【摘 要】在建筑建设过程中，地下室所处的相应位置是较为特殊，地下室结构设计在整个建筑结构设计中有着十分重要地位作用。本文将针对地下室在的结构设计以及相应计算简要的分析研究讨论。
【关键词】地下室；结构设计；计算应用
近年来，我国基础建设数量逐年增多，使得土地资源越来越紧张，建筑建设逐渐朝着地下发展。当今的大部分建筑都设置有地下室，地下室的结构设计与施工建设已经受到了工程界的广泛关注。因此，在建筑的建设施工过程中要充分重视地下室的设计施工工作。
1．地下室在结构设计中存在的相应难点
地下室建筑工程建设所涉及的专业范围广泛，技术要求较为繁杂。在实际的地下室结构设计过程中，需要有效综合配置各项专业进行具体的设计，其中，包括人防要求、排水、采光以及通风、使用功能、管道、设备用房以及防火、坑道等等专业。一般来说，所进行实际的地下室抗浮设计通常考虑的只有其正常使用时的极限状态值，总是忽视具体的施工过程以及洪水期的有效防治，这样就很容易在施工过程中出现由于抗浮能力不够而造成的建筑局部被破坏的现象，作为一项系统工程，地下室防水工程建设因素涉及了设计、材料、施工等等多个领域，由此可见，进行地下室的结构设计时所存在的各项难点较多，这些设计难点包括地下室工程的结构平面设计以及抗浮、渗设计、外墙结构设计、抗震设计等等方面。
2．地下室在结构设计中的计算分析
构建配置有地下室的建筑计算的实际模型时，应该注意几个核心问题，具体来说，包括地下室刚度的合理设置以及室外回填土约束能力的正确反馈、综合分析基础所造成的相关影响。可以通过建立相应的模型来进行分析地下室结构楼层与其所毗邻的上部结构楼层之间的侧向刚度比值为地下室结构的实际嵌固作用所造成的相应影响。
（1）
分离模型
（2）
整体模型
注：在分离模型中，可以把地下室的顶板结构作为相应的嵌固端来实现上部结构的有效运算；在整体模型的构建与计算中，要将上部结构以及地下室作为一个有机整体来实现计算模型的有效构建，其中，不考虑地下室所受到的回填土约束作用。在以上两个模型中，要将规则机构以及剪力墙结构作为主要的研究分析对象，来进行模型二者之的计算周期、地下室上面一层结构单位的剪力以及顶点位移差异。
在综合考虑到地下室刚度结构是比较简单的情况下，可以将整个建筑结构中的地下室及其上部结构看做是一个有机整体，综合构建一个包含着两部分机构的综合模型。近几年来，针对建筑上部结构所承受的基础变形以及地下室结构所受到的回填土约束作用所作的相应研究取得了不错的实际成果，但是，要想把这些研究直接运用到真正的工程建造设计中的话，还是会出现较大的难度。就目前而言，在具体的设计过程中，一般不会去考虑上部结构所承受的基础影响，只是在所假定的相应接触面上进行嵌固约束行为，有时候也会在进行模拟施工的有效加载时采取近似思维方法。总体来说，地下室与回填土之间使存在着一定的相互作用的。由于当前时下的规范中的相关反应谱论是在刚性的基础上进行有效假定的，所以，针对地下室所受到的回填土约束作用所开展的有效分析所采用的两种方法为弹簧刚度法以及嵌固水平位移法。
2.1 弹簧刚度法
在进行弹簧刚度法的实际计算模型的有效构建时，选用的是整体模型。从整体的角度出发，要在基础的相关底板处进行嵌固端的有效获取，同时将水平位置的弹簧刚度引入到地下室建筑结构中楼板位置，此处水平弹簧刚度值的实际大小能够充分展示出回填土约束地下室的相应作用力的强弱效果。这主要是运用了水平刚度值进行作用模拟的具体方法，这种计算方法是一种近似法。在进行有效的建筑工程设计分析是若是采用上述方法，则要求相关的设计人员必须有效确定水平弹簧刚度的实际值，取值工作的实际难度是比较大的。因为地下室一直会受到回填土的相应约束作用力，这种约束作用力的产生以及影响因素是非常复杂的，比较难以具体观察出来的，所以约束作用的大小是很难被准备确定的。这就需要相关设计人员采用一些计算软件来实现对所需值的计算，比如说，可以使用建筑设计软件SATWE间接地进行地下室自身刚度与回填土约束刚度的比值计算来得到所想要的结果。在实际的设计过程中，相关的设计人员应该将地下室自身的相关抗震侧仪的实际大小搞清楚，然后取一个间接的相对刚度比值来进行设计计算分析，这样操作起来就简单地多了。在实际的比较过程中，会出现两种极端情况，一种是刚度比值为零时，这时候就不需要考虑回填土的实际约束刚度值了；另一种情况是刚度比值超过5.0，甚至是更大，这时候的进行地下室嵌固的顶板的具体水平位移是与相应的计算结构相一致的。真正的工程情况应该是处在这两个极端情况之间的。
2.2 嵌固水平位移法
相关的设计人员应该充分参照《抗震规范》第6．1．14条以及《高规》第5．3．7条中相关的规定的具体理念，把地下室以及其建筑上部的相应结构作为一个有机整体来进行全局考虑。其也是在基础的地板处进行嵌固端的有效获取，并根据建筑上部结构以及地下室结构中相应楼层的实际刚度比来实现通过确定恰当的位置进行水平位移的有效限制，简单来说，就要要取相应的水平位移值为零。这种方法一种比较简化的近似法。在进行该种方法的有效运用时，首先应该考虑的是要进行楼层侧向刚度比的具体计算，在实际的计算过程中，可以参照相关设计规范、剪切刚度以及剪弯刚度来进行地下室侧向刚度比的合理估算。具体来说，相关设计人员可以根据《高规》培训材料中所建议的选用剪切刚度比值，此外，其也可以根据《抗震规范》选用楼层剪力与层间位移的实际比值。当设计满足了规范比值计算要求，则可以进行水平位移嵌固部位的有效确定。
3．计算公式应用
3.1 抗浮计算
（1）水浮力
在上述公式中，的实际取值为10，表示的是地下室底板标高至地下水位标高之间的距离，A表示的是单根柱子所属底板面积。
（2）抗浮力
在上述公式中，表示的是顶板上覆土重荷载，其中包括地下水自重，表示的是顶板自重荷载，表示的是底板自重荷载，表示的底板上素砼面层荷载，表示的是柱自重，表示的是顶板柱帽重，底板柱帽重。
3.2 地基承载力的相关计算
在进行地基承载力额有效计算时应该将基底持力土层的抗剪强度作为具体具体指标，并将所计算出的相关值作为地基承载力的相应设计值。
（1）（《规范》4．2．3—2）
（2）地基承载力设计值（《规范》4．2．3—1）
（3）上部荷载作用下地基净反力
注意：若小于，则满足地基承载力的实际要求。
3.3 地下室侧墙荷载计算
处于地下水位以上的侧墙所受的侧向土压力
其中，表示的是侧墙上位置处的土侧压强度,表示的是第层土在天然状态下的容重,表示的是各层土的厚度，表示的是位置处土层的内摩擦角。注意，工程上常不考虑内聚力而将值提高。
综上可知，实际的地下室工程所处的建设环境较为特殊，施工所涉及的技术工种较多，施工程序较为复杂，可以说，地下室工程一项较为隐蔽的建筑工程，所以，要充分重视地下室结构设计工作的有效开展，从而达到保证建筑质量的目的。
参考文献：
[1]李公明.非周边约束地下室高层结构计算高度的论证[J].城市建设理论研究（电子版）,2011(27).
[2]王艳玲.浅谈地下室结构设计[J].城市建设理论研究（电子版）,2012(4).
