普通地下室结构设计

浅谈普通地下室结构设计

摘要：住宅建筑设计时，对地下室结构的设计依据、注意事项等内容进行了简要叙述，以供大家参考。

关键词：嵌固端；抗震等级；伸缩沟；侧壁；抗浮；裂缝

随着生活水平的不断提高，人们的生活水平也相应提高，拥有私家车的人越来越多，但城市住宅项目用地却越来越少，因此大多住宅项目都会考虑采用地下室作为车库，以减少地面上的停车用地。在地下室结构设计中，按功能来分主要有两种：人防地下室和普通地下室。，本文仅以普通地下室的常见情况进行简要总结，以供大家参考：

一、地下室顶板

地下室顶板可分塔楼内和塔楼外两部分来考虑。如各塔相隔较远时，使用pkpm建模计算时，多个塔楼计算较难以完成，且结果也不一定合理，故一般应分割出来计算。

塔楼内的地下室顶板，一般会作为上部结构的嵌固端。按《建筑抗震设计规范》gb50011-2010中第6.1.14条要求采用。该条也详细说明了板厚、侧向刚度、配筋等要求。本条规范在侧向刚度的相关范围在条文说明中给出了一个建议：一般可从地上结构（主楼、有裙房时含裙房）周边外延不大于20m。如定义地下室顶板为嵌固端，则在pkpm计算中也应有所设置。计算结果不满足本条规范侧向刚度要求，则需对结构进行调整或改变嵌固端的位置。在广东地区，地方规范中要求地下室顶板活荷载应考虑施工活载10kn/m2，

分项系数取1.0，在pkpm中由于分项系数不能单独设定，可取活载为7.2kn/m2。根据这条要求，在顶板设计时，如无较大荷载和较大跨度处，可不需再布置次梁。

在塔楼外（纯地下室）部分，根据建筑园林等其它专业要求，确定地下室顶板覆土厚度，园林活载取4.0kn/m2。在有消防车道时，按消防车道活载取值。现新荷载规范（2012版）中有消防车活荷载考虑覆土厚度影响的折减系数取值，详附录b中要求。此外，等效荷载也可按消防车车轮的轮压，考虑覆土的荷载扩散效应计算作用在楼板上的荷载，再按不利荷载布置计算其板配筋；计算梁时，按影响线方法，在取不利的情况下，计算其配筋，可参考吊车梁的设计方式。地下室施工时，如覆土完后，还有大型施工车辆作用在顶板上，则还应考虑施工车辆载重荷载，需与消防车荷载比较取大值。荷载地下室顶板如采用无梁楼盖时，板厚要求不小于250mm。当计算板的配筋率如超过0.5%时，宜修改板厚。配筋率控制在0.3～0.4%时较经济。

地下室的抗震等级在《建筑抗震设计规范》gb50011-2010中第6.1.3条第3点已有明确规定：由当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级，但不应低于四级。地下室中无上部结构的部分，抗震构造措施的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。本条是2010版规范中新增加的，在新高规中，也有相应的条文规定。

当地下室的长度超过40m时，应设置后浇带。顶板和底板的设置最好在相同的柱距中部1/3跨位置处，均与侧壁后浇带连接。如果由于某种原因，不能设置在跨中部位，则应注意对梁抗剪承载力的影响。如地下室结构长度超过200m，则建议设置伸缩沟，以保证结构在较大变形情况下不会破坏，但伸缩沟需沿直线贯通设置。在设计伸缩沟时，需考虑伸缩沟处的柱网布置、基础、及净高等因素外，还要考虑能保证地下室能做为上部结构的嵌固端。此外，设计时需与施工方商量由后浇带划分每一块区域的面积，以便混凝土浇筑能按施工计划顺利完成。

二、地下室侧壁

侧壁的作用主要用来抵抗土体的水平力。首先需确定侧壁的受力模型，对于一般无扶壁柱的侧壁，侧壁可按扁梁来考虑设计。取在底板处为固端，对有顶板处取铰接；对于车道在地下室边缘处，车道一边的侧壁的无顶板时，就需按自由端设置。如地下室有多层，则中间层的梁板就相当于连续梁的支座。对于有扶壁柱的侧壁，则侧壁需按双向板来考虑，而扶壁柱可按梁的受力来受力主筋大小。但设置扶壁柱时，可能会影响到建筑使用的间距要求，需与建筑沟通是否可以设置。

荷载的确定主要是考虑土体和地下水的压力，有水土合算和水土分算两种情况。对砂性土宜按水土分算的原则计算；对粘性土宜按水土合算的原则计算；也可按地区经验确定选取。个人建议采用水土合算方式，此做法会偏保守些。土体荷载又主要分为主动土压力、

被动土压力和静止土压力。

在侧壁未设置扶壁柱时，需在转角处适当加大水平筋的配置，因为平面外相交的墙有支撑作用，此处应力较大。在侧壁底部与底板相接位置，底板的抗弯能力不能小于侧壁，底板配筋除按正常计算外，还应考虑侧壁对底板影响，但一般地下室底板会比侧壁要厚些。对于侧壁的水平筋和竖向筋的放置，建议水平筋放在竖向筋的外侧，这样设置一方面对施工方便，另一方面结构受力较好。

三、地下室底板

地下室底板的设计，需结合地质情况、上部结构形式、荷载大小、抗浮要求等来设计。除正常使用状态下，广东地区全埋式地下室结构的底板多数需考虑抗浮计算。抗浮设计首先要明确地下室水位标高。地下室水位应合理取值，取值过大，对成本造成浪费，取值较小，结构则存在安全隐患。水位确定需考虑整个场地和本身的结构等特点来判断水位标高。一般地质报告中会有建议值。

当建筑物自重及压重标准值之和与浮力作用值小于1.05时，需进行抗浮处理。主要的措施有：提高底板标高、增加自重（如增加覆土等）、增加抗浮桩或抗浮锚杆等。对于永久性抗拔锚杆尚应考虑抗腐蚀的要求，其截面直径应比计算要求加大一个级别（详广东省标准《建筑地基基础设计规范》（dbj15-31-2003）11.2.2条）。当局部区域不满足时，也可采用增加结构刚度的措施。底板设计除按正常荷载作用时计算外，还要考虑抗浮计算。在新版的pkpm中，已增加防水板的抗浮计算模块。因此板配筋需两都比较取值。

地下底板在无其它特别要求，一层地下室底板为平板式较梁板式经济。当柱跨为8x8m，底板厚400mm。平板式钢筋含量较梁板式节少30%左右，综合造价高出约10%。且施工方式平板式也较梁板式简单。此数据仅供参考，柱跨及荷载变化时需具体分析。

地下室底板设置后浇带或设置时，应与侧壁、顶板整体考虑。设计时，应避开承台或柱基等重要构件。此外，还应配合建筑、设备要求设计。如满足集水井的布置条件。否则会导致柱网或基础的修改调整。

四、裂缝控制

地下室出现裂缝的原因比较复杂，与材料、外部环境、施工工艺及设计要求等有关。在设计当中裂缝控制的措施有：a.合理布置钢筋，筋布置建议在配筋率相同时，选用细而密的布置形式。b.设置伸缩缝或后浇带。c.添加外加济，补偿混凝土收缩。此外，施工、材料选择等环节也需进行全面控制，才能减少裂缝的产生。

五、结束语

地下室结构设计涉及面较广，也较为复杂，需综合各个方面来考虑，尽可能做到满足建筑要求、结构性能安全、造价经济等方面。本文总结地下室结构设计的注意点，以供大家参考。

参考文献：

1. 建筑结构荷载规范gb50009-2012

2. 混凝土结构设计规范gb50010-2010

3. 建筑抗震设计规范gb50011-2010