浅析建筑工程地下室结构设计与探讨 摘要：近年来，随着我国城市化发展进程加快，以及城市实际容纳人口总量的 高速增长，绝大部分建筑工程的地表建筑所容纳的人口数量有限，无法满足城市 的发展与实际需求。此外，伴随着城市用地的紧张，部分建筑工程将设备管理间 等功能区域放置于地下结构区域，因此当前我国绝大部分建筑工程普遍附带地下 室建筑。但与此同时，我国建筑行业对于建筑工程地下室结构设立原则与设计要 点缺乏深入了解与系统规划，因此本文对这一问题开展以下深入探讨。 关键词：建筑工程；地下室；结构设计；探讨 建筑工程的地下室主要指，在地面水平高度以下的建筑结构，也泛指水平高 度低于建筑物室外地面以下的房间。在建筑中，地下室建筑主要承担着容纳更多 人口、地下停车区域、防空安全区域以及设备杂物储存管理间等应用职责，并在 整体层面上提高了建筑工程的建设性价比与企业的经济效益。但在当前我国部分 建筑工程地下室结构设计、地下室建筑竣工交付使用阶段中，部分所设计的建筑 工程地下室结构方案缺乏合理性，并因此受到建筑工程土壤深层地下水的强烈腐蚀、渗透作用。此外，在出现建筑工程地下室结构设计方案缺乏合理性问题时， 也会衍生建筑工程抗震稳定性能下降等诸多问题，其重要性不言而喻。 一、在建筑工程地下室结构设计工作开展过程中，主要存在的设计难点分析 首先，相较于建筑的其他设计工作而言，地下室结构设计工作的开展需要设 计人员具有全面性设计理念与极高的专业素养。例如在建筑工程地下室结构设计 工作开展过程中，设计人员将不但需要充分考虑到地下室结构设计方案的抗潮性、抗渗透性，还需要考虑到在地下室结构设计方案的整体结构强度系数、稳定性、 抗震性、防火性等多方面建筑性能，并构建配套的地下室通风、排水等配套系统。 其次，在建筑工程地下室结构设计工作开展过程中，设计人员也需要考虑到 其他因素对于地下室结构设计方案科学合理性的干扰影响问题。例如在建筑工程 土壤底层所分布的地下水出现水位高度上升问题时，会对建筑工程地下室结构稳 定性造成较强程度的干扰影响，并在严重情况下导致建筑工程地下室整体结构出 现上浮、挪动问题。而在建筑地下室受到燃气泄露爆炸、地震等事故与不可抗力 因素干扰影响时，也会对地下室整体结构造成较强冲击，并以此为诱因降低整体 建筑的结构强度系数、抗震性等诸多性能。因此在建筑工程地下室结构设计工作 开展过程中，设计人员也需要适当提高地下室结构设计方案的稳定性、防爆性等 性能，从而避免上述问题的出现，而这也进一步提高了建筑工程地下室结构设计 工作的难度系数。 二、在开展建筑工程地下室结构设计工作时，设计人员需要注重的设计要点 与问题事项分析 （一）在开展建筑工程地下室平面结构的设计工作时，设计人员需要注重的 设计要点与问题事项 首先，设计人员需要从实际层面着手，开展建筑工程地下室结构设计工作。 例如，设计人员需要在建筑工程地表建筑的主体结构分布情况、施工区域占地面积、建筑工程抗震性能施工标准等信息数据与实际施工情况的基础上，才能开展 针对性的建筑工程地下室平面结构设计工作。 其次，在这一设计阶段中，设计人员也需要遵循优先级结构设计原则。例如
小区地下车库结构设计一章编制依据及工程概况 第一节编制依据
四.主要图集、规范、规程、标准 4.1图集 4.2规范、规程、标准
国家国
五.企业管理文件
第二节工程概况 一.工程总概况 1. 1.建筑概况 (1). 本工程为小区地下车库1，工程位于辽宁省东戴河新区山海同湾小区内，工程场地开阔。工程总建筑面积为9881平方米，地下1层，层高为3.6m。 (2).该工程按半地下车库进行设计，设置2个汽车坡道和5个踏步楼梯。建筑耐火等级为一级。地下防水设防等级：Ⅰ级。建筑主要结构形式：现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构。建筑结构耐久年限：3类，50年。抗震设防烈度：6 度。基础类型；独立基础。 2.结构概况： (1).本工程拟建场地地形基本平坦，场地类别Ⅰ类，场地内不存在影响整体稳定性的不良地质作用。基础根据相邻楼房的勘察报告进行设计。据相邻楼房的勘察报告，勘察范围内未见地下水，可不考虑抗浮水位。拟建场地可不考虑地震液化影响。建议的地基基础承载力：天然地基，基础持力层为②层强风化花花岗岩持力层。 (2).车库结构形式为钢筋混凝土全现浇框架剪力墙结构，基础为独立基础。建筑抗震设防类别为丙类，建筑结构安全等级为二级；所在地区抗震设防烈度为6度；设计基本地震加速度为0.05g；设计地震分组为第三组；建筑场地类别为Ⅰ类；场地标准冻深：1.10m，地面粗糙程度：B类,本工程设计使用年限为 50年，地基基础设计等级：二级。 3.现场情况： (1).现场整体地势较平坦。 (2).现场位于小区院内，现场设置两个出入口分别设于现场东北角和西南角，现场周边交通条件较为便利。 (3).现场周围属于正在建设中小区，工程建设过程中，扰民和民扰问题影响比较小。 (4).工人居住区和办公区均设在场外。 (5).施工现场电源、水源条件：现场电源及水源均从12#楼西南侧甲方给
建筑结构概念设计及案例 书名:建筑结构概念设计及案例 出版社:清华大学出版社 作者:罗福午 出版日期:2003-12-01 简介: 本书提出建筑结构概念设计的概念、原则和思路，并介绍相关案例。“概念”部分说明结构概念设计的地位和作用、基本思路、基本做法以及设计中常用到的结构概念。“案例”部分则介绍了国内外的著名案例。 目录: 前言 第1章建筑结构概念设计概述 1.1 建筑结构的作用 1.2 结构概念设计的概念 1.3 概念设计在建设过程中的地位 1.4 建筑结构的基本构件类型 1.4.1 基本构件的类型 1.4.2 各种构件之间的区别与联系 1.5 建筑结构的几个基本概念 1.5.1 荷载和作用 1.5.2 结构失效和材料，结构受力和荷载
1.5.3 结构的可靠度和设计方法 1.5.4 结构的三个基本分体系 1.5.5 关于地基的基本概念 1.5.6 梁、板设计中的几个基本概念 1.5.7 梁、拱和索 1.5.8 梁柱框架 1.5.9 平面桁架（含空腹桁架）和空间架1.5.10 从对比中认识壳体结构 1.5.11 折板结构和幕结构 1.5.12 帐篷、索和充气结构 1.5.13 结构受力、变形的相对性 1.5.14 结构构件的弯曲变形示意图 1.5.15 预应力和预应力结构 1.5.16 结构抗震设计的基本概念 1.5.17 从总体概念上考虑结构设计 1.5.18 对标准、规范、规程应有的知识1.6 结构概念设计的原则 第2章托罗哈结构概念设计作品案例2.1 关于E.托罗哈的评价 2.2 运动场旁有轨电车站 2.3 圆形手术教室 2.4 阿尔捷希拉集贸市场
一个完整产品的结构设计过程 1.ID造型; a.ID草绘............ b.ID外形图............ c.MD外形图............ 2.建模; a.资料核对............ b.绘制一个基本形状............ c.初步拆画零部件............ 1.ID造型; 一个完整产品的设计过程,是从ID造型开始的，收到客户的原始资料（可以是草图，也可以是文字说明），ID即开始外形的设计；ID绘制满足客户要求的外形图方案，交客户确认，逐步修改直至客户认同；也有的公司是ID绘制几种草案，由客户选定一种，ID再在此草案基础上绘制外形图；外形图的类型，可以是2D 的工程图，含必要的投影视图；也可以是JPG彩图；不管是哪一种，一般需注名整体尺寸，至于表面工艺的要求则根据实际情况，尽量完整；外形图确定以后，接下来的工作就是结构设计工程师（以下简称MD）的了； 顺便提一下，如果客户的创意比较完整，有的公司就不用ID直接用MD做外形图； 如果产品对内部结构有明确的要求，有的公司在ID绘制外形图同时MD就要参与进来协助外形的调整； MD开始启动，先是资料核对，ID给MD的资料可以是JPG彩图，MD将彩图导入PROE后描线；ID给MD的资料还可以是IGES线画图，MD将IGES线画图导入PROE后描线，这种方法精度较高;此外，如果是手机设计，还需要客户提供完整的电子方案，甚至实物；
2。建摸阶段， 以我的工作方法为例，MD根据ID提供的资料，先绘制一个基本形状（我习惯用BASE作为文件名）；BASE就象大楼的基石，所有的表面元件都要以BASE 的曲面作为参考依据； 所以MD做3D的BASE和ID做的有所不同，ID侧重造型，不必理会拔模角度，而MD不但要在BASE里做出拔模角度，还要清楚各个零件的装配关系，建议结构部的同事之间做一下小范围的沟通，交换一下意见，以免走弯路； 具体做法是先导入ID提供的文件，要尊重ID的设计意图，不能随意更改； 描线，PROE是参数化的设计工具，描线的目的在于方便测量和修改； 绘制曲面，曲面要和实体尽量一致，也是后续拆图的依据，可以的话尽量整合成封闭曲面局部不顺畅的曲面还可以用曲面造型来修补； BASE完成，请ID确认一下，这一步不要省略建摸阶段第二步，在BASE的基础上取面，拆画出各个零部件，拆分方式以ID的外形图为依据； 面/底壳，电池门只需做初步外形，里面掏完薄壳即可； 我做MP3，MP4的面/底壳壁厚取1.50mm，手机面/底壳壁厚取2.00mm，挂墙钟面/底壳壁厚取2.50mm，防水产品面/底壳壁厚可以取3.00mm； 另外面/底壳壁厚4.00mm的医疗器械我也做过，是客人担心强度一再坚持的，其实3.00mm 已经非常保险了，壁厚太厚很容易缩水，也容易产生内应力引起变形，担心强度不足完全 可以通过在内部拉加强筋解决，效果远好过单一的增加壁厚； 建摸阶段第三步，制作装配图，将拆画出各个零部件按装配顺序分别引入，选择参考中心 重合的对齐方式；放入电子方案，如LCD，LED，BATTERY，COB。。。将各个零部件引入装配图时，根据需要将有些零部件先做成一个组件，然后再把组件引入装配图时。 例如做翻盖手机时，总装配图里只有两个组件，上盖是一个组件，下盖是一个组件。上盖组件里面又分为A壳组件，B壳组件和LCD组件。下盖组件里面又分为C壳组件，D壳组件，主板组件和电池组件等。还可以再往下分
浅谈建筑工程地下室结构设计分析 摘要：受建筑结构以及经济发展等多个方面的影响，在进行地下室的工程建设 时要着重关注地下室的结构设计工作，随着我国经济的不断发展和科学技术的成熟，我国的建筑领域也达到了更高的发展领域。而部分企业为了寻求经济与社会 效益，在进行地下室建设时不断的增加地下室的层数以及面积。地下室的建筑是 总的建筑工程的一个重要组成部分，他在某种程度上，对于建筑工程的总体质量 具有十分重要的影响。同时，地下室因为结构、位置以及地下环境的特殊以及复 杂性，因此，在修建过程中会面临诸多的挑战。本文主要分析了地下室在进行设 计时应该注意的要点，希望可以以此对地下室结构设计工作者提供一些参考。 关键句：建筑工程；地下室；结构设计；分析 1进行合理的建筑物选址 选择良好的建筑地址可以有效的防止自然灾害。因此，选择合适的地下室建 筑地址对于建筑工程设计来说十分的重要。在开展建筑工程设计之前，设计工作 者首先要做的就是对周边环境进行考察，在进行地下室的建筑工程时，一定要避 开泥石流、滑坡等地质灾害频发的地区，要进行合理的选址，最佳的地段应该是 平坦开拓的平原地区。选择平原地区的主要原因是，平原地势平坦，在发生地震、洪水等自然灾害时有利于人们及时的脱险，另一个原因是可以为建筑工程的稳定 性提供最基本的保障。另外，坚硬的土壤对于建筑工程具有保护作用，因此，地 下室的修建工作可以选择在较为坚硬的土壤上进行，它可以有效的防止地震等自 然灾害给人们的居住环境造成危害，从而对人们的人身安全以及建筑工程的稳定 提供保障。 2地下室的建造应考虑抗震设计 抗震设计主要是为了在出现地震这种自然灾害的时候，建筑工程的抗震设计 可以将危害与损失降到最低。在进行建筑工程的设计研发过程中，最应该重视的 就是地基的稳固。这个道理人人都懂，因为支撑起整个建筑工程的就是地基，因此，地基所具备的抗震能力对于整的工程建筑来说是至关重要的。另外为了使整 个建筑工程具有较强的抗震能力，在进行地下室结构的设计与建造过程中应该充 分的利用相对规则的几何图形，之所以选择几何图形作为地基的建设基础，主要 是因为相对规则的几何体具有十分稳定的结构，而运用这种稳定的结构来进行地 下室的修建工作，不仅是因为它可以有效的提高地下室的稳定性，更重要的是它 可以有效的防止地下室的变形的坍塌，从而为整个建筑工程打下一个良好又稳固 的地基。同时，要对地下室修建过程中的薄弱角落设计以及受力设计高度的重视 起来，要时刻关注细节方面的处理。在进行地下室修建过程中，一旦忽视这些小 的方面的处理，就会直接影响建筑工程的抗震能力，甚至有可能对整个建筑工程 带来十分严重的后果。我国还针对建筑工程的修建提出了明确的抗震设计要求， 并且提出了相关的标准。因此，建筑工程设计人员在进行建筑工程的设计与实施 工作时，要严格按照国家的相关规定来进行建筑操作，要将建筑的高度、密度等 多个因素都考虑在内。还要注重建筑工程的竖向结构，对其进行重视的主要原因 是竖向的结构可以支撑起整个建筑工程的重量，因此，在进行地下室的修建工作时，应该格外的重视竖向结构，从而有效减少地震发生时建筑物倾斜或者到倒塌 的现象。
地下车库的结构设计 在普通地下车库设计中,合理选取结构类型和符合实际的计算模型是合理设计和准确计算的前提;合理设计地基基础是结构安全经济的重要指标;防渗漏防开裂技术则是保证建筑物正常使用的重要措施。本文就以上问题进行了探讨,供结构设计者参考。 【关键词】地下车库;独立柱基; 防水板;裂缝控制 1. 前言 目前,城市建设特别是住宅小区的建设中,地下车库越来越多,在地下车库设计中,如何使结构设计更科学、合理,如何采用新技术显得尤为重要和迫切。 2. 结构布置与计算 2.1 柱网、梁板体系的合理布局。 目前,车库顶板常用的结构型式有无梁楼盖,无粘结预应力无梁楼盖、双向密肋及预应力双向密肋楼盖、主次梁楼盖等。当为方形柱网或接近方形柱网时,可采用前四种楼盖,各种楼盖的经济跨度如下:普通钢筋混凝土无梁楼盖为4.5m~7.2m;无粘结预应力无梁楼盖为7.2m~10.5m;普通双向密肋楼盖为9m~12m;预应力双向密肋楼盖为12m~21m。当为矩形柱网时,以短跨为主梁,长跨为次梁,且短跨与长跨比小于0.75比较经济,一般常用的主次梁跨度比为0.65~0.70,这样主次梁截面高度能协调一致,做到梁底平齐,从而能保证楼盖得结构高度最小。注意这里所说的双向密肋不是指与柱连接的都是大截面尺寸的“框架梁”开间内为井字梁的传统的结构型式,而是将柱顶网格填实成与梁同高的实心板,这样柱上实心板带承担大部分荷载,并直接将荷载传给柱子,而且实心板能有效地加大这些梁的刚度。另外能提供更大的空间高度和最大限度的减小板厚。 2.2 挡土墙的设计与计算。 地下车库的外墙应按挡土墙进行设计。挡土墙的内力与侧向土压力、水压力、垂直荷载以及边界条件有关。当垂直荷载较大时,垂直荷载作用引起的挡土墙内力将占很大比重,垂直荷载不可忽略,不能只考虑水平荷载,这时如要取得较精确的内力,应取封闭刚架结构模型来分析。当垂直荷载较小时,可以根据边界条件作简化计算,支承条件应按相对刚度比而定。有的工程外墙配筋计算中,凡外墙带扶壁柱的,不区别扶壁柱尺寸大小,一律按双向板计算配筋,而扶壁柱按地下室结构整体电算分析结果配筋,又未按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。按外墙与扶壁柱变形协调的原理,其外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、而外墙的水平分布筋则偏于保守。只有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时,外墙板块按双向板计算配筋外,其余的外墙宜按竖向单向板计算配筋为妥。挡土墙
地下室结构设计难点分析 地下室工程涉及的专业极为复杂，在建筑的地下室结构设计时，需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。对于具有大底盘地下室的高层建筑群体而言，塔楼部分一般在使用阶段不会存在抗浮问题，但裙房及纯地下室部分经常会有抗浮不满足要求的问题。而且由于实际地下室抗浮设计中往往只考虑正常使用极限状态，对施工过程和洪水期重视不足，因而也会造成施工过程中由于抗浮不够而出现局部破坏，加上地下室防水工程是一项系统性工程，涉及设计、施工、材料选择等诸多方面因素，因此造成了地下室结构设计难点繁多，一般包括结构平面设计、抗震设计、地下室抗浮、抗渗设计、外墙结构设计。 1、结构平面设计 在高层建筑的地下室结构设计时，需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。例如地下室的长度超过设计规定长度时，需要与结构专业配合，确定是否设置变形缝，通常应尽可能少设或不设变形缝，因为设置变形缝会使得变形缝处的防水处理变得复杂。设计人员可以通过设置后浇带和合理使用混凝外加剂或地上设缝、地下不设缝等方式，达到不设缝的目的。若地下室过长依靠设置后浇带的方法难以解决，设计人员应合理地调整平面将地下室分割成几个小地下室，中间用较窄的通道相连，以满足使用及管道相连的要求，而将变形缝设置在通道处，这样可以使接缝较少且处于受力较小处，便于补救。在结构设计时应
合理地设置采光通风井，若高层建筑采光通风井位置设计不当，例如在侧壁外作附加通长采光井，而采光井外壁又不能与地下室顶板整体连接，会造成地下室保证结构稳定功能的丧失，不能有效地将上部的地震及风力作用传至侧壁及地面，不能满足高层建筑的埋深要求。 2、外墙结构设计 2.1、基础设计 在进行地下室基础设计之前一定要做好工程地质的勘查工作，基础设计可以采用预应力管桩基础，为了能够满足沉降的要求，要加强岩层的承载能力，所以基于这一个要求，持力层应该要采用强风化岩和中风化岩层。 2.2、顶板设计 （1）如果有的地下室顶板有设置园林景观的，覆土的厚度一定要建立在充分考虑设备管线高度和保护土层的基础上，经过全面的考虑才对顶板上园林景观覆土厚度和部分室内的覆土。 （2）主楼室内个别地下室顶板的承载力应该在施工阶段进行验算，所以在楼板荷载力计算的时候应该要充分考虑施工荷载，适宜制定为5kN/m2。 （3）具体的地下室顶板园林景观荷载条件除了覆土的重量，还需要结合道路和部分附属设施产生的荷载。 （4）另外有的地下室首层是人防地下室，针对这一个特点，人防的地下室还要额外考虑爆动荷载的因素，人防地下室的爆动荷载比
传力体系，也无非是梁板、梁柱、板柱等传力体系的简化与灵活应用，万变不离其宗，当做过多个项目后，回头再看这句话，或许会感触很深。 7 概念设计 结构布置应尽量连续，不连续的地方一般都要加强，比如，边缘构件要加强，板边需要加强，角柱需要加强，底柱和顶柱子需要加强。 结构布置应尽量均匀（平面和立面），结构平面布置的不均匀，往往会加大结构扭转变形，引起超筋，位移比、周期比不满足规范要求；结构立面的不均匀（上大下小），由于刚度的突变，易形成薄弱层。 结构设计本质是变形协调，变形协调需要代价，代价是增加混凝土与钢筋的用量。 8抓大放小 “抓大放小”即抓住主要矛盾，暂且搁下“次要矛盾”，如果一开始就力求完美，则必然会“物极必反”，做事没有效率。“抓大放小”是符合辩证思维的，在抓大放小的过程中，做设计时要循序渐进，事缓则圆。 比如梁的布置，抓住“大范围”板块梁的布置，再与局部的梁布置协调。如果协调不好，也应容许“缺陷”，做设计是寻求“最优解”，而不是“最佳解”。 9中庸之道 尽量不要踩着规范的“边界”去做设计，否则很难受，在没有对理论与实践有足够透彻的理解时，可以根据二八原则，留有20%的余量或折中。 当明白一个结构设计中的主次要构件及主次要矛盾时，对于次要构件或者次要矛盾，可以不必太过于精细，可多放一些，否则工作效率不高。 10分析问题的思维方式 （1）二八定律： 任何一组事物中，起主要作用的是少数。比如外围、拐角的剪力墙抵抗水平风荷载与水平地震作用的贡献最大。独立基础受到较大弯矩时，独立基础外围部分的贡献更大（力臂更大）。分清结构或构件中的主次要因素后，便可更有效的根据结构或构件计算指标调整结构或构件布置以满足规范要求。
地下室结构设计要点和易错总结 1、暗梁当楼面梁使用. 这是最常见的错误.暗梁之所以不能当楼面梁是因为其刚度不够,荷载不能按自己设想的方式传递,即楼面荷载-板-暗梁-柱的传递方式几乎是不可能的.这样将大大低估板的内力.根据内力按最短距离传递的原则,用暗梁代替梁只有在板受集中力时, 在集中力处沿板的最短方向（双向板沿两个垂直方向）设置暗梁,可以认为集中力由暗梁承受以满足抗弯强度和裂缝要求,此时板的计算跨度绝对不能按支承于暗梁来考虑.但很多时候,这种做法也没有必要,直接加大板的受力钢筋即可,除非因抗剪（冲切）需要箍筋而使用暗梁. 2、与上一个问题相对应的是,在刚度发生较大突变（增加）处,应视为梁. 典型的问题是不同高程的板之间出现的错台,错台本身平面外刚度比较大,而板的平面外刚度较小,不管你是否愿意,板上的荷载都要传递到错台上,因此应当按梁来设计,尤其是抗剪钢筋应满足要求.地下通道、车站遇到的这种情况较多,其荷载又比较大,但大多数人对错台的处理却非常草率,这很令人担忧.
3、框架结构形成事实上的铰接. 最常见的是梁刚度比柱大的多,使柱对梁的约束作用较弱,形成事实上的铰.这样减少了超静定次数,于抗震不利,也难以形成“强柱弱梁”.日本坂神地震时,地铁车站柱的破坏相当严重,也提醒我们不能忽视这个问题. 地铁车站顶底板可看作筏板,其梁的刚度当然大于柱,但中板处不宜将梁的刚度做得较大. 另外,地下工程如通道、涵洞、地铁车站等,有时不小心也容易作成刚度较大的顶底板和刚度较小的侧墙,这样横剖面就形成铰接的四边形,两侧墙土压力相差较大时很容易失稳,也不利于抗震. 4、板墙受力钢筋置于分布钢筋的内侧. 很多人总把分布钢筋想象成类似梁的箍筋,因此配筋不小心就这样倒置.分布钢筋的作用在于固定受力钢筋位置,传递受力及防止温度收缩裂缝,它不需要象梁柱箍筋那样外包以防止钢筋受压向外鼓出,更重要的是,板墙截面高度较小,为增加有效高度发挥受力筋作用,一般情况下应当外置受力钢筋.某些特殊情况,如地下连续墙,由于施工方便原因可牺牲板有效高度,将受力钢筋内置. 5、在紧靠柱的位置框架梁上搭梁.
地下室结构设计问题探讨 摘要:结合工程实例，从安全技术以及经济的优化角度，对地下室结构设计的计算方法以及构造措施等进行深入分析，结合笔者的多年设计体会，提出地下室结构设计的一些设计要点，希望为同类工程设计提供指导性的借鉴。 小清新：地下室;结构设;地下室底板;地下室顶板 1地下室结构平面设计 地下室工程涉及的专业极为复杂，高层建筑的地下室结构设计，需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。例如地下室的长度超过设计规定的长度时，需要与结构专业配合，确定是否设置变形缝，通常应尽可能少设或不设变形缝，因为设置变形缝会使得变形缝处的防水处理变得复杂。设计人员可以通过设置后浇带和合理使用混凝土外加剂或地上设缝、地下不设缝等方式，达到不设缝的目的。若地下室过长，依靠设置后浇带的方法难以解决，设计时可合理地调整平面，通过分割地下室，用较窄的通道相连，以满足使用及管道相连的要求，而将变形缝设置在通道处，这样可以使接缝较少且处于受力较小处，便于补救。在结构设计时应合理地设置采光通风井，若采光井位置设计不当，也会影响地下室的结构稳定功能。 2 地下室外墙结构设计 地下室的外墙是结构设计的重点，应按水、土压力验算外墙抗裂。在设计时应注意以下要求： (1)荷载。地下室外墙所承受的荷载分为水平荷载和竖向荷载。竖向荷载包括上部及地下室结构的楼盖传重和自重，水平荷载包括室外地面活载、侧向土压力、地下水侧向压力和人防等效静荷载。在实际工程设计中，竖向荷载及风荷载或地震作用产生的内力一般不起控制作用，墙体配筋主要由垂直墙面的水平荷载产生的弯矩确定，而且通常不考虑与竖向荷载组合的压弯作用，仅按墙板弯曲计算弯曲的配筋。 (2)地下室外墙截面设计时，土压力引起的效应为永久荷载效应。地下室外墙承受的土压力宜取静止土压力，静止土压力宜由试验确定。当不具备试验条件时，砂土可取0.34～0.45，黏性土可取0.5～0.7。水位稳定的水压力按永久荷载考虑，分项系数可取1.2；水位急剧变化的水压力按可变荷载考虑，分项系数宜取1.3。有人防要求的地下室外墙的永久荷载分项系数，当其效应对结构不利时取1.2，有利时取1.0；抗爆等效静荷载分项系数取1.0。 (3)地下室外墙的配筋计算。实际设计时，配筋的计算，对于带扶壁柱的外墙，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。 (4)地下室底板标高的设计。地下室底板标高变化处仅设1根梁，梁宽甚至小于底板的厚度，梁内仅靠两侧箍筋传递板的支座弯矩难以满足要求。地面层开洞位置(如楼梯问)外墙顶部无楼板支撑，计算模型和配筋构造均应与实际相符。 3地下室防水设计 地下室防水设计是一项十分重要的工作，甚至是决定地下室设计成败的关键。在防水设计时，应根据工程的性质、使用要求和重要性等合理确定防水等级，根据防水等级确定防水层数。无论防水等级为几级，地下室混凝土都应采用结构自防水混凝土，防水混凝土的抗渗等级应根据水头高度与混凝土壁的厚度比确定，不得人为地自行降低。根据防水等级的要求，建筑的地下室仅设l 道防水混凝土是不能满足要求的，一般应做卷材防水。在选用防水卷材时，应考虑到地下室环境恶劣、无法更换的特点，尽量选用耐久性好的卷材。防水卷材在
【导读】本文针对地下车库结构设计中的常见问题进行了分析和总结，并对此类问题提出了一些看法，可供设计者参考。 一．引言： 近年来，在大中城市的住宅小区设计中，根据有关规划的要求，车库经常是必备的项目，而为满足园林绿化的需要，车库经常设计成地下车库，车库顶板上往往回填2～3米覆土，车库的结构型式为框架结构，柱网一般为8×8m，而且是顶板采用无梁楼盖，基础底板一般采用筏板基础（有梁或无梁），也常采用独立基础加防水板做法，这需要根据工程的实际情况通过进行经济性比较后加以确定。总的说来，符合下列条件之一时，可优先考虑独立柱基加防水板方案：1、地下车库与高层建筑整体相连，为调整高层与车库沉降差而有意加大车库沉降量时；2、地下水位较低，无需在底板上增加压重，就能满足抗浮要求，且地基承载力较高时；3、在仅有防水要求而无水浮力作用的地下室。独立柱基加防水板的做法见图1。根据笔者近年来的设计实践，发现在结构设计中经常使设计人员感到困惑的主要是以下几类问题：1. 地基承载力的确定。2. 挡土外墙的基础型式。3. 防水板的内力计算。4. 挡土外墙内力计算。本文结合笔者自身的设计实践，就以上几类问题谈谈自己的看法。 图1：独立柱基加防水板示意图 二．地下车库设计中的常见问题分析 (一) 地基承载力修正深度 根据文［1］的规定，建筑物地基承载力应进行深宽修正： fa＝fka＋ηbγ(b－3)＋ηdγo(D－1.5) (1) 式中：fa--修正后地基承载力标准值 fka--修正前地基承载力标准值 D--基础埋置深度 其余参数的物理意义详见文［1］。 在确定地基承载力参数的过程中，最让设计者把握不定的是埋置深度D，事实上，这在文［1］中早有规定，那就是对于采用无梁楼盖之满堂基础，其埋置深度从室外地坪算起，即D＝D1。但当采用独立柱基加防水板时，则应按下列规定取值：1）外墙基础埋置深度：D ＝(D1＋D2)/2。2）内柱基础：一般第四纪沉积土：D＝(3D1＋D2)/4；新近沉积土及人工填土：D=D1。式中D1、D2分别为从室外地面和地下室地面起算时的基础埋置深度。需要特别指出的是：在北京地区，当车库基础与主体高层建筑之基础整体相连，为使车库沉降量不致过小，应尽量提高车库地基土的计算承载力，此时，基础埋置深度不分内、外墙（柱），一般取：D＝(D1＋D2)/2，详见文［2］。一旦确定了D值，修正后的地基承载力也就不难计算了。 （二）挡土外墙基础型式的确定
浅谈地下室结构抗浮设计问题分析 发表时间：2019-08-28T14:01:27.280Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：李坚 [导读] 摘要：近几年来，有不少地下室由于各种原因而造成工程事故，如某医院两层独立地下车库，在施工过程中，出现整体上浮；又如，某体育中心游泳馆，地下室上浮造成上部结构梁、板、柱产生大量裂缝；再如，某高层建筑地下室底板局部隆起高达350mm，柱间板出现45°破坏性裂缝等等问题经常性的发生，造成了严重的财产损失和经济损失。 广东建筑艺术设计院有限公司 510655 摘要：近几年来，有不少地下室由于各种原因而造成工程事故，如某医院两层独立地下车库，在施工过程中，出现整体上浮；又如，某体育中心游泳馆，地下室上浮造成上部结构梁、板、柱产生大量裂缝；再如，某高层建筑地下室底板局部隆起高达350mm，柱间板出现45°破坏性裂缝等等问题经常性的发生，造成了严重的财产损失和经济损失。本文就是针对这些事故的原因进行归纳和分析。 关键词：地下室；抗浮设计；抗水板 一、概述 随着国民经济的发展，城市建设的也得到迅速的发展。而城市土地资源的日益紧缺，建筑及城市交通逐步向地下发展。大商业建筑、高层及超高层建筑由于其功能和结构本身的需要，大多设置了地下室。随着建筑层数的日益增高，地下结构已向多层发展，其基坑支护、地下结构设计、地下室的施工及防水等日益成为建筑工程界关注的热点。由于地下室工程的施工环境特殊、隐蔽性大、涉及的工种多、施工复杂，也容易出现质量问题，因而对设计有一定的特殊要求。 二、地下室抗浮水位的合理选取 设防水位的确定对建筑物的安全和业主的投资有较大的影响。较多文献已指出岩土地基中的地下水浮力的确定，不能简单按静水压力公式计算，即地下水的水压力在垂直方向上并非随深度增加而线性增加。从《铁路桥涵设计规范》和《岩土工程手册》的规定中可以看出建筑物基础位于不同持力层时，浮力计算有差别。当位于粉土、粘土、砂土、碎石土和节理裂缝发育的岩石地基时，由于地层的透水性好，水浮力不应折减，而位于节理裂隙不发育的岩石地基时，甚至工程底板与岩石密贴时，可考虑水浮力的折减，甚至不考虑水浮力的作用。当建筑物位于黏土地基时，其浮力较难准确确定，应结合地区的实际经验考虑。 根据勘察单位提供的岩土工程勘察报告，确定地下室抗浮设防水位时，应根据设计规范中确定的原则：防水要求严格的地下室，其设防水位可按历年最高地下水位；对防水要求不严格的地下室其设防水位可参照近3～5年最高水位及勘查时的实测静止地下水位。 由此，如何合理确定抗浮水位的取值，应根据工程的特点、地理环境、地质情况及场地条件等因素，还有工程勘察报告中提供场区历年最高水位和近年的最高地下水位，并结合当地的工程经验综合考虑，确定建筑物的设防水位和抗浮设计水位，使设计做到经济、安全。 在建筑允许的情况下，尽可能提高基坑坑底的设计标高，间接降低抗浮设防水位。具体措施可采用平板式筏板，一般而言，平板式筏板基础的重量与“低板位”梁板式筏板基础上填覆土的重量基本相当，但后者的基础高度一般要比前者高。地下室楼盖提倡使用宽扁梁或无梁楼盖。宽扁梁的截面高度一般为跨度的1/16～1/22，宽扁梁的使用将有效地降低地下结构的层高，从而相对降低了抗浮设防水位。 三、地下室抗浮方案 目前针对地下室抗浮问题主要有增加自重法和设置抗拔桩这两种方案。 1、增加自重法方案 增加自重法包括地下室顶板压载、地下室底板加载及边墙加载等方法，增加地下结构物自身重量（即恒载），使其自身的重力始终大于地下水对结构物所产生的托浮力，确保结构物不上浮。这种方法的优点是：施工及设计较简单；缺点是：当结构物需要抵抗浮力较大时，由于需大量增加混凝土或相关配重材料用量，故费用增加较多。还可能影响对地下结构物室内使用净高。 1）顶部压载措施 顶部压载措施是将地下结构物顶板的混凝土加厚或增加其他压载材料，使自身重量（即恒载）增加以抵抗地下水的上浮力，但增加的混凝土却占去原有覆土的位置，所以增加的重量仅为混凝土与覆土重量之差。因为混凝土与覆土重量的差距不大，所以此法的效益不大，并且使地下结构与地表的距离拉近，由此减少了地下结构上方覆土厚度。此法一般用于埋深较浅、不需增加太厚压载物且其顶部有条件压载的地下结构物的抗浮，否则，其顶部有条件压载也会增加结构自身造价和基础造价，对规模较大、埋深较深的地下结构物的抗浮不宜采用此法作抗浮措施。 另外，当采用此法作抗浮措施时，施工时应避开雨季；因为刚封顶后地下室，还来不及做其他项目时，雨季使地下室处于其最不安全的时期。 2）底板加载措施 基板加载措施是将地下结构物底板的混凝土加厚，使自身重量增加以抵抗地下水的上浮力，但在增加混凝土的同时也增加了水的上浮力，所以它增加的重量是混凝土与水的重量之差。因为混凝土与水的重量差距远比混凝土与覆土的重量差距大，所以每增加单位体积的基底板混凝土，其抗浮效益比顶板压载法要大，但会提高工程造价，采用基板加载抗浮措施，不仅在地下室底板需浇筑大量的压载混凝土，在材料上造成极大的浪费，厚板给施工也带来非常大的困难和不便。因压载增加了地下室底板的厚度，造成地下室净空变小，给以后的使用带来不便。此方案造价很高既费钱又费工，此法一般用于埋深较浅、不需增加太厚混凝土的地下结构物的抗浮。 3）侧墙加载措施 侧墙加载措施是将地下结构物侧墙的混凝土加厚，这种做法虽然增加了水的上浮力，但也由此加宽了地下结构物上方覆土的范围。这种做法虽然也可得到较大的抗浮力，并且不需要加深基坑开挖，但开挖的范围却因此增宽，在地价昂贵的地区，经济效益也将因此折减。此法一般适用于不受场地限制、地价不贵地区的规模较小地下结构物的抗浮。 2、设置抗浮桩 目前，设置抗拔桩是在地下室抗浮设计中使用较为广泛的一种方法。但仔细分析，这种方法也有一定的局限性。因为地下室的抗浮设防水位是根据拟建场地历年最高水位，并结合近几年的水位变化情况提出来的，即使经过重新评估后确定的抗浮设防水位，也是按一定的统计规律得出的结论。显然，该方法确定的地下水位在一般的情况下是很难达到的；加之设计计算的不精确性，也使得抗拔桩都具有一定的安全储备，因此，“抗拔桩”实际上长期起着“抗压桩”的作用，这种“反作用”将阻碍有抗浮要求的地下室的合理沉降，而这种变化将会使不
案例一：单块板设计（简支板） 一．建筑设计 10kN
二．结构设计 1.选材料： 混凝土：C20， 26.9mm N f c = 钢材：Ⅰ级 ()φ，2210mm N f y = 2．荷载计算 ①恒荷载： m kN A g k 5.42515.02.1=??=?=钢筋混凝土γ m kN g g k G 73.45.405.1=?=?=γ ②活荷载：23m kN q k =面 m kN b q q k k 6.32.13=?=?=面 m kN q q k Q 32.46.32.1=?==γ 3．内力计算，画内力图 计算简图.
Q 图（kN ） M 图（m kN ?） ()()m kN Ql l q g kN Q l q g ?=?+?=++=M =+?=++= 43.2143158305.94808.212152305.92222max max ν 启闭门力知：kN G 10= kN G Q d 15105.1=?==γ 4．配筋计算，画配筋图，钢筋表 受弯构件公式：??? ? ?-≤=20max χχχh f b KM f A f b c y s c 拟定：mm a h h mm a s s 12525150250=-=-==， 1429.06 .912512001043.212.126 20max =????==c s f bh KM α )(522.085.01549.01429.0211211不超筋破坏=<=?--=--=b s ξαξ 2003.10622106.936.19120036.191251549.0mm f f b A mm h y c s =??===?==χξχ 选钢筋：（查表）147φ)%50~%10,1077(2可抛大mm A s = 验算含钢量：%100125 12001077%1000??=?=bh A s ρ
工程结构设计案例讲授：周卫民 案例一：单块板设计（简支板）
一．建筑设计 10kN
二．结构设计 1.选材料： 混凝土：C20，2 6.9mm N f c = 钢材：Ⅰ级()φ，2210mm N f y = 2．荷载计算 ①恒荷载：m kN A g k 5.42515.02.1=??=?=钢筋混凝土γ m kN g g k G 73.45.405.1=?=?=γ ②活荷载：23m kN q k =面 m kN b q q k k 6.32.13=?=?=面 m kN q q k Q 32.46.32.1=?==γ 3．内力计算，画内力图 计算简图.
Q 图（kN ） M 图（m kN ?） ()()m kN Ql l q g kN Q l q g ?=?+?=++= M =+?=++= 43.214 3158305.94808.212 152305.9222 2max max ν 启闭门力知：kN G 10= kN G Q d 15105.1=?==γ 4．配筋计算，画配筋图，钢筋表 受弯构件公式： ? ?? ? ? -≤=20max χχχh f b KM f A f b c y s c 拟定：mm a h h mm a s s 12525150250=-=-==， 1429.06 .912512001043.212.126 2 0max =????==c s f bh KM α )(522.085.01549.01429.0211211不超筋破坏=<=?--=--=b s ξαξ 2 003.1062210 6.936.19120036.191251549.0mm f f b A mm h y c s =??= = =?==χξχ 选钢筋：（查表）14 7φ)%50~%10,1077(2可抛大mm A s = 验算含钢量：%100125 12001077 %1000??=?= bh A s ρ
人民防空地下室结构设计计算方法 随着建筑结构新规范全面颁布，新规范在工程设计中已全面开始，这对于如何在工程设计中正确应用理解规范条文,正确选择设计软件及合理选取设计参数显得优为重要。大家知道：各新规范都明确要求结构设计必须对结构分析软件的计算结果，进行分析判断，确认其合理，有效后方可作为工程设计依据。如何判断：当然只能依靠概念设计来判断；另外大家一定要注意，编程序的人以再讲“设计者采用他们的程序计算，出了问题他们并不负责，仍然由设计者负责”；另外施工图审查单位只承担相应的技术审查失察责任，主要的质量责任还由设计者负责（在合理使用年限内负终身责任）。 一、上部结构与防空地下室分析模型 上部结构与防空地下室组成一个承力体系，具有共同的位移场，相互协调变形。地下室外的回填土对结构侧向有一定的约束作用。地下室楼层侧移刚度通常较大。 上部结构与防空地下室分析模型可简化为①分离模型（有条件的）：将上部结构与地下室分开，分别设计计算。按规范确定嵌固层作为二者分界。②共同工作分析（无条件的）：将上部结构与地下室作为一个整体，考虑共同作用，采用如下两种方式之一来考虑地下室外回填土对结构的约束作用。方法1：地下室水平位移的侧向嵌固（-K法）。方法2：地下室水平位移的有限（弹簧）约束（K 法）。 地下室如果设计不当，对整体抗震性能会产生较大影响，对于半地下室的埋深要求应大于地下室外地面以上的高度，才能不计其层数，总高度才能从室外地面算起。地下室的墙柱与上部结构的墙柱要协调统一。地下室顶板室内外板面标高变化处，当标高变化超过梁高范围时则形成错层，未采取措施不应作为上部结构的嵌固部位，规范明确规定作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构，地下室顶板为无梁楼盖时不应作为上部结构嵌固部位。结构计算应往下算至满足嵌固端要求的地下室楼层或底板，但剪力墙底部加强区层数应从地面往上算，并应包括地下层。 上部结构固定端，当高层建筑仅设单层地下室且底板采用天然地基筏板基础或桩一筏基础时，通常选择基础底板而非首层作为结构嵌固端，这有利于充分利用其基础的“无限”刚度，为首层楼面的灵活结构选型创造条件，即使是首层楼面留有大孔洞，或选用无梁楼盖结构，都不会有什么影响。此外，规范规定地下室负一层的抗震等级与上部结构必须一致，以基础底板作为嵌固端不会造成地下室结构造价的提高，反而可能取得较好的经济效益。即使单层地下室底板是以桩为基础的普通梁板结构，一般情况下仍然取底板处为结构嵌固端，唯一例外的是地下室作为抗爆级别较高的防空地下室时，其顶板通常具有作为结构嵌固端的刚度，因此可取其作为上部结构的嵌固端。 二、可用于人防地下室结构设计设计软件 可用于人防地下室结构设计软件有：1、理正人防设计软件包，只能计算顶、
地下车库结构设计指引 （2013年8月版） 1.设计依据 建筑总图（场地标高、消防登高场地、道路布置等）； 建筑地下车库的平剖面图； 地上一层各单体建筑平面图； 地勘资料，抗浮设计水位； 人防划区及提资图； 景观设计布置图（提资）等。 2.地下车库的结构方案 根据柱距、层高、梁板布置、构件尺寸、抗浮、结构构造等多方面进行考虑，并结合其它专业确定结构方案。 3.车库梁板布置及构造 ?十字梁（或井字梁）、单向梁、主梁+大板、无梁楼盖、宽扁梁等。 ?柱断面确定，6度区可取400，建议取450；7度区不宜小于500；柱网较大时采用 500~550mm；应考虑主梁钢筋在柱断面内的水平锚固长度，尽量避免采用三向以上梁的节点柱，无法避免时应加大柱子断面。 ?梁断面确定，应考虑钢筋净距及排布，钢筋不宜超过两层，不应超过三层，钢筋净距 及每排根数应满足构造要求；梁宽≤300，采用双肢箍，梁宽>300mm，采用四肢箍。 ?宽扁梁的构造：梁宽大于梁高且大于柱宽的梁。梁宽应不大于Min（2倍柱宽，柱宽+ 梁高），梁高不小于16d（d为柱纵筋直径）。应注意梁柱节点构造的做法和要求。不节省材料，但可降低层高。 ?无梁楼盖，柱托或柱帽构造：平面≥b+4h，柱帽高度≥h；柱托高≥h/4；参照《构造 手册》。优先采用有限元空间模型的计算方法。应注意板上开洞的影响。不节省材料，但可降低层高，且施工方便。 ?梁：采用三、四级钢筋，采用小直径架立钢筋； ?板：采用较小的通长钢筋（板顶不小于0.1~0.15%），局部附加。 ?常用布置：（一般情况下按下列原则布置）
8.1x8.1或8.4x8.4，采用十字交叉次梁； 8.1x5.4（或6.0），沿短跨方向布置一道次梁； 小柱网 6米左右，可不布置次梁； 同一车库可根据需要采用多种梁板布置形式； ?车库顶板厚不小于250mm，楼板厚不宜小于110mm。 4.地下车库抗浮计算及措施 ?抗浮水位的取值，勘察报告应明确；抗浮设计水位应根据场地情况综合确定，必要时 应与地勘部门及审图部门进行沟通。 ?覆土容重的取值，覆土容重取15~16kN/m3，浮重度取8~10 kN/m3。 ?计算方法的统一，统一按浮力概念进行计算；Gk/Fk≥1.05； Gk为结构自重及其上作用的永久荷载标准值的总和，不包括活荷载及后砌填充墙；Fk 为地下水对建筑物的浮力（不一定是作用在底板的水压力）标准值。 ?车库平面较大，考虑到局部构件的受力，一般按局部进行验算，特别是上部结构缺层、 大范围楼板缺失开洞部位、层高增加及覆土厚度减小的部位。 ?在地下水作用下，基础底板构件应具有足够的强度和刚度，并应进行板底水压力作用 下的抗弯、抗剪和抗冲切承载力验算。 ?抗浮措施：降低层高、配重（降板填砼做沟、加厚顶板或底板）、抗拔桩（或锚杆）、 降低水位（如盲沟）、增加局部刚度和强度等。 ?地下车库的抗浮方案应和车库的结构方案一起考虑，并进行经济性分析。必要时应与 甲方讨论确定，并写入施工图设计要则。 5.地下车库顶板荷载取值 ?恒载：建筑构造层（含板底抹灰、吊顶、板顶构造）、覆土（容重取18kN/m3）等。绿 化按活荷载考虑，考虑常规的板底管线，统一取值5.0。景观有要求时局部特殊处理； 顶板下管线集中布置时，局部可适当增加。 ?消防车荷载：按梁板布置形式根据规范要求折算取值，分构件（板、次梁、主梁）计 算。双向板板跨3~6m可按35~20kn/m2内插，内插时按板块短边长。单向板板跨2~4m，可按35~25kn/m2内插；按覆土厚度折减时，折算厚度可近似取覆土实际厚度，板跨越小折减越多。 ?举例：8.1x8.1或8.4x8.4；8.1x5.4（或6.0）；小柱网 5.5~6米左右。覆土厚度1.2m。