筑整體功能的協(xié)同性。準確地計算取得的地下室承載能力的數(shù)值，要充分考慮到設(shè)計中可能存在的各類干擾因素。

地下室頂板鋼筋應(yīng)加強，保護層和混凝土墊層及強度等級應(yīng)按規(guī)范加注（GB50108-2001第4.1.6條）。否則就會產(chǎn)生如下類似問題：地下室外墻、底板等迎水面保護層厚40mm，底板與土接觸處鋼筋保護層厚35mm，不適合GB50108-2001第4.1.6條；柱保護層25mm，違反GB50010-2010第9.2.1條；地下室墊層采用C1 0混凝土，或底板下未做混凝土墊層，違反GB50108-2001第4.1.5條和第4.1.5條；未見地下混凝土構(gòu)件環(huán)境類別劃分與對應(yīng)的鋼筋混凝土構(gòu)件保護層厚度，不符合GB50010-2010第9.2.1條等。

2.4地下室外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要求

地下室外墻計算時應(yīng)進行彎矩調(diào)幅，底部為固定支座（即底板作為外墻的嵌固端）、考慮荷載分項系數(shù)、有多層地下室時應(yīng)按多跨連續(xù)計算，側(cè)壁底部彎矩與相鄰的底板彎矩大小一樣，底板抗彎能力不應(yīng)小于側(cè)壁，其厚度和配筋量應(yīng)匹配，這類問題在地下車道中最為典型。車道側(cè)壁為懸臂構(gòu)件，底板抗彎能力不應(yīng)小于側(cè)壁底部。地面層開洞位置（如樓梯間）外墻頂部無樓板支撐，計算模型和配筋構(gòu)造均應(yīng)與實際相符。車道緊靠地下室外墻時，車道底板位于外墻中部，應(yīng)注意外墻承受車道底板傳來的水平集中力作用。以上兩種情況中，由于外墻支承條件不同，計算與設(shè)計不能與一般外墻相同。當(dāng)頂板不在同一標高時，應(yīng)注意外墻上部支座水平力的傳遞問題。

除垂直于外墻方向有鋼筋混凝土內(nèi)隔墻相連的外墻板塊或外墻扶壁柱截面尺寸較大（如高層建筑外框架柱）之間外墻板塊按雙向板計算配筋外（此時框架柱尚應(yīng)考慮外墻傳來的水平荷載作用驗算），其余外墻宜按豎向單向板計算配筋為妥。豎向荷載（軸力）較小的外墻扶壁柱內(nèi)外側(cè)主筋也應(yīng)予以適當(dāng)加強。

外墻水平分布筋要根據(jù)扶壁柱截面尺寸大小適當(dāng)另配外側(cè)附加短水平負筋予以加強，外墻轉(zhuǎn)角處也予以適當(dāng)加強，考慮外墻水平鋼筋受力時應(yīng)注意滿足最小配筋率要求。地下室外墻應(yīng)進行裂縫寬度計算，裂縫寬度不得大于0.2mm，且不得貫通。

結(jié)語：

綜上所述，建筑工程項目的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)當(dāng)滿足建筑使用需求，從提升地下室空間結(jié)構(gòu)的合理性、設(shè)計水平、性能與質(zhì)量等方面，全方位、多角度思考設(shè)計過程中可能產(chǎn)生的影響因素，從節(jié)約經(jīng)濟成本、提升使用效率等方面，做好建筑工程的地下室空間設(shè)計，促進城市建筑產(chǎn)業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展。