浅谈高层建筑地下室结构的优化设计
浅谈高层建筑混凝土结构的优化设计
（ ｐ ｙＣｔ ｃｉ ｃｕｅ ｓ ｎＣ ． ｔ． ５０ ２ ） Ｈａ ｐ ｉ Ａｒｈｔ ｔｒ ｉ ｏ Ｌ ｄ ｙ ｅ Ｄｅ ｇ ６ ７ １
Ａｂｓｒ ｃ ： ｔｍｉｉｇｄ ｓｇ ｎ ｕ ｔ ｇ ｔｅｃ ｓ ，ｈｓｐ ｏ ｌｍ ｓｂ ｉｇ ｍｏ ｅｎ ｔ ｅ ｎ ｅ ａｄ ｄ ｂ ｎ ｉｅ ｒ． ｅｐ ｎ ｎ ｐ ｔ ｔａ ｔ Ｏｐｉ ｚｎ ｅｉｎ ａ ｄ ｃ ｔｉ ｈ ｏ ｔ ｔ ｉ ｒ ｂｅ ｉ ｅｎ ｒ ｏｉ ｄ ａ ｄ ｒｇ ｒ ｅ ｙ ｅ ｇｎ ｅｓ Ｔｈ ｅ ｍａ ｕ ｎ ｃ
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标来优化设计 ， 让设计尽可 能 的接 近最优解 ， 而达 到降低造 从
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高层民用建筑地下室结构设计
高层民用建筑地下室结构设计摘要：进入二十一世纪，我国的社会经济水平不断提升，推动了我国城市化进程的加快，高层民用建筑的规模也随之得到一定扩大，人们越来越重视小高层建筑。
正因如此，对高层民用建筑之中的地下室结构进行合理设计成为了当前较为棘手的一个问题。
在高层民用建筑中，地下室承担着停车、物品储存甚至人民防空等诸多作用，然而地下室相较于上层建筑结构要较为复杂，因此结构设计难度较高。
为此本篇文章便对当前在高层民用建筑地下室结构设计之中出现的一些问题进行了简单分析，同时制定出了对应的优化策略，希望借此可以让我国建筑行业得到进一步发展。
关键词：地下室；高层建筑；民用建筑；结构设计引言随着建筑行业的发展，地下室已成为现代建筑中比较常见的组成部分。
地下室结构设计较为复杂，需要综合考虑建筑基础结构设计、人防要求以及建筑使用功能要求等多种因素，客观上了加大了设计难度。
设计人员在设计地下室结构时，应按照相关设计规范的要求对各项设计参数进行科学取值和计算分析，准确把握各项结构设计要点，不断总结设计经验，优化设计方案，为提高高层民用建筑地下室结构的安全性、稳定性以及实现多元化使用功能奠定良好的基础。
1高层民用建筑地下室结构设计难点（1）地下室结构嵌固端选择。
在结构的固定端不能出现横向或者纵向的位移。
一般情况下，高层建筑的地下室嵌固端有两种，一种设在地下室的基础底板顶，一种设在地下室的顶板顶面。
（2）地下室楼盖选用。
地下室楼盖形式主要分为两种：无梁楼盖和有盖楼盖。
在选择楼盖的类型时需要在荷载取值、结构型式、使用功能、经济对比等方面进行综合考察。
（3）地下室结构抗震设计。
地下室墙柱的设计必须以地上墙柱为主，深埋墙柱的长度必须大于地上长度。
为了确保有效传递上部结构的地震力，高层建筑地下室顶板必须具有足够的刚度和较强的整体性。
2高层民用建筑地下室的结构设计中存在的问题2.1外墙外墙对于地下室有着极为重要的作用，它不单单是可以防水防渗以及挡土，而且最关键的一点即外墙能够让地下室转变成为一个较为封闭的区域，因此外墙是地下室必不可少且最为基础的组成成分。
浅谈地下室结构设计
浅谈地下室结构设计[摘要] 随着高层建筑的飞速发展，其建筑设备用房、地下消防水池和汽车停车位多功能都应用在地下室，因此在高层建筑设计中，地下室结构设计难点繁多、意义重大。
[关键词] 建筑工程地下室结构设计抗震目前城市土地资源日益紧缺，建筑及城市交通有逐渐向地下发展的趋势。
然而，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，其结构设计、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，因而对设计和施工有一定的特殊要求。
1.地下室结构设计难点概述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，一般来讲概括起来为：（1）结构平面设计；（2）抗震设计；（3）地下室抗浮、抗渗设计；（4）外墙结构设计。
2.建筑工程地下室结构优化设计2.1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。
高层建筑结构优化设计中的问题与对策分析
高层建筑结构优化设计中的问题与对策分析摘要：建筑结构优化设计与建筑工程的施工进度、工程质量都密切相关，尤其在高层建筑的结构优化设计中，由于高层建筑结构非常复杂，工作量非常大，在具体结构优化设计中经常会出现各种问题，严重影响了高层建筑的质量和安全。
因此，必须针对高层建筑结构优化设计中问题，提出和实施有效的解决对策，不断提高高层建筑结构设计质量，为高质量高标准的高层建筑奠定良好基础。
关键词：高层建筑；结构优化；问题；对策1高层建筑结构设计工作中的问题1.1概念性设计工作认识不充分一些设计人员在设计高层建筑结构的时候，未能充分地认识一些概念性工作，一些设计人员在计算出建筑范围内最后结构就开始构思草图，这种的思想理念尚未和实际的流程相一致。
通常来说，真正标准的图纸需要专业设计人员反复前往基地观察、测量、计算和修订之后才绘制的，可是我们国家有些建筑行业在设计过程中没有重视概念性设计工作，有的设计人员不具备较高的专业能力，而是使用计算机来进行绘制和设计，计算机的设计往往和实际存在差距，这样就容易影响高层建筑结构优化设计工作的有效开展。
1.2图纸的信息表达不清晰资料图纸的信息不清晰主要体现在这些方面，首先，图纸资料的细节上存在问题，有关的信息说明不够准确和具体，具有含糊其词的特点，这将会给施工工作产生不利影响。
比方说，测量部门不是统一的，数值的计算大大超过实际结果。
第二，图纸信息和实际的结构情况不一样，因为设计人员自身的问题，图纸中的信息在设计的时候没有将重要信息表达出来，或者是表达的信息不清晰和准确[1]。
我们知道不精准的图纸信息将会影响施工工作的顺利开展，还会加剧建设的经费，从而出现一些安全问题，并产生不可预计的后果。
1.3基础设计不够科学和合理基础设计作为高层建筑结构设计中的重要环节，它关系到建筑物的整体质量还和高层建筑物的使用性能有着密切关联。
因此设计人员在开展基础设计工作的时候务必选用科学合理的模型。
高层建筑中混凝土结构的优化设计要点
高层建筑中混凝土结构的优化设计要点浅谈摘要：本文主要从高层建筑的特点入手，探讨了高层建筑混凝土结构优化设计的具体方法，进而提出了合理使用高强砼和高强钢筋，注重剪力墙的平面布置，多使用结构简单的独立单元等优化设计等具体方法。
关键词：高层建筑；混凝土结构；优化设计随着高层建筑的迅速发展，对其要求也越来越高，而混凝土施工是高层建筑施工中的一个关键环节，这就需要从混凝土结构方面对高层建筑进行优化设计以达到理想效果。
一、高层建筑结构设计的要求（一）结构设计要考虑侧向力侧向力（风或水平地震作用）成为影响结构内力、结构变形及建筑物土建造价的主要因素。
高层建筑和低层建筑一样，承受自重、活载、雪载等垂直荷载和风、地震等水平力。
在低层结构中，水平荷载产生的内力和位移很小，可以忽略不计；在多层结构中，水平荷载的效应（内力和位移）逐渐增大；在高层建筑中，水平荷载和地震力将成为主要的控制因素。
（二）结构应具有适宜刚度随着高度的增加，高层建筑的侧向位移迅速增大。
因此设计高层建筑时不经要求结构有足够的强度，而且要求结构有适宜的刚度，使结构有合理的自振频率等动力特性，并使水平力作用下的层位移控制在一定范围之内。
（三）结构应具有良好的延性相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。
建筑结构的耐震主要取决于结构的承载力和变形能力两个因素。
为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免高层建筑在大震下倒塌，必须在满足必要强度的前提下，通过优良的概念设计和合理的构造措施，来提高整个结构、特别是薄弱层（部位）的变形能力，来保证结构具有足够的延性。
因此，在结构设计中应综合考虑这些因素，合理设计，使结构具有足够的强度、适宜的刚度、良好的延性。
二、高层建筑混凝土结构的优化设计的具体方法高层建筑混凝土结构的优化设计首先得适应于高层建筑结构设计，而且要追求接近最优解。
优化设计，关键是要有整体和局部的概念，要从整体入手，落实到局部，整体和局部都要兼顾。
关于地下室结构的优化设计
关于地下室结构的优化设计作者：金炜来源：《城市建设理论研究》2013年第24期摘要：在现在的建筑施工中，地下室通常作为设备用房、餐厅、停车场、货仓等多种功能于一身，是建筑物的重要组成部分，尤其是在土地资源日益短缺的现代社会。
因此，如何优化地下室的结构设计，对于地下各种功能的实现，以及提高土地的利用率都有着重要意义。
本文就地下室结构优化设计中存在的一些要点做几点分析，并试着提出一些优化方案，希望能给一些从事建筑设计的朋友带来一些帮助和启发。
关键词：建筑工程；地下室结构设计中图分类号： S611文献标识码：A文章编号：一、地下室结构设计概述人口基数庞大，人均土地资源短缺，是我国的基本国情，尤其是我国实施城市化建设以来，城市土地资源短缺的情况进一步加剧，这使得现代城市建筑朝两大方向发展。
一是发展高层建筑，在有限的土地上建设尽可能高的建筑物，通过扩展空中空间，来弥补土地资源短缺；二是发展地下建筑，即地下室，通过扩展地下空间来弥补土地资源的短缺。
发展高层建筑需要有先进的施工技术、高品质的建筑材料和足够强度的工程结构设计，通常投资规模都很大，而且受到气候、地质地形、建筑物功能等多种因素的制约，对多数建筑企业来说，都是一项挑战，目前，还仅应用在于城市的标志性建筑中；而地下室的技术难度就低的多，只要设计好地下空间各部位的功能划分，以及建筑物整体结构的稳定性，多数的建筑企业都可以胜任，因此，发展地下空间成为现代建筑的一大方向，地下室结构设计也成为现代建筑设计的主要组成部分之一。
地下室结构设计中的难点由于现代建筑物的地下室通常具有多种功能，涉及诸如防火、设备安装、管道铺设、通风、排水等众多专业，使得现代地下室结构设计成为一个系统的复杂工程。
经过对国内众多大型建筑物地下室结构设计的分析归纳，其地下室结构设计中的难点主要存在于以下几个方面。
地下室空间结构设计地下室空间结构设计是指将地下室各层的空间依据使用功能的异同，进行科学、合理的布局排列，包括对各功能区域进行划分及位置示意，地下室通风管道铺设、排水设施分布、电气电缆分布、行人通道位置、电梯空间位置等多种设计元素的组合布局。
城市综合体地下室结构的优化设计
城市综合体地下室结构的优化设计地下室结构的优化设计在城市综合体中起到了至关重要的作用。
在城市发展过程中，由于土地资源有限和城市功能需求的不断增加，城市综合体地下室的地上楼层往往无法满足各种功能的需求，因此需要进一步利用地下空间。
地下室的优化设计不仅可以提高地下室结构的使用效率，还可以改善城市综合体的整体功能布局和形象。
一、优化设计原则1.合理利用地下空间优化设计的首要原则是合理利用地下空间。
在城市综合体地下室的规划中，应根据具体情况确定不同功能区域的位置和面积，并合理分配、利用地下空间。
将商业区、停车场、仓库等功能区域合理布置在地下室中，以满足城市综合体的功能需求。
2.确保结构安全地下室结构的优化设计必须确保结构的安全可靠。
在地下室结构设计中，要采用合适的结构材料、设计合理的结构形式，并根据地质条件确定地下室的承载力要求。
还需要对地下室结构进行全面的力学计算和模拟分析，以确保结构的承载能力和稳定性。
3.考虑施工和运营管理地下室结构的优化设计还需要考虑施工和运营管理的要求。
在地下室的设计过程中，要考虑施工的可行性和效率，并合理安排施工工序和设备。
还需要考虑地下室的运营管理需求，包括通风、排水、供电等设施的设置和运营维护。
1.多功能空间设计通过多功能空间设计，可以最大限度地利用地下空间。
在地下室的规划设计中，可以将商业区、娱乐区、休闲区等功能区域融合在一起，形成一个多功能的空间。
这样既可以满足城市功能需求，又可以提高地下室结构的使用效率。
2.模块化设计模块化设计是地下室结构优化设计的一种有效方法。
通过将地下室结构划分为不同的模块，可以提高结构的灵活性和可实施性。
可以将地下室结构划分为商业模块、住宅模块、办公模块等不同的功能模块，使每个模块具有相对独立的结构和功能。
3.绿色建筑设计绿色建筑设计是地下室结构优化设计的另一种重要方法。
通过采用环保、节能的建筑材料和技术，可以提高地下室结构的环境效益和资源利用效率。
浅谈高层建筑地下室结构的优化设计
浅谈高层建筑地下室结构的优化设计摘要：随着经济社会的不断发展和满足人们对增加高层建筑有效面积的强烈要求，现在很多高层建筑都设有地下室。
本文着重讲述高层建筑中地下室设计的常见问题以及一些优化设计的方法等。
关键词：高层建筑；地下室；优化设计随着经济社会的不断发展和满足人们对增加高层建筑有效面积的强烈要求，现在很多高层建筑都设有地下室。
但是由于相当多的地下室没有满足人们多方面的要求和期望，所以导致很多人对既能满足功能需求，又比较经济、安全、可靠的地下室很渴望拥有。
本文着重讲述高层建筑中地下室设计的常见问题以及一些优化设计的方法等。
1 当前高层建筑的地下室结构中存在的有关技术、经济的问题以及他们之间的联系1.1 地下室中混凝土的浇筑问题地下室中的墙板混凝土一般采用赶浆法。
由于混凝土的流向不是可以控制的，所以在施工的时候，可能还在这里施工，但是混凝土已经流到了十几米之外的地方。
尤其是在墙壁与顶板同时进行浇注时，这种情况可能会更加严重。
也许等到浇注到那儿的时候，也许早就过了初凝。
还有一个问题就是在当墙壁与顶板必须同时浇注时，正确的做法应当是先浇注墙壁，等到墙壁的混凝土完全完成后再进行顶板的浇注。
这样做就没有多大的问题了。
第二个问题是，对于混凝土的施工计划及工序应该合理安排，并且要合理地留置施工缝，在浇注混凝土时应当保证要连续进行。
此外，混凝土在下料时，应当避免混凝土下料时过厚、不对称及不均匀等情况。
如果出现了这种情况，就容易导致振捣作用的长度和半径不够，而且容易使混凝土漏振、不均匀、不密实，，使之产生蜂窝、孔洞的现象。
1.2 地下室设计的抗震要求如果一个高层建筑的地下室设计的不得当，就会使建筑整体的抗震性大大减弱。
一般情况下，对于半地下室的埋藏深度只有在大于地下室外地面以上的高度时，才能够不用计算建筑物的层数。
在当前，高层建筑的地下室一般存在的此类问题有：半地下室的埋藏深度不够深。
房屋的层数包括半地下室已经达到了8层，但是层数和总高度却超过了规定的要求。
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浅谈高层建筑地下室结构的优化设计
摘要：近年来，随着我国经济的高速发展及城市用地资源越发紧张，地下空间的利用价值变得越来越大。
但地下室工程涉及建筑、结构、设备、人防等专业，在设计地下室过程中需要各个专业的互相配合。
本文主要针对高层建筑地下室结构的优化设计进行了分析与讨论。
关键词：高层建筑、地下室结构、优化设计
高层建筑地下室结构设计要点分析
地下室处于室外地面以下，因为地下室侧墙有极大的刚度且地下室与上部结构为整体，一般情况地下室可作为上部结构的嵌固端。
在建筑首层以下建造地下室，可以提高建筑用地效率。
一些高层建筑基础埋深很大，充分利用这一深度来建造地下室，其经济效果和使用效果俱佳。
地下室的类型按功能分，有普通地下室和防空地下室。
按结构材料分，有砖墙结构和混凝土结构地下室。
按构造形式分，有全地下室和半地下室，地下室顶板的底面标高高于室外地面标高的称半地下室，即室内外高差的平均高度大于该房间平均净高1/3 ，且小于等于1/2 者。
这类地下室一部分在地面以上，可利用侧墙外的采光井解决采光和通风问题。
地下室顶板的底面标高低于室外地面标高的，称为全地下室。
地下室一般由顶板、底板、侧墙、楼梯、门窗、采光井等组成，其中地下室的顶板采用现浇或预制混凝土楼板，板的厚度按首层使用荷载计算，防空地下室则应按相应的防护等级的荷载计算。
在地下水位高于地下室地面时，地下室的底板不仅承受作用在它上面的竖向荷载，还承受地下水的浮力，因此必须具有足够的强度、刚度、抗渗透能力和抗浮力的能力。
地下室的外墙不仅承受上部的垂直荷载，还要承受土、地下水及土壤冻结产生的侧压力，因此地下室墙的厚度应按计算确定。
地下室的门窗与地上部分相同。
当地下室的窗台低于室外地面时，为了保证采光和通风，应设采光井。
采光井由侧墙、底板、遮雨设施或铁箅子组成，一般每个窗户设一个，当窗户的距离很近时，也可将采光井连在一起。
地下室的外墙和底板都深埋在地下，受到土中水和地下水的浸渗，因此，防潮防水问题是地下室设计中所要解决的一个重要问题。
一般可根据地下室的标准和结构形式、水文地质条件等来确定防潮、防水方案。
当地下室底板高于地下水位时可做防潮处理。
当地下室底板有可能泡在地下水中时应做防潮防水处理。
（二）高层建筑地下室结构设计应注意的问题
1、防水问题。
高层建筑地下室结构的防水设计其核心就是要最终浇筑成的结构混凝土达到设计强度,满足抗渗、抗侵蚀, 结构致密且无有害裂缝。
混凝土是多孔材料, 仅仅通过石子的连续级配、提高水泥用量和砂率、加入有机硅或减水剂等来减小混凝土的空隙和毛细孔隙, 以提高混凝土的抗渗性往往得不到令人满意的效果, 这是由于忽视了混凝土的致命弱点——收缩。
尽管混凝土很致密,但干缩和冷缩(温差收缩)很容易使混凝土结构产生裂缝,从而破坏结构的整体防水功能。
随着混凝土外加剂应用技术的发展,混凝土防水技术又上了一个新台阶,尤其是补偿收缩防水混凝土的出现,较好地克服了普通混凝土抗拉强度低,极限拉
应变小的缺陷。
2、抗震要求。
如果地下室的抗震设计不当，对整体抗震性能会产生较大影响，对于半地下室的埋深，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。
3、地下室抗浮问题。
在实际的地下室抗浮设计过程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，因而会造成施工过程中由于抗浮不够出现局部破坏。
另外，实际中在同一整体大面积地下室上建有多栋高层和低层建筑，而地下室面积大，形状又不规则，加之局部上方没有建筑，此类抗浮问题也相对比较难以处理，须作细致分析处理。
（三）高层建筑地下室结构的优化设计
1、地下室结构的防水设计。
地下结构混凝土渗漏问题始终是防水工程施工的技术难点,二次结构又是防水工程技术难点的关键，提高地下结构混凝土自防水能力是防水混凝土施工过程中必须解决的关键技术问题。
混凝土应分层分段浇筑,减少由于不必要间隙缝和漏振造成的混凝土不密实。
首先，施工缝处浇注混凝土时,界面处要用与原混凝土相同水灰比的水泥砂浆进行处理,界面处浮碴要清除干净。
其次，混凝土应采用机械振捣,要振捣充分以保证混凝土的密实性,在边梁、中梁处要从侧面插入振捣,在钢筋密集的地方使用直径35mm的细棒振捣,在梁与板结合部位还应进行二次振捣,防止由于截面变化和混凝土收缩引起的开裂。
在规范允许的条件下,尽量采用较大粒径级配连续的骨料配制混凝土,实践证明,采用较大粒径的骨料配制同样强度的混凝土,在水灰比相同的条件下,水泥用量可减少40kg-50kg,用水量也会相应减少。
混凝土升温的热源是水泥水化热,设计中建议应选用中低热的水泥品种,可减少水泥水化热,降低混凝土温升。
2、地下室外墙设计。
地下室外墙所承受的荷载分为水平和竖向荷载。
竖向荷载包括上部及地下室结构的楼盖所承受的荷载和自重；水平荷载包括地面活载、侧向土压力和地下水作用。
风荷载或水平地震作用对地下室外墙平面内产生的内力较小。
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。
3、荷载取值。
竖向荷载有上部及各层地下室顶板传来的荷载和外墙自重；水平荷载有地坪活荷载、侧向土压力、地下水压力、人防等效静荷载。
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。
除了计算外墙承载能力极限状态还应作正常使用极限状态下裂缝验算。
4、防裂设计。
要防止地下室裂缝，采取的主要措施：补偿收缩混凝土，即在混凝土中渗入UEA、HEA等微膨胀剂。
以混凝土的膨胀值减去混凝土的最终收缩值的差值大于或等于混凝土的极限拉伸即可控制裂缝。
参考文献：
1 冯雪；高层建筑地下室结构设计分析[J];民营科技;2011年07期
2 周凤兴；浅谈高层建筑地下室设计及处理方法[J];今日科苑;2010年10期
3、李鹏;;关于地下室外墙结构设计的分析[J];四川建筑;2011年05期。