坡地高层建筑非全埋式地下室结构设计分析

坡地高层建筑非全埋式地下室结构设计分析
发布时间：2021-06-29T06:53:04.863Z 来源：《建筑学研究前沿》2020年26期作者：徐胜坚
[导读] 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。

徐胜坚
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摘要：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。

基于此，本文主要探讨了坡地高层建筑非全埋式地下室结构设计。

关键词：坡地高层建筑；非全埋式地下室；结构设计
引言
地下室结构是现代高层建筑中的重要组成部分，其设计水平和质量将直接关系到高层建筑整体结构的安全性和稳定性。

因此设计人员应严格遵守相关设计规范，准确把握地下室结构设计中的各设计关键点，并结合高层建筑工程的实际情况对地下室结构设计进行优化，不断提高设计方案的质量，为确保地下室结构安全及其各项使用功能的正常发挥奠定良好的基础，推动我国建筑结构设计水平的全面提升。

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[1]。

2坡地高层建筑非全埋式地下室结构设计
2.1高层建筑地下室结构的荷载设计
针对建筑结构体系中的人防荷载以及地下室自重和在，对应的单位也要提前计算好荷载分布，病按照对应的标准规范，考虑建筑工程的统一特点，并按照相关规定开展有效的荷载组合和控制，也进一步确定地下室结构中的荷载部分，以此来完成高层建筑地下室结构的荷载设计。

对于其中常见的荷载构建如顶板，侧板，以及基础等要进行一一分析。

针对荷载影响直接的暴动荷载，建筑自重荷载，外墙恒动荷载等，都需要设计人员理性分析，合理规划，防止对整个建筑工程造成直接损害[2]。

2.2嵌固部位设置的问题
嵌固部位是建筑中可以对整体结构水平力进行限制的区域，坡地高层建筑实现该功能的部位只有地下室才能做到。

地下室本身的刚度和四周土体产生的限制能力对建筑上部结构的位移有嵌固作用，而且 建筑设计规范 中也对地下室作为建筑上部嵌固功能做出了明确的要求。

和普通的高层建筑不同，坡地高层非全埋式地下室由于坡度较低的部分没有土体作为约束材质，因此并不满足地下室顶端成为建筑上部嵌固部位的条件，因此需要将嵌固部位放在四周有土体掩埋的区域，如地下室的楼板位置才行。

建筑上方在地下室的传力路径是水平力经由地下室的顶板传到外墙，再由外墙传递给四周掩埋的土体，另一部分力通过地下室的支撑结构一直向下传递，直到传递给地基和周围的土体。

因此可以通过加强地下室混凝土墙体的刚度来提高地下室可承受的水平力占比，让建筑上部的水平力可以分散到纵向构件上，从而传递给周围的土体，降低建筑出现扭转破坏的几率[3]。

2.3抗浮设计
地下水的水位以及水位变化情况是设计人员在设计抗浮能力时所需要考虑的关键要素。

所以在开展抗浮设计时一定要针对地下室具体的结构在极限恶劣的情况下进行分析，例如雨水以及洪涝时期。

由于地下室的总面积比较大而且内部排列相对混乱，因此这也在某种程度上提高了设计的难度以及复杂性，只有在完成详细计算之后才可能获得最为科学与合理的设计结果。

另外，由于地下室的抗浮通常是在极限状态下进行的研究，所以在地下室基础底板低于设计水位时，很有可能会在底板与地下水交界处产生浮力。

倘若浮力高于地下室的自
重，那么地下室最终将会发生上浮等情况。

为此，相关的设计人员一定要在抗浮设计开始之前全面考察地下室结构，对其结构有一个大概了解，利用抗拔桩或者是抗拔锚杆来实施设计方案，于此同时为了预防出现地基上浮的情况还要将两者彻底插入到基础底板当中。

2.4基础底板的设计
正所谓基础底板，基础指的是它在地下室当中所处的地位，虽然该部分极为基础但是却也尤为重要，因此在对该部分进行设计时一定要保证地基承载力符合设计标准。

而由于底板在某些情况之下会被作为防水板来进行使用，因此在挑选原材料时一定要保证其具有良好的防水效果。

除此之外，在设计底板时还要对其各项数据进行严密的计算与测量，同时优化布置设计[4]。

2.5地下室外墙结构设计
在设计地下室外墙结构时，作用于地下室外墙上的荷载主要分为两个部分，一部分是横向荷载，包括地下水压力、土压力、人防等效静荷载（有人防要求时）室外地坪活荷载等；另一部分是竖向荷载，包括了地下室顶板荷载、上部结构传来的荷载、外墙的自身重量等。

如果是一般的民用建筑，那么其室外地坪活荷载应当控制在5KN/m2，当考虑过消防车时，则应根据实际情况来确定。

在设计地下室结构之前，首先需要根据勘察单位提供的地质勘察报告，获取相关数据，来计算水压力、土压力。

其次，根据结构地下是外墙、顶板及底板的结构布置，合理地选取地下室外墙的计算简图模型[5]。

2.6地下室结构抗震设计
在高层建筑地下室结构的设计工作中，抗震设计是关键性的设计环节，地下室的抗震性能不仅直接关系到高层建筑整体结构的安全性和稳固性，而且也会对相关人员的生命财产安全产生重要影响，因此设计人员要高度重视地下室结构的抗震设计环节。

设计人员应全面收集高层建筑工程项目所在地区的历史地震资料，根据高层建筑抗震设计规范的相关要求合理确定地下室结构的抗震设防等级。

同时设计人员要根据地下室结构在安全性、稳固性、承载性能及变形控制等多方面的要求合理确定地下室深度，并应提高地下室结构材料质量性能以及规格选择的科学性，优化设计方案，全面提高高层建筑地下室结构的抗震能力[6]。

如果高层建筑地下室结构顶板作为上部结构的嵌固部位，设计人员应减小顶板洞口面积，选择现浇梁板结构形式，同时将混凝土强度控制在C30等级以上，而楼板厚度则不宜小于180mm，应采用双向双层的配筋方式，且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25%。

此外设计人员应科学确定地下室结构的侧向刚度，地下1层结构与首层侧向刚度比不宜小于2。

应将抗震墙设置在地下室周围，且应与顶板相互连接。

结束语
地下室对于高层民用建筑而言有着十分重要的潜在意义，建筑的整体结构均需要由地下室进行支撑，因此确保地下室结构的合理性、安全性还有耐久性对于主体结构安全性以及人们日常生活都有着极为重要的作用。

在设计地下室结构时的重点应当是确保其具有出色的承载能力、防水、防沉降以及形变等。

为了实现上述目标，设计人员必须要不断完善自身的知识结构，优化结构设计方案，最终确保地下室具有完备的功能以及较高的安全性能。

参考文献
[1]刘萍.高层民用建筑地下室结构设计探讨[J].住宅与房地产，2018（15）：69.
[2]杨宏伟，丁翠霞.高层民用建筑地下室结构设计探讨[J].江西建材，2017（23）：44+46.
[3]古俊东.高层民用建筑地下室结构设计分析[J].山西建筑，2017，43（21）：41+94.
[4]吴欣.浅析小高层民用建筑地下室结构设计[J].城市建筑，2013（04）：51+162.
[5]周俊威.高层建筑地下室结构设计研究[J].建材与装饰，2018（33）：118–119.
[6]唐意.建筑地下室抗浮设计若干问题探讨[J].智能城市，2019，5（15）：56–57.。