建筑结构地下室设计浅谈

文/邳磊 华东建筑设计研究院有限公司大连分公司 辽宁大连 116500

地下室的主要构件包含：底板、竖向构件、竖向通道、楼盖结构，下面对这些构件的设计逐一进行整理：

1、底板

地下室底板主要是由建筑所在场地的地质条件所决定的，主要可划分为基础筏板、防水板、刚性地坪等。在结构设计中又主要是针对基础筏板和防水板的设计。设计要点在于荷载的确定、板厚的确定、配筋的确定：

荷载的确定：由竖向构件传导的上部结构的荷载；根据地勘报告得到的抗浮水位的水头高度折算而来的荷载；底板上直接存在的恒活荷载；人防荷载等。

板厚的确定：根据底板的形式，平板式底板主要考虑竖向构件冲切来确定板厚，未进行精确计算前，对平面较规则，满堂布桩的高层、超高层建筑底板厚度可取每层5～6cm的叠加厚度，抗冲切承载力不足时可局部加厚或加设抗冲切钢筋；梁板式底板主要考虑地下水位及底板上的恒活荷载来确定板厚。

配筋的确定：底板的最小配筋率宜取板面单向0.20～0.30%，板底单向0.25～0.36%，底板形状较规则、整体刚度较好时取小值，反之取大值。当采用计算结果配筋时，除核心筒体内隔墙很少等特殊情况外，一般可取筒体外一倍板厚处内力的平均值，但配筋率不得小于最小配筋率的要求。

2、竖向构件

地下室的竖向构件主要区分为内墙和外墙，结构内部的柱子和外墙中的扶壁柱。内墙和结构内部的柱子与室内的主体结构设计没有太大区别，这里主要针对外墙和外墙中的扶壁柱进行简要的探讨。

地下室外墙厚度不宜小于250mm，外墙厚度应根据其所受的荷载、裂缝的控制要求确定，一般2层地下室（埋深约9～11米）墙体厚度不宜大于550mm；3层地下室（埋深约13～15米）墙体厚度不宜大于650mm。外墙迎水面裂缝宽度不宜大于0.20mm，非迎水面裂缝宽度不应大于0.30mm。

地下室外墙的配筋计算。对于无扶壁柱的外墙配筋计算主要注意因楼面高差、坡道、楼梯等对墙体计算高度的影响就可以了，这里不做赘述。对于带扶壁柱的外墙，在实际设计时，不是根据扶壁柱的尺寸大小进行计算，而是均按双向板计算配筋；扶壁柱则按地下室结构的整体电算分析结果进行配筋，不按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。根据外墙与扶壁柱变形协调的原理，这种设计将使得外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋则有富余量。因此，在计算地下室外墙的配筋时，对于垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大的外墙板块，如高层建筑外框架柱之间，按双向板计算配筋为宜，其余的宜按竖向单向板计算。对竖向荷载较小的外墙扶壁柱，其内外侧主筋也应予以适当加强。外墙的水平分布筋应根据扶壁柱截面尺寸的大小，适当地配以外侧附加短水平负筋加强，外墙转角处也应适当加强。

3、竖向通道

竖向通道主要包含楼梯、电梯、汽车坡道等，这里只简单的谈几个需要注意的地方。

楼梯，相对于地上部分的楼梯，楼梯的地下室部分和地下室的楼梯可以不必选用滑动支座或半平台子结构的形式。地下室的楼梯通常会涉及到地下一层防火隔墙的问题，此时若防火隔墙直接砌筑在梯板上，上应考虑该隔墙的线荷载对梯板的影响，并采取加强措施，墙下设置加强筋，上部下部贯通纵筋至少均为412并锚入梁内。

电梯，在地下室中通常会存在电梯基坑不在底板位置的情况，此时应考虑坑底抗冲切承载力是否满足电梯的要求。

汽车坡道，通常也分为室内的坡道和室外的坡道，室内的坡道可以做梁板式，也可以做大板、厚板，注意一下对主体结构的影响就好。这里还是重点说一下室外的坡道，大体上有以下几个问题值得注意：1.基础：一般直接搁置在土上，如果地下室采用桩基础，考虑设缝分开，下面土层较差，也可考虑采用同塔楼的基础形式。2.抗浮：如果比较深，水位比较高，要考虑抗浮的问题。3.外墙：注意计算简图，那些外墙是悬臂墙，那些是顶端简支支撑。特别是在盖板位置，悬臂墙一般比较高，可以考虑跟建筑商量，增加一段斜的顶板，减小悬臂墙的高度。4.底板：能否成为外墙的支撑条件。

4、楼盖结构

现下主流的楼盖结构主要划分为有梁楼盖和无梁楼盖，其中有梁楼盖又分为主次梁楼盖、井字梁楼盖、十字梁楼盖、加腋整间大板式楼盖；无梁楼盖又分为等厚平板式无梁楼盖、带托板柱帽式无梁楼盖、空心密肋板式楼盖。

有梁楼盖体系结构的传力路径明确，梁可根据建筑使用功能灵活布置，主梁与柱子形成框架，具有良好的刚度，施工简单，是目前使用最为广泛的一种楼盖体系。但是有梁楼盖体系中一般梁高都比较大，占用较多的竖向空间，不利于设备管线的布置，一般要求的层高也会相应的比较高。相对而言，无梁楼盖结构体系则具有建筑空间大，不受梁的限制，空间布置灵活，可以有效的增室内层高，施工方面模板和支撑安装拆除、体系简单，钢筋制作及绑扎简单方便，施工速度快，节省模板。 但无梁楼盖的延性相对较差，在与柱帽或柱子相接处容易发生属于脆性破坏的冲切破坏。

现今地下建筑的体量越来越大，地下室的建造成本在整个项目中所占的比重也越来越大，所以，在对地下室楼盖结构进行选型的时候应根据实际情况，在保证工程质量的前提下，综合对比各种楼盖结构体系的建筑层高、材料用量、工程造价等经济技术指标，选择更加合理的楼盖形式进行设计。

结语：

地下室的结构设计看似繁琐复杂，但是，归根结底还是构件设计的组合，只要把握设计原理，抓住设计重点，以合理的设计为前提，进行全面考虑，就可以使建筑地下室结构设计工作发挥其最大的经济作用和社会效益、战略效益。