周雁西
湖北天一建筑设计有限公司，湖北 武汉，430061
摘要：目前我国国民经济发展迅速，城市化建设不断深入，高层民用建筑的规模也随之得到一定扩大，人们越来越重视小高层建筑。正因如此，对高层民用建筑之中的地下室结构进行合理设计成为了当前较为棘手的一个问题。在高层民用建筑中，地下室承担着停车、物品储存甚至人民防空等诸多作用，然而地下室相较于上层建筑结构要较为复杂，因此结构设计难度较高。为此本篇文章便对当前在高层民用建筑地下室结构设计之中出现的一些问题进行了简单分析，同时制定出了对应的优化策略，希望借此可以让我国建筑行业得到进一步发展。
关键词：地下室；高层建筑；民用建筑；结构设计
引言
高层建筑工程对地下室结构设计有很高的要求。设计人员必须充分了解高层建筑结构特点，运用结构概念设计理论，准确把握地下室结构设计中顶底板、外墙、保护层等关键点，并按照设计规范要求科学选取地下室结构荷载，合理设置变形缝和施工后浇带等，同时要加强地下室结构的抗震和抗浮设计，防止地下室结构出现渗水等问题。此外，设计人员还应结合项目的实际情况，对地下室结构设计方案不断进行优化，全面提高地下室结构的设计水平和质量，为高层建筑整体结构的稳固性和安全性创造良好的前提条件，从而促进我国建筑行业的现代化发展。
1地下室结构设计基本原则分析
随着我国高层建筑工程的不断增加，为了使建筑空间得到充分有效的利用，高层建筑的地下室也在向多元化功能方向发展，因此地下室结构也日趋复杂，这对于地下室结构设计提出了新的要求。设计人员在进行高层建筑地下室结构设计时，必须充分考虑地下环境及高层建筑工程的实际情况等相关因素，运用结构设计概念分析，准确选取地下室荷载，提高结构形式选择的合理性，并在保证地下室结构安全的基础上优化设计方案，提高地下室结构设计方案的可行性和经济性，从而为高层建筑工程建设奠定良好的基础。
2高层民用建筑地下室的结构设计中存在的问题
2.1外墙
外墙对于地下室有着极为重要的作用，它不单单是可以防水防渗以及挡土，而且最关键的一点即外墙能够让地下室转变成为一个较为封闭的区域，因此外墙是地下室必不可少且最为基础的组成成分。对于外墙而言，其负责支撑着建筑上方结构产生的竖向力以及地下水的压力还有地面堆载等，而水平方向上的力在其中则发挥着主导作用。当计算地下室外墙中产生的内力时，一定要先收集各个方向上具体的荷载值，然后再进行整合与分析，通常需要按照支撑边界条件以及高宽比等对模型进行合理计算与挑选。除此之外，在实际的设计过程中也同样需要依据外墙受力情况还有裂缝宽度来选择符合相关要求的原材料。
2.2基础底板
不管是在哪种类型的建筑中底板都有着极为重要的意义，其承担着建筑上层结构顶板、内承重墙柱还有挡土侧壁等诸多荷载，并且它还需要将所承担的负载直接输送到地基，因此必须要确保地基具有出色的承载还有防沉降与变形能力。倘若是上部结构中的底板，那么通常会被设计为平板式或者是梁板式的筏基。除了上述作用之外，防水抗渗也是地下室底板较为独特的一个特点，倘若地下室结构的基础是独立型基础或者桩基，那么在设计时通常都会让底板充当防水板的角色，进而承担起相对应的自重还有水浮力等。在对底板进行设计时最常见的问题有两点，一方面底板刚度还有底板厚度如果不满足标准将会降低地基的承载能力，从而导致不均匀的沉降以及侧移等一系列问题出现；另一方面，如果底板厚度不够还会形成开裂渗水，从而使地下室整体环境偏向于潮湿，为此在设计地板时一定要确保计算的严谨性以及布置的合理性。
3高层建筑地下室结构设计要点
3.1荷载部分
在进行地下室结构设计时，首先要依照工程的实际结构特征，按照规范对荷载进行设计。地下室的主要荷载分布在顶板、侧墙外墙以及底板等。顶板：顶板静荷载和核爆动荷载的标准值。侧墙：横向荷载是水和土所承受的压力、水平动荷载标准值；竖向荷载是核爆动荷载标准值、静荷载标准值。内承受墙：上部建筑物和内承重墙自重标准值；顶板核爆动荷载标准值、静荷载标准值。
3.2顶板部分
在对地下室的顶板部分进行设计时，厚度不能过薄。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，并且地下室的层数不应小于两层。相关要求还有明确规定，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。
3.3地下室结构底板设计
设计人员在设计地下室结构底板部分时，应准确分析底板的实际受力情况，并综合考虑地下室结构对底板在防水抗渗性能方面的要求。在设计实践中，设计人员应严格遵守设计规范，根据不同的基础形式由计算确定底板厚度。同时设计人员还应合理选择地下室底板的桩箱及桩筏基础形式，且应确保底板基础的剪切、抗弯、冲切及局部受压参数符合设计规范的要求。
3.4地下室结构保护层设计
保护层也是高层建筑工程中地下室结构的一个重要组成部分，因此设计人员应对保护层设计的重要性有充分的认识。设计人员应根据高层建筑工程及地下室结构特点合理选择混凝土强度等级，并科学确定保护层的厚度。一般来说，地下室垫层混凝土等级应在C15以上，且保护层厚度应达到100mm以上。如果高层建筑地基土为软土，设计人员应将保护层厚度增加到150mm以上。此外，为满足高层建筑地下室结构的防水设计要求，迎水面部分的钢筋保护层厚度应达到50mm以上。
3.5地下室结构变形缝设计
在高层建筑地下室结构设计中往往需要根据实际情况进行变形缝的设置。变形缝一般包括沉降缝、防震缝及伸缩缝等。其中设置沉降缝的主要目的是确保地下室结构整体沉降的均匀性，而设置伸缩缝的目的则是避免地下室结构出现温度裂缝等问题。而如果地下室结构采用的是不规则的竖向以及平面布局形式，设计人员可通过防震缝的合理设计来对结构单位进行划分，以达到提高地下室结构抗震能力的目的。如果地下室为多层结构，且其地上部分是多塔以及带裙房单塔等结构形式时，设计人员可利用防震缝将地下室与裙房部分分隔开，从而实现分散地震剪力的效果。设计人员在设计变形缝时要结合地下室结构的防震及防水要求，合理运用不同类型的变形缝，并结合后浇带等设计，从而全面提高地下室结构的设计质量。
结语
建筑地下室结构设计，是建筑工程建设中一项重要组成部分，需要予以重视。这是一项系统化工程，需要进行综合性考虑，不断地尝试，创新结构设计方法，以获得最佳的建筑地下室结构设计方案。此方案一定要符合建筑地下室的实际情况，不可脱离现实，否则所制定的设计方案则无法实行。在进行地下室结构设计的时候，需要考虑层高问题，要处理好抗浮设计问题，应当针对可能出现的超长状况和沉降状况，实施有效的规划和预防。
参考文献
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