浅谈地下室工程的结构设计优化要点分析摘要：笔者结合某工程实例，对地下室工程的结构设计进行分析探讨，望同行指导交流。关键词：地下室工程；优化设计；结构；:TU3文献标识码：A1•工程概况某工程地下一层，地下室基础顶面标高-5.3m,基础持力层为细砂层,地基承载力特征值fak=200kPa,不考虑地下水。柱网尺寸8.4mX8.4m02.基础选型根据其它项目的工程实践证明，纯地下结构或上部多层带地下室的结构，当地基承载力及地基变形允许采用柱下独立基础时，往往采用独立基础加止水板形式比采用筏型基础要更经济。分析其原因：采用独立基础加止水板方式充分利用了地基提供的最大承载力，并通过柱下布置独立基础（单一构件）实现了传力的最短途径，同时止水板在不考虑水压（或水压很小）的情况下没有受力，板厚及配筋仅需满足构造要求；而采用筏型皋础时通常地基反力很小，远达不到地基承载力的数值，这其实也是对地基能力的一种浪费。另外其提供的反力是通过倒楼盖体系从底板、梁再传到柱底，传力途径长，需要经过不同受力构件（板、梁）传递，从而大大增加了受力构件的数量，造成浪费。当然在不同情况下采用何种基础形式最为经济合理还需要根据具体工程情况决定。3.荷载取值地下室结构荷载除结构自重恒荷载和使用活荷载外，还有一些常见的荷载，如地下水对基础底板及外墙的压力荷载、土对地下室外墙的压力荷载、地下室顶面消防汽车荷载等，并且由于上述荷载值往往很大。所以,这些荷载的取值对结构设计的经济性也有非常大的影响。设计时应该做到既要满足安全要求，又做到合理经济不过于保守。4.楼盖体系4.1楼板的计算冃前，多跨连续楼板的设计方法有弹性和塑性两种方法，在国内各行各业的民用与工业建筑设计院中，由于面对不同类型的工程，其荷载也千差万别。如工业项冃钢铁厂的使用和检修活荷载与民用项冃普通楼面的活荷载差别很大。所以，目前国内设计院根据所在行业的荷载特点分别采用弹性或塑性不同的设计方法。在普通民用建筑中，采用塑性楼板设计己经被广泛应用，并且经过多年的实践经验证明，采用塑性设计方法是可行的,并且可以大量节省钢筋。在设计时支座与跨中弯短比值建议采用1.4较为经济合理。4.2次梁的布置方案比选在地下室梁板式楼盖体系中，采用何种布梁方案为最优是设计人所关心的问题，现以常见地下室柱距及荷载对4种次梁布置方案进行计算，对其材料的消耗进行对比分析如下：某工程纯地下二层，柱网尺寸为8.4mX8.4m,地下一层楼面均布荷载为:恒荷载1.5KN/m2（为建筑面层及吊挂荷载,不包括楼板自重）；活荷载4.0KN/m2;地下室顶板均布荷载为：恒荷载32KN/m2（为地面1.6m覆土荷载,不包括楼板自重）；活荷载10KN/m2;表1梁、板截面尺寸地下一层梁、板截面尺寸表方案一方案二方案三方案四X向框架主梁/mm500x900500x1100300x900400x900Y向框架主梁/mm500x900500x1100550x1100550x1100X向次梁/mm无300x900300x900400x900Y向次梁/mm无300x900无无板厚/mm350250250250表2材料消耗量地下一层楼面材料表方案一方案二方案三方案四梁钢筋用量/kg521891847879板钢筋用量/kg1091421379516钢筋用量合计/kg1612131212261395混凝土用量/m315.113.513.312.7对地下一层楼面进行楼盖设计，采用梁板式楼盖体系，分别采用无次梁大板、十字梁、单向双梁和单向单梁4种次梁布置方案，四种方案在一个柱网范I韦I内梁、板截面尺寸详表1,材料消耗量详表2及梁、板配筋如下图。梁板配筋详图通过上表可以看出，在上述计算条件下，采用单向双的次梁布置方案钢筋用量最优，混凝土用量也较优，建议优先采用。需要指出的是，由于地下室顶板荷载较大，使计算所需的各梁截而尺寸差别也较大。为使梁截面尺寸合理，避免承载力不足或富余量过大，在上面儿种方案中，对不同的框架梁采用了不同的截面尺寸，有的差别较大，这样会一定程度影响几种方案材料用量的对比。同时由于地下室顶板混凝土有抗渗要求,顶板最小厚度不小于250mmo通过上表,可以看岀几种方案的混凝土用量差别很小。钢筋用量上，除方案二采用十字布梁用钢量稍大外，其余几种方案差别也在2%以内。但方案三、四的框架梁最大高度为1100mm,相比方案一900mm增大较...