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【摘 要】 国家大力提倡节约土地资源，地下空间成为建筑业界争相追逐的热点。本文就高层建筑的地下室结构设计进行了归纳总结，阐述了高层建筑地下室结构设计的方法、步骤、重难点及注意事项。
【关键词】 高层建筑;地下室;结构设计
引言：
随着高层建筑和多层住宅的普及，地下室的开发与利用，显示出越来越大的社会效益和经济效益。高层建筑地下室防水质量的高低直接影响着地下室中的活动人群、存放物品和管道等的状况。地下室防水对保证建筑物的整体结构安全具有重要意义。本文对高层建筑地下室防水结构设计谈一些体会。
一、高层建筑地下室防水设计的重要性
高层建筑的防水比一般建筑工程防水的要求更严格，它是建筑产品的一项重要使用功能，既关系到人们居住和使用的环境、卫生条件，也直接影响着建筑物的使用寿命。
由于高层建筑地下室的墙与底面长期埋在潮湿的土中或浸在地下水中。为此，必须做防潮或防水处理。防潮处理比较简单，防水施工比较复杂。在高层建筑或超高层建筑工程中，由于深基础的设置或建筑功能的需要，一般均设有一层或数层地下室，其防水功能十分重要。
二、高层建筑地下室结构设计
1、地下室的混凝土浇筑设计
对于地下室的混凝土浇筑，首先要注意混凝土的配合比。在转换层的混凝土强度等级应为C40，同时要采取商品性的混凝土，使用强度等级系数为43的普通硅酸盐水泥，这种水泥的质量相对稳定，同时泌水性较小，保水性较强。特别适用于泵送混凝土。在进行调配的时候，要控制粗细骨料的用量以及质量，同时要掺入一定的粉煤灰以此来减少水泥的使用量，尽量控制混凝土温度裂缝出现，降低水泥的水化热现象，改善混凝土和易性，也可以掺入大约6%的微膨胀剂，使用这种膨胀剂可以补偿混凝土的收缩现象。通过加入以上用料可以有效的控制混凝土裂缝的出现。如果想要提高混凝土前期的强度值，可以通过加入一定量的缓凝早强减水剂，控制混凝土的初凝时间。混凝土的坍落度要控制在150-170mm之间，水灰比要控制在0.5以下。
其次就是在浇筑的过程中要注意一些事项。首先，要控制混凝土的入模温度，在炎热的夏天进行施工需要在混凝土搅拌的过程中加入一些冰块，从而进行降温处理，而混凝土的泵送管道需要用一些苫布进行遮阳防晒，以免在高温天气出现爆裂情况，一些浇筑的作业面也需要进行遮阳处理;其次，是要控制浇筑时间。在浇筑的过程中要保持连续施工状态，同时混凝土浇筑的厚度以及振捣时间都需要进行严格的控制，禁止在浇筑的过程中出现冷缝以及超振现象;最后，是对于结构体系的设计。混凝土结构的平面形状需要选择相对规则，尽量保证刚度均匀对称，平面长度和重要部位的凹凸性，对于超长结构的设计应该尽量大于50m，在浇筑完成之后需要考虑使用膨胀带，膨胀混凝土以及后浇带等一系列防裂措施。
2、抗震设计
地下室抗震设计问题较多，比如，多层建筑中半地下室的埋设不达标，因为此建筑物往往层数和高度都会超过GB50011-2001第7.1.2条的规范规定，此时，地下室顶板是上部结构的嵌固端，按照GB50011-2001第6.1.3条规定，当地下室一层为三级抗震，上部结构是二级抗震时，地下室也应该调整抗震等级为二级进行结构设计。如果地下室结构抗震设计不适当，将大大影响整个建筑物的抗震性能，这里按照施工图审查规则，通常来说，当半地下室的埋深在大于地下室外地面以上高度时，才可以不计算其层数，要采取适宜的处理措施，否则不能作为上部结构的嵌固部位使用。查阅相关规范知，上层结构部位的地下室楼盖必须是梁板结构物。当地下室顶板为无梁楼盖时不能作为上部结构的部位使用。此时，结构计算应以地下室底板为起点进行，剪力墙的底部加强区的层数应从地面起算且包括地下层。
3、顶板的设计
在高层建筑中地下室的顶板有着非常重要的作用。它因自身所具有的强大的刚性特质而充当着支撑上层建筑的支座的作用。按照相关规范的要求，在将顶板嵌固成为地下室的上部的结构时，我们应该特别注意对相关材料等等的选择和使用，通常情况下要考虑到混凝土是否达到了需要的强度的级别、楼板是不是足夠的厚、楼层的侧向的刚度够不够大、板配筋率是不是合格等问题。同时要确保地下室的设计层数不低于两层。同时，为了达到相关规定的要求，我们要将梁板结构作为在地下室中承载上层建筑结构嵌固的相应楼层顶部楼盖。因此，地下室的总深度和层数与上述的各种因素是息息相关的，在相关的设计人员设计建筑物地下室的结构时应该对各方面的因素进行的综合。在计算地下室的结构中，应该由上向下开始算起，一直到符合镶嵌端条件的地下室底板和楼层为止，而在由下向上开始算起的建筑物剪力在墙底部位的加强区域层数时，则要将地下层区域考虑在内。
4、底板的设计
对于地下室的底板我们有着更高的要求，它首先要达到相应的受力条件，同时还要具有防水和抗渗漏的功能，所以，在对高层建筑的地下室进行设计时，一定要保证地下室的底板要足够的厚，通常我们使用的底板要保证有四十到六十厘米的厚度，而且它的配筋也不能过小，通常使用的较为合适的配筋率为百分之零点二五。
通常在对地下室的梁进行设计时要以底板标高的真实的改变现象为依据，同时要确保底板的厚度要大于或至少要等于梁的宽度。并且要准确的计算出将板支座的弯矩成功的传导到梁的位置所需要的具体的抗扭钢筋的数值。另外所谓的桩承台其实就是桩阀和桩箱的底板，我们也有着非常严格的要求，合格的桩承台要相应的抗弯能力和局部承受压力的能力，同时还要符合地下室对其在冲切、剪切等方面的需求。
5、外墙结构设计
地下室结构的外墙是其结构设计的重难点问题，要综合考虑其水压力、土压力进行验算，在设计应该考虑如下几个方面的问题：
（1）荷载：此处需要考虑水平荷载和竖向荷载，地面荷载、人防等效静力荷载和侧向土压力是水平荷载的主要来源，上部结构物自重是竖向荷载的主要来源。在实际设计中，竖向荷载、风荷载及地震荷载往往不起控制作用，墙体的配筋主要由水平荷载控制，应按其弯矩值进行配筋，并且通常不考虑与竖向荷载的压弯组合，仅按照墙体弯曲计算配筋。
（2）静止土压力系数：最好由试验测定静止土压力，无法试验测定时，可以按照经验参数确定（砂土取0.4左右，黏土取0.6左右）。
（3）地下室外墙的配筋：计算外墙配筋中，当外墙带扶壁柱时，不能按照扶壁柱尺寸进行配筋计算，应该按照双向板理论进行计算配筋，扶壁柱则按照结构整体电算结构分析进行计算配筋，不按照外墙双向板的荷载传递方式验算扶壁柱的配筋。由于外墙和扶壁柱要变形协调，这种设计会导致外墙竖向配筋不够，扶壁柱配筋偏小，水平分布筋却多余的情况。由此，地下室外墙的配筋，当垂直于外墙方向有钢混内墙连接时，亦或者外墙扶壁柱的截面尺寸较大时，例如高层建筑的外层框架柱间墙，要适当加强其外侧主筋。外墙的水平分布筋要依据其扶壁柱的截面尺寸确定，适当加强其外侧附加短水平钢筋，同时，外墙转角墙也应该适当加强。应该以底板作为外墙的嵌固端，按照固定支座简化，侧壁的底部弯矩和其相邻底板的弯矩相同配置，保证底板的抗弯性能大于侧壁的抗弯能力，应注意协调墙体厚度和配筋，满足配筋率的要求。
三、结束语
随着我国经济的迅猛发展，高层建筑的日益增多，在工程建设中高层建筑的地下室设计与建筑施工已经越来越广泛。高层建筑的地下室设计不仅能够更有效利用现有空间，而且又满足了基础埋深的要求。因此，在高层建筑的设计中，如何理地设计地下室的结构这个问题显得异常重要。
参考文献：
[1]黄晓敏.浅析高层建筑地下室结构设计[J].山西建筑.2010，（11）.
[2]刘凯.建筑工程中地下室结构设计[J].中国科技纵横.2011，（10）.
[3]樊永盛.浅谈地下室设计中的常见问题及对策措施[J].山西建筑，2012，（07）.
【关键词】 高层建筑;地下室;结构设计
引言：
随着高层建筑和多层住宅的普及，地下室的开发与利用，显示出越来越大的社会效益和经济效益。高层建筑地下室防水质量的高低直接影响着地下室中的活动人群、存放物品和管道等的状况。地下室防水对保证建筑物的整体结构安全具有重要意义。本文对高层建筑地下室防水结构设计谈一些体会。
一、高层建筑地下室防水设计的重要性
高层建筑的防水比一般建筑工程防水的要求更严格，它是建筑产品的一项重要使用功能，既关系到人们居住和使用的环境、卫生条件，也直接影响着建筑物的使用寿命。
由于高层建筑地下室的墙与底面长期埋在潮湿的土中或浸在地下水中。为此，必须做防潮或防水处理。防潮处理比较简单，防水施工比较复杂。在高层建筑或超高层建筑工程中，由于深基础的设置或建筑功能的需要，一般均设有一层或数层地下室，其防水功能十分重要。
二、高层建筑地下室结构设计
1、地下室的混凝土浇筑设计
对于地下室的混凝土浇筑，首先要注意混凝土的配合比。在转换层的混凝土强度等级应为C40，同时要采取商品性的混凝土，使用强度等级系数为43的普通硅酸盐水泥，这种水泥的质量相对稳定，同时泌水性较小，保水性较强。特别适用于泵送混凝土。在进行调配的时候，要控制粗细骨料的用量以及质量，同时要掺入一定的粉煤灰以此来减少水泥的使用量，尽量控制混凝土温度裂缝出现，降低水泥的水化热现象，改善混凝土和易性，也可以掺入大约6%的微膨胀剂，使用这种膨胀剂可以补偿混凝土的收缩现象。通过加入以上用料可以有效的控制混凝土裂缝的出现。如果想要提高混凝土前期的强度值，可以通过加入一定量的缓凝早强减水剂，控制混凝土的初凝时间。混凝土的坍落度要控制在150-170mm之间，水灰比要控制在0.5以下。
其次就是在浇筑的过程中要注意一些事项。首先，要控制混凝土的入模温度，在炎热的夏天进行施工需要在混凝土搅拌的过程中加入一些冰块，从而进行降温处理，而混凝土的泵送管道需要用一些苫布进行遮阳防晒，以免在高温天气出现爆裂情况，一些浇筑的作业面也需要进行遮阳处理;其次，是要控制浇筑时间。在浇筑的过程中要保持连续施工状态，同时混凝土浇筑的厚度以及振捣时间都需要进行严格的控制，禁止在浇筑的过程中出现冷缝以及超振现象;最后，是对于结构体系的设计。混凝土结构的平面形状需要选择相对规则，尽量保证刚度均匀对称，平面长度和重要部位的凹凸性，对于超长结构的设计应该尽量大于50m，在浇筑完成之后需要考虑使用膨胀带，膨胀混凝土以及后浇带等一系列防裂措施。
2、抗震设计
地下室抗震设计问题较多，比如，多层建筑中半地下室的埋设不达标，因为此建筑物往往层数和高度都会超过GB50011-2001第7.1.2条的规范规定，此时，地下室顶板是上部结构的嵌固端，按照GB50011-2001第6.1.3条规定，当地下室一层为三级抗震，上部结构是二级抗震时，地下室也应该调整抗震等级为二级进行结构设计。如果地下室结构抗震设计不适当，将大大影响整个建筑物的抗震性能，这里按照施工图审查规则，通常来说，当半地下室的埋深在大于地下室外地面以上高度时，才可以不计算其层数，要采取适宜的处理措施，否则不能作为上部结构的嵌固部位使用。查阅相关规范知，上层结构部位的地下室楼盖必须是梁板结构物。当地下室顶板为无梁楼盖时不能作为上部结构的部位使用。此时，结构计算应以地下室底板为起点进行，剪力墙的底部加强区的层数应从地面起算且包括地下层。
3、顶板的设计
在高层建筑中地下室的顶板有着非常重要的作用。它因自身所具有的强大的刚性特质而充当着支撑上层建筑的支座的作用。按照相关规范的要求，在将顶板嵌固成为地下室的上部的结构时，我们应该特别注意对相关材料等等的选择和使用，通常情况下要考虑到混凝土是否达到了需要的强度的级别、楼板是不是足夠的厚、楼层的侧向的刚度够不够大、板配筋率是不是合格等问题。同时要确保地下室的设计层数不低于两层。同时，为了达到相关规定的要求，我们要将梁板结构作为在地下室中承载上层建筑结构嵌固的相应楼层顶部楼盖。因此，地下室的总深度和层数与上述的各种因素是息息相关的，在相关的设计人员设计建筑物地下室的结构时应该对各方面的因素进行的综合。在计算地下室的结构中，应该由上向下开始算起，一直到符合镶嵌端条件的地下室底板和楼层为止，而在由下向上开始算起的建筑物剪力在墙底部位的加强区域层数时，则要将地下层区域考虑在内。
4、底板的设计
对于地下室的底板我们有着更高的要求，它首先要达到相应的受力条件，同时还要具有防水和抗渗漏的功能，所以，在对高层建筑的地下室进行设计时，一定要保证地下室的底板要足够的厚，通常我们使用的底板要保证有四十到六十厘米的厚度，而且它的配筋也不能过小，通常使用的较为合适的配筋率为百分之零点二五。
通常在对地下室的梁进行设计时要以底板标高的真实的改变现象为依据，同时要确保底板的厚度要大于或至少要等于梁的宽度。并且要准确的计算出将板支座的弯矩成功的传导到梁的位置所需要的具体的抗扭钢筋的数值。另外所谓的桩承台其实就是桩阀和桩箱的底板，我们也有着非常严格的要求，合格的桩承台要相应的抗弯能力和局部承受压力的能力，同时还要符合地下室对其在冲切、剪切等方面的需求。
5、外墙结构设计
地下室结构的外墙是其结构设计的重难点问题，要综合考虑其水压力、土压力进行验算，在设计应该考虑如下几个方面的问题：
（1）荷载：此处需要考虑水平荷载和竖向荷载，地面荷载、人防等效静力荷载和侧向土压力是水平荷载的主要来源，上部结构物自重是竖向荷载的主要来源。在实际设计中，竖向荷载、风荷载及地震荷载往往不起控制作用，墙体的配筋主要由水平荷载控制，应按其弯矩值进行配筋，并且通常不考虑与竖向荷载的压弯组合，仅按照墙体弯曲计算配筋。
（2）静止土压力系数：最好由试验测定静止土压力，无法试验测定时，可以按照经验参数确定（砂土取0.4左右，黏土取0.6左右）。
（3）地下室外墙的配筋：计算外墙配筋中，当外墙带扶壁柱时，不能按照扶壁柱尺寸进行配筋计算，应该按照双向板理论进行计算配筋，扶壁柱则按照结构整体电算结构分析进行计算配筋，不按照外墙双向板的荷载传递方式验算扶壁柱的配筋。由于外墙和扶壁柱要变形协调，这种设计会导致外墙竖向配筋不够，扶壁柱配筋偏小，水平分布筋却多余的情况。由此，地下室外墙的配筋，当垂直于外墙方向有钢混内墙连接时，亦或者外墙扶壁柱的截面尺寸较大时，例如高层建筑的外层框架柱间墙，要适当加强其外侧主筋。外墙的水平分布筋要依据其扶壁柱的截面尺寸确定，适当加强其外侧附加短水平钢筋，同时，外墙转角墙也应该适当加强。应该以底板作为外墙的嵌固端，按照固定支座简化，侧壁的底部弯矩和其相邻底板的弯矩相同配置，保证底板的抗弯性能大于侧壁的抗弯能力，应注意协调墙体厚度和配筋，满足配筋率的要求。
三、结束语
随着我国经济的迅猛发展，高层建筑的日益增多，在工程建设中高层建筑的地下室设计与建筑施工已经越来越广泛。高层建筑的地下室设计不仅能够更有效利用现有空间，而且又满足了基础埋深的要求。因此，在高层建筑的设计中，如何理地设计地下室的结构这个问题显得异常重要。
参考文献：
[1]黄晓敏.浅析高层建筑地下室结构设计[J].山西建筑.2010，（11）.
[2]刘凯.建筑工程中地下室结构设计[J].中国科技纵横.2011，（10）.
[3]樊永盛.浅谈地下室设计中的常见问题及对策措施[J].山西建筑，2012，（07）.