住宅和地下车库连片建筑的地下室结构设计运用研究

卢方志

摘要：随着我国综合实力的不断提升，人民群众的生活水平也得到了改善，其中对于城市居住条件而言，逐渐向着多功能化发展，这不仅提升了居民的居住质量，同时还推动了现代化城市建设的进程。现阶段，城市小区建筑多以住宅和地下车库连片的形式出现，这在一定程度上提高了土地的使用效率，以及通过合理的规划提升了小区的整体环境。因此在建设高层小区建筑时，建设单位应该对地下室结构进行优化设计，从而确保整体建筑结构的稳定性。本文就住宅和地下车库连片建筑中的地下室结构设计，展开了详细的分析和研究。

关键词：高层住宅；地下车库；结构设计

引言：随着现代化城市进程的加快，我国越来越多的人口涌进城市，这毫无疑问的增加了城市居住环境的压力，同时由于社会经济的不断发展，我国人民生活质量飞速提高，使得私家车逐渐成为家庭中的必需品，但是大量的私家车会挤压居民的居住空间。因此，为了解决城市居住压力，以及消除私家车挤占居住空间的情况，国家大力推行附带连片地下车库的高层建筑，从而提升建设用地的使用效率。虽然住宅和地下车库连片的建筑形式具有一定的优越性，但是由于地下车库的结构关系到整体建筑的稳定性和安全性，所以在建设中应该着重把控地下室的结构设计，以此保证结构满足整体建筑的要求。

1. 结构计算单元

现代城市化建设中钢筋混凝土已经成为了重要的建筑材料，并且由于混凝土的广泛应用，也使得建筑结构发生了巨大的改变。现代高层建筑中多以钢筋混凝土和异形柱，以及混凝土剪力墙的形式存在，并且这些建筑单元在承担压力的同时，还具有一定的独立性，以此提升了整体建筑的稳定性^[1]。现阶段，我国城市高层小区建设中多采用地下车库连片的形式，并且在地下车库中还要设置合理的人防工程等，因此这就需要对地下车库进行合理的结构设计。在对建筑结构进行设计时，如果条件允许的情况下，可以采用整体分析的方法，但是当出现地面建筑面积较大和建筑数量较多，以及需要对主楼设计结构进行修改时，就会对整体计算造成巨大的麻烦。此外，当遇到建筑形式不符合大底盘多塔楼时，并且地下车库的面积较大，地面上建筑数量较多时，为保证单元计算的精准性，就必须实施分拆计算的方式。这里主要是将主楼进行拆开计算，在实际计算中要避免从主楼边“切开”，而是应该将上部结构的底面积带出1到2个跨，然后对与之相应的地下室进行单元计算。

2. 选择合适的嵌固端

住宅和地下车库连片的建筑形式，在选择嵌固端时应该根据整体建筑的结构进行确定。现代建筑中嵌固端多选择在地下室的顶板位置，并且要求嵌固端不允许出现任何位移现象，同时还要考虑到嵌固端部位与基础框架部位之间，应该存在足够的承载力和侧向刚度，并且要求嵌固端必须可以抵抗上部结构产生的各种力^[2]。因此，在开展高层地下车库建设时，应该充分考虑到侧向刚度，通常情况下地下室结构的楼层侧向刚度，要2倍大于相邻上部楼层的侧向刚度。结合这一特点，即使在连片地下室中设置人防工程，也无法满足以地下室顶端作为上部建筑结构嵌固端的要求。另外，在计算地下室的侧向刚度时，应该从项目的实际情况出发，不能包括距离主楼较远的地下室外墙刚度，而是要将上部建筑的轮廓向外扩展1到2个跨度，只有这样才能实现整体建筑结构设计的要求。由此可见，住宅和地下车库连片的建筑中，应该在地下室的顶板中设置嵌固端，如若不然只能将嵌固端设置在地下室的底端。

3. 连片建筑的地下室结构设计

1. 外墙结构设计

住宅和地下车库连片的建筑中，在进行地下室结构设计时应该充分的考虑到各种影响结构稳定性的因素，并且还要确保结构设计的科学性和合理性，以及通过合理的规划布局，是地下室的空间能够得到充分的利用。而正在进行地下室外墙结构设计时，如果不将地下室作为嵌固端，设计单位就可以以挡土墙的设计标准进行。首先，地下室的外墙结构会受到侧向土的压力、地下水层的压力，以及来自外墙上方的重力等，面对多种外力的影响，外墙结构在设计时应该将水平荷载与垂直荷载相结合。其次，为了保证地下室外墙内力的精准性，可以采用封闭钢架结构模型进行分析，当出现垂直荷载较小的情况时，应该根据边界的条件对其简化计算，同时还要按照标准的刚度比来确定地下室外墙结构的支撑条件。最后，地下室外墙的钢筋配比也是极为重要的，如果标准过低就会导致外墙结构失去作用，因此在进行钢筋配比时，应该严格按照地下室外墙的承载力进行精确的计算，从而确定钢筋的配比。

2. 地下室顶板结构的设计

地下室连片的建筑中，地下空间可以用作人防工事和停车场，而地上面积则可以用作绿化和景观设计，因此合理的规划和布局能够有效的提升建设用地的效率^[3]。而正在进行地下室顶板结构设计时，首要考虑的应该是顶板结构的稳定性，同时还要保证地下室顶板结构中要布置排水系统，所以地下室顶板结构通常会覆盖较厚的土层，一般情况下土层厚度应该控制在1.2到1.5米之间。此外，如果在建设工程中将地下室的顶板，作为上部建筑结构的嵌固端，就必须考虑到地下室顶板的防水性能，因此地下室的顶板厚度应该选择250毫米，以此确保水流不会透过顶板对嵌固端造成影响。另外，如果地下室顶板采用的是井字梁或者十字梁时，在结构设计中应该考虑到顶板的防火性能，就必须在顶板上方布置合理的消防通道，而由于消防车辆会对地下室顶板产生巨大的荷载，因此在对地下室顶板结构进行设计时，需要对消防车产生的荷载采取等效分布的荷载计算，从而保证设计的地下室顶板结构可以承担上部的活性荷载。

结语：综上所述，住宅和地下车库连片建筑中，地下室结构的合理设计起到了关键性作用，这不仅可以缓解城市居住压力，还可以提升居民的居住条件。现阶段，在地下室结构的设计中，逐渐融入科学性和合理性，从而使地下室的结构不仅可以满足停车需求，还可以在地下室中设置人防工程。此外，地下室结构设计越来越合理，例如针对地下室顶板结构的设计，可以在地表规划绿化和景观，以及还可以确保地面活性荷载不会对地下结构造成影响，从而提升了整体建筑的稳定性。所以，地下室结构设计的科学性和合理性，是保证住宅和地下车库连片建筑发展的基础，同时也是推动我国建筑行业发展的重要动力。

参考文献：

[1]骆均华.地下室结构设计方案经济性对比分析[J].住宅与房地产,2020(15):46+85.

[2]孙正.建筑住宅小区地下车库优化设计探究[J].住宅与房地产,2019(36):72.

[3]文巧婷.地下室楼板结构形式对垂直空间优化利用的探讨[J].建筑设计管理,2017,34(07):97-98+101.