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摘要：建筑地下室设计是整个结构设计部分的重点，也是难点之一，作为设计师应该注意积累地下室设计经验，只要准确把握设计要点，结合规范，全面考虑影响地下室结构设计的诸多影响因素，以合理设计为前提，尽量降低建筑成本，最大限度保证高层建筑的安全性、适用性和耐久性是完全可能的。本文作者结合多年来的工作经验，对建筑地下室结构设计进行了研究，具有重要的参考意义。
关键词：建筑；地下室结构设计；优化措施
中图分类号：TU198文献标识码： A
高层建筑不仅地上结构的层数在显著增加，其地下室结构的层数也正在向多层发展，就此，关于地下室结构的结构设计、防水、保温施工工艺也日益成为建筑业界关注的热点问题。由于地下室结构的工程环境特殊、涉及工种繁杂、且施工相对隐蔽、复杂，如果控制不佳，极易出现质量问题，所以，对于该结构物的设计和施工应给与特殊的重视和要求。
一、地下室结构的组成
地下室的种类较多，按照不同的分类标准有不同的分类，其中按照使用功能有普通地下室和防空地下室，按照顶板的标高划分有半地下室和全地下室，按照地下室结构材料的不同，又有砖混结构和钢筋混凝土结构。
通常情况下，一个地下室主要由顶板、底板、外墙、门窗、采光井、楼（电）梯等几个部分组成，顶板一般是采用预制混凝土板或现浇板，在设计顶板厚度时通常是按照首层荷载计算结果确定；底板应高于地下水位高度，在无压力作用可能的情况下，可以按照一般的地面工程进行处理，若底板高度低于地下水最高水位，须考虑到水的浮力荷载，采取一定的措施确保底板有足够的强度、刚度、抗浮和抗渗透能力；地下室的外墙厚度按照一定的计算进行确定，通常情况下，厚度至少要达到30厘米；门窗的设计一般是与地上建筑一致，若窗台在室外地面以下，还应设置采光通风井；设置采光通风井时，每一个窗子均应有一个采光井[2]；地下室的楼（电）梯可与上部建筑结合设计，规模较小的地下室也可设置单跑楼梯，还须确保地下室安全出口处无较高的建筑阻碍。
二、建筑地下室结构设计的优化措施
1、地下室结构平面设计
在现代建筑的地下室结构设计中，应当综合考虑到地下室的使用功能、防火、排水、通风、采光、管道设置、坑道、设备用房等多个方面的影响因素，以实际的荷载要求对地下室进行整体的结构计算，确定地下室的设计方案，并对其进行优化。如地下室的长度长，超过了设计规定的长度，需要根据整体结构计算是否要设置变形缝，而考虑到防水的要求，一般是不设或尽可能地少设变形缝，此时就可以通过设置后浇带、使用混凝土添加剂或地上设缝的方式来达到地下不设缝的目的。
在进行地下室结构设计时，考虑到通风采光的要求，须合理地设置采光通风井，采光通风井的位置选择十分重要，应当根据具体的计算结果，确定合适的位置，既要保证地下室结构的稳固性，还须保证能将上部的风力、地震作用传至地面和侧壁，确保设计能够满足建筑的深埋要求[3]。
2、地下室外墙结构设计
现代建筑多为高层建筑，在建筑中，水平荷载对建筑的影响非常大，而通过合理利用地下室外墙的外侧土抗力，能够分担建筑的的荷载，降低上部结构的应力。而要在地震和风荷载作用下将水平荷载安全地传递给地下室周围的外侧土，就须要保证外墙在外侧压力作用下具有一定的强度和稳定性，在设计时，既要通过实践明确静止土压力系数，也应注意到横向荷载、竖向荷载及活荷载等方面，而通常情况下，竖向荷载作用的内力不起控制作用，在设计时可以不作过多考虑，只按照横向荷载作用对墙板产生的弯矩来计算配筋。
以外墙高度4.8米，水位高出基础顶部1.6米，外侧填土高处墙顶0.5米的无钢筋混凝土底板地下室为例，通过静止土压力的计算可得出具体的外墙荷载分布。之后再根据以上结果计算出配筋并确定选筋方案。而由于混凝土结构的地下室，外墙混凝土易出现压缩，产生的拉应力大，易导致收缩裂缝的出现，不仅影响到地下室的正常使用功能，还会对结构的耐久性和稳固性带来不良的影响，因此，在外墙设计计算时，还应当确定合理的裂缝控制限制。在地下室长度过程时，为防止外墙出现沿墙的竖向裂缝除了以上所说可以通过设置后浇带或使用混凝土膨胀剂外，还可以通过设置膨胀加强带、增加水平分布筋的方法来解决这一问题。
3、地下室防水结构设计
在进行地下室防水结构设计时，应充分地了解和掌握施工现场的地下水类型、水质、水位标高及地表水体的分布、含水层的构造、地下室埋深深度等施工现场条件，根据掌握的资料以及地下室防水工程等级的要求进行合理的结构设计，采取结构自防水及附加防水的方式措施，结构自防水是通过对材料的配比、混凝土添加剂的使用等措施来使混凝土成为密实、孔隙小或孔隙互不连通的结构，以防止地下水的渗入。须注意的是，单独采用自防水结构的防水效果不佳，在实际应用中，难以较为有效地防止地下水对结构的侵蚀，加之混凝土还受到各种外力、内力的影响，随着时间的推移，还会产生难以避免的有害裂缝，这些因素均对地下室的安全稳定性能有着不利的影响，因此，在设计防水工程时，即是地下水位不高，对一些防水要求较高的地下室也应在结构自身防水外设置一定的附加防水层，以确保防水性能可靠，在选择防水卷材时也考虑到经济、环保的要求，在满足工程需要的条件下尽可能地选择性价比更高、环保性能更好的材料[4]。
4、地下室抗浮结构设计
由于水有一定的浮力，当地下水的水位高于地下室的基础底板时，就会对地下室产生向上的浮托力，而当地下水的浮托力大于了地下室自重时，就会使地下室上浮变形，破坏地下室结构，因此，地下室的抗浮结构设计也十分重要[5]。在地下室结构设计中，抗浮设计通常只考虑正常使用情况下的极限状态，而往往忽略掉施工过程及洪水期的抗浮要求，这就导致了在施工过程中易出现由于抗浮不够而引起局部破坏。另外，通常情況下，一个大面积的地下室上部有着多栋建筑，加上地下室形状不规则，给抗浮设计增加了更大的难度，出现此种情况时就须对其结构进行细致的分析计算后再根据具体情况进行处理[6]。
三、结语
现代建筑地下室结构的设计是一个复杂系统的工程，其设计到的专业、知识内容等范围较广，设计中需要考虑的影响因素多，在进行结构设计时，应当通过实地勘察，了解施工现场的实际施工条件，根据地下室工程及整体建筑工程的具体要求，遵循相关的设计规范要求，确定合理的结构设计方案，同时在确保地下室工程满足使用功能和安全稳固性的条件下，还应充分考虑到起经济性和环保性，通过不断的对比优化，选择最优的结构设计方案，以降低工程造价，提高经济效益。
参考文献：
[1]顾明星.高层建筑结构地下室和基础设计应注意的问题[J].魅力中国，2011（10）：481-482
[2]何锋.建筑工程地下室结构设计研究[J].建材与装饰：中旬，2011（4）：261-262
[3]冯浩钊，关于地下室结构的设计——以中山某住宅小区的地下室设计为例[J]，城市建设理论研究（电子版），2012(6)：816-817
[4]徐晓红，刘国光，徐有华.某地下室的结构优化设计及经济性比较[J].浙江建筑，2011（5）：857-858
[5]张昭.浅析高层建筑地下室结构设计[J].中国新技术新产品，2012（12）：654-655
[6]马丽，王守辉，陈先荣，浅谈建筑地下室结构的设计[J]，城市建设，2012(25)：362-363
关键词：建筑；地下室结构设计；优化措施
中图分类号：TU198文献标识码： A
高层建筑不仅地上结构的层数在显著增加，其地下室结构的层数也正在向多层发展，就此，关于地下室结构的结构设计、防水、保温施工工艺也日益成为建筑业界关注的热点问题。由于地下室结构的工程环境特殊、涉及工种繁杂、且施工相对隐蔽、复杂，如果控制不佳，极易出现质量问题，所以，对于该结构物的设计和施工应给与特殊的重视和要求。
一、地下室结构的组成
地下室的种类较多，按照不同的分类标准有不同的分类，其中按照使用功能有普通地下室和防空地下室，按照顶板的标高划分有半地下室和全地下室，按照地下室结构材料的不同，又有砖混结构和钢筋混凝土结构。
通常情况下，一个地下室主要由顶板、底板、外墙、门窗、采光井、楼（电）梯等几个部分组成，顶板一般是采用预制混凝土板或现浇板，在设计顶板厚度时通常是按照首层荷载计算结果确定；底板应高于地下水位高度，在无压力作用可能的情况下，可以按照一般的地面工程进行处理，若底板高度低于地下水最高水位，须考虑到水的浮力荷载，采取一定的措施确保底板有足够的强度、刚度、抗浮和抗渗透能力；地下室的外墙厚度按照一定的计算进行确定，通常情况下，厚度至少要达到30厘米；门窗的设计一般是与地上建筑一致，若窗台在室外地面以下，还应设置采光通风井；设置采光通风井时，每一个窗子均应有一个采光井[2]；地下室的楼（电）梯可与上部建筑结合设计，规模较小的地下室也可设置单跑楼梯，还须确保地下室安全出口处无较高的建筑阻碍。
二、建筑地下室结构设计的优化措施
1、地下室结构平面设计
在现代建筑的地下室结构设计中，应当综合考虑到地下室的使用功能、防火、排水、通风、采光、管道设置、坑道、设备用房等多个方面的影响因素，以实际的荷载要求对地下室进行整体的结构计算，确定地下室的设计方案，并对其进行优化。如地下室的长度长，超过了设计规定的长度，需要根据整体结构计算是否要设置变形缝，而考虑到防水的要求，一般是不设或尽可能地少设变形缝，此时就可以通过设置后浇带、使用混凝土添加剂或地上设缝的方式来达到地下不设缝的目的。
在进行地下室结构设计时，考虑到通风采光的要求，须合理地设置采光通风井，采光通风井的位置选择十分重要，应当根据具体的计算结果，确定合适的位置，既要保证地下室结构的稳固性，还须保证能将上部的风力、地震作用传至地面和侧壁，确保设计能够满足建筑的深埋要求[3]。
2、地下室外墙结构设计
现代建筑多为高层建筑，在建筑中，水平荷载对建筑的影响非常大，而通过合理利用地下室外墙的外侧土抗力，能够分担建筑的的荷载，降低上部结构的应力。而要在地震和风荷载作用下将水平荷载安全地传递给地下室周围的外侧土，就须要保证外墙在外侧压力作用下具有一定的强度和稳定性，在设计时，既要通过实践明确静止土压力系数，也应注意到横向荷载、竖向荷载及活荷载等方面，而通常情况下，竖向荷载作用的内力不起控制作用，在设计时可以不作过多考虑，只按照横向荷载作用对墙板产生的弯矩来计算配筋。
以外墙高度4.8米，水位高出基础顶部1.6米，外侧填土高处墙顶0.5米的无钢筋混凝土底板地下室为例，通过静止土压力的计算可得出具体的外墙荷载分布。之后再根据以上结果计算出配筋并确定选筋方案。而由于混凝土结构的地下室，外墙混凝土易出现压缩，产生的拉应力大，易导致收缩裂缝的出现，不仅影响到地下室的正常使用功能，还会对结构的耐久性和稳固性带来不良的影响，因此，在外墙设计计算时，还应当确定合理的裂缝控制限制。在地下室长度过程时，为防止外墙出现沿墙的竖向裂缝除了以上所说可以通过设置后浇带或使用混凝土膨胀剂外，还可以通过设置膨胀加强带、增加水平分布筋的方法来解决这一问题。
3、地下室防水结构设计
在进行地下室防水结构设计时，应充分地了解和掌握施工现场的地下水类型、水质、水位标高及地表水体的分布、含水层的构造、地下室埋深深度等施工现场条件，根据掌握的资料以及地下室防水工程等级的要求进行合理的结构设计，采取结构自防水及附加防水的方式措施，结构自防水是通过对材料的配比、混凝土添加剂的使用等措施来使混凝土成为密实、孔隙小或孔隙互不连通的结构，以防止地下水的渗入。须注意的是，单独采用自防水结构的防水效果不佳，在实际应用中，难以较为有效地防止地下水对结构的侵蚀，加之混凝土还受到各种外力、内力的影响，随着时间的推移，还会产生难以避免的有害裂缝，这些因素均对地下室的安全稳定性能有着不利的影响，因此，在设计防水工程时，即是地下水位不高，对一些防水要求较高的地下室也应在结构自身防水外设置一定的附加防水层，以确保防水性能可靠，在选择防水卷材时也考虑到经济、环保的要求，在满足工程需要的条件下尽可能地选择性价比更高、环保性能更好的材料[4]。
4、地下室抗浮结构设计
由于水有一定的浮力，当地下水的水位高于地下室的基础底板时，就会对地下室产生向上的浮托力，而当地下水的浮托力大于了地下室自重时，就会使地下室上浮变形，破坏地下室结构，因此，地下室的抗浮结构设计也十分重要[5]。在地下室结构设计中，抗浮设计通常只考虑正常使用情况下的极限状态，而往往忽略掉施工过程及洪水期的抗浮要求，这就导致了在施工过程中易出现由于抗浮不够而引起局部破坏。另外，通常情況下，一个大面积的地下室上部有着多栋建筑，加上地下室形状不规则，给抗浮设计增加了更大的难度，出现此种情况时就须对其结构进行细致的分析计算后再根据具体情况进行处理[6]。
三、结语
现代建筑地下室结构的设计是一个复杂系统的工程，其设计到的专业、知识内容等范围较广，设计中需要考虑的影响因素多，在进行结构设计时，应当通过实地勘察，了解施工现场的实际施工条件，根据地下室工程及整体建筑工程的具体要求，遵循相关的设计规范要求，确定合理的结构设计方案，同时在确保地下室工程满足使用功能和安全稳固性的条件下，还应充分考虑到起经济性和环保性，通过不断的对比优化，选择最优的结构设计方案，以降低工程造价，提高经济效益。
参考文献：
[1]顾明星.高层建筑结构地下室和基础设计应注意的问题[J].魅力中国，2011（10）：481-482
[2]何锋.建筑工程地下室结构设计研究[J].建材与装饰：中旬，2011（4）：261-262
[3]冯浩钊，关于地下室结构的设计——以中山某住宅小区的地下室设计为例[J]，城市建设理论研究（电子版），2012(6)：816-817
[4]徐晓红，刘国光，徐有华.某地下室的结构优化设计及经济性比较[J].浙江建筑，2011（5）：857-858
[5]张昭.浅析高层建筑地下室结构设计[J].中国新技术新产品，2012（12）：654-655
[6]马丽，王守辉，陈先荣，浅谈建筑地下室结构的设计[J]，城市建设，2012(25)：362-363