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摘要：随着我国经济水平的快速提升，城市化建设进程加快，城市建筑行业发展迅速，高层建筑在城市建筑中占主要地位。高层建筑的地下室结构与多层建筑地下室结构略有不同，传统多层建筑结构设计无法满足其较高水平的设计需求，如何提高高层建筑工程地下室结构设计，优化地下室结构稳定性与安全性，是现阶段建筑工程行业从业人员需要重点思考的问题。本文结合实际工作经验，对高层房建工程中的地下室结构设计探究这一课题进行深入探究。
关键词：高层建筑；地下室；结构设计
随着我国建筑工程行业的发展，很多高层建筑的电梯设备用房、电力设备用房、停车场均设计在地下室位置，不仅能够充分开发纵向使用空间，还能有效缓解我国现阶段的城市土地资源紧张问题，符合建筑工程行业的未来发展趋势，高层建筑地下室结构设计人员要在综合分析高层建筑情况，灵活调整设计方案，提高地下室结构设计水平，优化地下室结构，为建筑行业发展奠定基础。
1地下室结构概述
现阶段，随着城市人口的逐渐增多以及城市土地资源日益紧缺，在城市建设的高层建筑中逐渐加大了地下空间的开发力度。同时，随着我国建筑规模的不断扩大，地下室的功能也呈现多元化的特点，从最初用于存储物体，逐步成为停车场、大型地下商场以及人防等多功能的结构物。因而这就给现代建筑地下室结构的设计提出了更高的要求，由于地下室设计荷载较大，防水抗裂要求高，其造价占整个项目造价的比重也相当大，而且地下室所处的位置以及影响的设计因素较多，施工环境特殊、隐蔽性大、涉及的工种多、施工复杂，也容易出现质量问题，这就不仅要求设计人员具有专业的设计意识，而且还应具有较强的前瞻性，且地下室结构设计又是整个设计的根本，因此，对于地下室结构设计人员而言，加强地下室的结构设计具有重要意义。
2高层建筑地下室结构设计主要内容
2.1荷载设计
高层建筑地下室荷载设计中主要考虑水压、土压和自重等方面，组合荷载包括：各层楼板、基础、外墙和承重墙，不同部位对应了特定的荷载设计，例如：
承重墙组合荷载中的静荷载、自重荷载等，计算出荷载的总和，规范组合荷载的数据。地下室荷载设计的实践性强，按照结构特点，划分出具有组合设计条件的荷载，防止荷载组合设计中出现重复的荷载，确保地下室结构荷载的精准性。
2.2底板设计
高层建筑地下室底板结构，应根据底板结构承载力计算结果，同时考虑基础承台的作用。底板应计算正截面承受弯承载力，其厚度尚应满足受冲切承载力、受剪切承载力的要求。高层建筑主体结构地下室底板与扩大地下室底板交界处，其截面厚度和配筋应适当加强。
2.3外墙设计
地下室外墙是地下室的主要组成部分，承担着上部结构的竖向力、水平向的土压力、地下水压力以及地面的堆载等，起主导作用的是水平方向的力。计算地下室外墙的内力时，应考虑各方向的荷载值，根据支承的边界条件和高宽比合理地选择计算模型，常按四边支承单、双向板或是竖向悬壁板计算。
2.4顶板设计
高层建筑所承受的水平荷载主要通过地下室顶板传递给大地，因此，地下室顶板的刚度和厚度既要符合受力要求又要满足施工堆载的需要，还要满足防水防渗的要求。根据《抗震规范》和《高规》的要求，普通地下室顶板厚度不小于160ram，作为上部结构抗嵌固端时，地下室顶板厚度不小于180mm；人防地下室顶板还需考虑人防荷载且要求厚度不小于200mm。
3高层建筑地下室结构设计策略
3.1地下室平面结构设计
平面结构设计高层建筑地下室结构平面设计应全面考虑到其使用性能和不同专业的施工配合，当地下室结构长度超出标准设计长度时，考虑混凝土收缩及温度应力，分析是否需要设置变形缝，如果地下室结构设计中设置变形缝，变形缝周围的防水处理比较复杂，因此一般情况下应尽量不设或者少设变形缝。相关设计人员可根据高层建筑实际情况，通过地下不设缝和地上设缝、适当添加混凝土外加剂、合理设置后浇带等方法，实现地下室结构不设城市建筑I结构•抗震变形缝。在地下室平面结构设计过程中，如果采用设置后浇带方法无法解决变形缝问题，可结合地下室各个区域的使用功能，在合理位置设置u型温度变形缝。地下室常用结构布置形式有单向板楼盖、十字双向板楼盖、井字梁楼盖、无粱楼盖和加厚板楼盖。另外，地下室结构平面布置设计应与设备专业管线配合，合理的结构布置形式结合相应的管线综合，对地下室层高有250-450mm影响，直接影响整个地下室开挖深度，直接影响基坑支护的造价。地下室设计必须满足高层建筑工程项目的埋深要求，快速、有效地将高层建筑上部结构的风力和地震作用传递到地面和侧壁。
3.2地下室外墙设计
高层建筑地下室外墙设计应充分两方面内容，一方面，根据地下室施工现场的实际情况和施工设计要求，确定地下室静止土压力系数，通常情况下，砂土取0．33～O．45，粘性土取0．5～O．8；另一方面，地下室结构荷载主要包括横向荷载和竖向荷载，竖向荷载主要来自楼层传重和地下室结构重量；横向荷载主要是指静效荷载，包括人防、地面荷载和侧向土压力等。由于地震作用力、风荷载和竖向荷载无法准确统计，进行地下室外墙设计时可忽略竖向荷载对于外墙结构的轴压力，根据横向荷载作用力对地下室侧壁的弯矩，复核其强度及裂缝控制下的包络配筋。如侧壁配筋较大，也可在不影响建筑使用功能的条件下设置扶壁柱
3.3抗震设计
地下室结构抗震设计对于整个高层建筑的抗震性能有着重要影响，在设计过程中，应使高层建筑上部结构和地下室结构的墙柱定位保持准确一致，地面以上地下室露出部分的高度应小于地下室埋深。如果地下室顶板结构比较复杂，应有针对性地采取有效措施，在顶板高差变化明显的区域设置斜腋，确保地下室顶板结构可以快速有效地传递水平作用力。同时，地下室顶板结构作为高层建筑工程结构的嵌固端，必须满足厚度要求，顶板厚度应大于180，合理控制最小配筋率。
3.4防水设计
防水设计是地下室结构设计的关键内容，其在很大程度上决定着整个地下室的使用功能和使用寿命。地下室防水设计结合高层建筑的应用要求和项目性质，结合混凝土壁厚和水头高度，确定地下室结构混泥土抗渗等级，严禁随意降低。根据高层建筑地下室结构的防水要求，通常情况下，地下室结构仅采用防水混凝土，无法满足施工设计要求，还应该作卷材防水层。同时，考虑到地下室防水层无法更换、环境恶劣等情况，做好选择耐用型的卷材，在地下室底侧设置防水卷材时必须进行闭合，优化积水坑、承台、桩头等节点设计，控制地下室渗水，并且为了便于地下室排放积水，应合理设置积水坑和排水明沟另外，在混凝土中加入适量的膨胀剂，提高混泥土的抗拉性能，防止混凝土结构产生裂缝，并且做好混凝土浇筑后的养护管理，保障施工质量。
4结语
近年来，各个地区的高层建筑工程蓬勃发展，高度越来越高，结构形状更加复杂，地下室结构设计对于整个高层建筑质量和使用性能有着直接影响，因此必须高度重视。地下室结构设计在保障正常发挥地下室使用功能基础上，还应考虑到地下室排水通风、抗渗性、抗震性、抗浮设计和防水设计要求，优化地下室外墙设计和地下室平面结构布置形式，保障地下室设计的科学合理性。随着高层建筑的快速发展，应勇于尝试、敢于创新，在地下室结构中积极采用新技术、新材料和新工艺，提高整个高层建筑设计质量，对工程造价有合理管控。
参考文献：
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