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地下室设计的体会

本文为笔者在平时设计过程中碰到的问题、经验的总结，包括地下室（含人防）结构设计、结构与其它专业配合碰到的问题的归纳，希望能对大家有所帮助。改革开发以来，我国国民经济进入持续、稳定、高速发展的新时期，高速的经济发展促使城市化进程加快，城市化的高速发展，迫使人们开发利用地下空间。所以地下室设计已日显其重要性。近年来，超长超大的地下室已不再少见。超长地下室外墙裂缝控制、计算模型合理性等问题是结构设计人员设计过程中的难点；超大地下室设计的难点与重点是人防、消防等问题，这些问题各专业的配合显得更重要，特别是人防问题，结构设计人员需要对建筑、暖通等专业有较深入的理解才能把结构设计作好。虽然地下室作为上部嵌固端需要进行概念性的加强，但经济性也是设计人员应该注意的重点，这需要设计人员不断的优化设计，即保证安全又能把握好经济性。以下是笔者几年来在地下室（含人防）设计过程中的几点总结与体会。1计算要点地下室计算主要有顶板、混凝土墙、底板及地梁等计算。对于人防设计，需注意材料强度调整（对于新版的PKPM、理正人防设计3.0版都可以自动调整，设计人员可不必再考虑，但需要有这方面的概念）。1.1顶板计算1.1.1梁系布置：板块大小应尽可能接近，板跨大概为3m～4m,这样顶板配筋基本接近，梁板配筋也相对经济合理。1.1.2顶板荷载：当顶板标高变化较大时，需分块计算恒载；活载无消防车时为5KN/m2；人防等效静载标准值6级取60KN/m2，5级取120KN/m2，当覆土较大时（〉500mm），应放大。表1.1.2是笔者对顶板计算荷载的归纳总结，供大家参考。表1.1.2地下室顶板计算荷载取值表（KN/m2）1.2混凝土墙计算1.2.1外墙计算外墙计算需要注意以下几点：⑴计算模型。一般情况下，外墙计算模型为单向板，下固端，上简支。但当顶板大开口导致墙顶形成自由端时就得注意，如室外楼梯间、车道的无盖板段，墙顶均为自由端。对于室外楼梯间处的外墙处理方法为：加大梯板及休息平台板厚及加大配筋，这样外墙的支撑条件可以改善；另外，车道无盖板段设计时尽量减小墙高，在满足车道入口最低净高基础上，尽量让顶板往外延伸些。⑵土压力计算。由于地下室类似一个大箱体，四周均有土约束，各方向在土压力作用下墙体位移可近似认为相互抵消，所以按静止土压力计算。静止土压力系数可根据回填土的类别而定，一般设计要求回填土应用砂质粘土或灰土或中粗砂震动分层夯实，密实度要求≥93%。⑶裂缝控制。地下室外墙的收缩裂缝是难点，特别是超长地下室。笔者经过几个工程的实践，外墙水平筋采用小直径小间距效果不错（间距100mm为宜），且混凝土强度等级不宜选太高，C30左右为宜；另外，施工养护也非常重要，混凝土从浇灌后水分就开始蒸发，如果不进行有效的养护，早期裂缝将很快产生，所以设计交底时应加以强调养护的重要性，有条件应对施工进行跟踪，确保施工养护能做得更到位，以使裂缝更有效得到控制。1.2.2临空墙计算防空地下室的等效静载是对核（常规）武器爆炸地面空气冲击波产生地面超压进行等效而定义的，其大小跟起始压力波速、作用时间大小等有关，其作用在临空墙的压力值与被地面建筑（或障碍）削弱的程度有关，所以不同部位的临空墙荷载有所不同。室外出入口由于冲击波受阻挡不如室内出入口强，因此室外出入口处临空墙等效静载较大。1.3底板及地梁计算底板计算时应注意考虑向下荷载与向上荷载，设计时取两者不利者考虑。向上荷载主要指水浮托力荷载效应、水浮力与人防荷载效应组合；向下恒载主要指底板自重、消防水池最高水位时水的自重、设备自重等。2结构专业地下室（包括人防）设计应注意的几个问题2.1甲类防空地下室结构应能承受常规武器爆炸动荷载和核武器爆炸动荷载的分别作用。设计时均按一次作用。设计人员有时可能习惯认为人防是由核爆动起控制，但以下两种情况由常规爆动荷载起控制，设计时应着重注意。2.1.1顶板底面高出室外地面的常5、常6级防空地下室，其外墙在弹塑性工作阶段设计时，其等效静载标准值qce2较核爆动大。注意，当上部结构为钢筋砼结构时，顶板底面不允许高出室外地面。2.1.2出入口临空墙的等效静载标准值在室外直通式及室外单向式，且其L（L为室外出入口至防密门的距离）≤5m时，常规武器爆动等效静载标准值较核爆动等效静载标准值大。2.2概念设计地下室作为上部结构的嵌固部位，应保证其具有足够的刚度，规范要求其侧刚不小于相邻楼层的2倍。当地下室剪力墙数量不多时，特别是非人防区域，可以在适当部位加设剪力墙以增加整体刚度；在地下室顶板梁整体计算时，主楼范围内梁端负弯矩不宜调幅；当上部结构高宽比较大时，其柱底弯矩很大，所以当主楼范围外的地下室顶板梁与