淺談地下室設計要點

（1.煤炭工業鄭州設計研究院有限公司）

（2.煤炭工業鄭州設計研究院有限公司）

【摘要】本文主要介紹了作者在地下室設計工作中所遇到的一些問題，結合自身經驗對地下室設計提出相關意見，在今后的工作中希望能給大家提供幫助。

【關鍵詞】人防地下室；計算要點；注意問題；配合

現代社會發展的越來越快，超長超大的地下室在逐漸增多。超長地下室外墻裂縫控制、計算模型合理性等問題是結構設計人員設計過程中的難點；超大地下室設計的難點與重點是人防、消防等問題，這些問題各專業的配合顯得更重要，特別是人防問題，結構設計人員需要對建筑、暖通等專業有較深入的理解才能把結構設計作好。

1 計算要點

1.1 混凝土墻計算

1.1.1 外墻計算

（1）計算模型。一般情況下，外墻計算模型為單向板，下固端，上簡支。但當頂板大開口導致墻頂形成自由端時就得注意，如室外樓梯間、車道的無蓋板段，墻頂均為自由端。對于室外樓梯間處的外墻處理方法為：加大梯板及休息平臺板厚及加大配筋，這樣外墻的支撐條件可以改善；另外，車道無蓋板段設計時盡量減小墻高，在滿足車道入口最低凈高基礎上，盡量讓頂板往外延伸些。

（2）土壓力計算。由于地下室類似一個大箱體，四周均有土約束，各方向在土壓力作用下墻體位移可近似認為相互抵消，所以按靜止土壓力計算。靜止土壓力系數可根據回填土的類別而定，一般設計要求回填土應用砂質粘土或灰土或中粗砂震動分層夯實，密實度要求≥93%。

（3）裂縫控制。地下室外墻的收縮裂縫是難點，特別是超長地下室。筆者經過幾個工程的實踐，外墻水平筋采用小直徑小間距效果不錯（間距100mm為宜），且混凝土強度等級不宜選太高，C30左右為宜；另外，施工養護也非常重要，混凝土從澆灌后水分就開始蒸發，如果不進行有效的養護，早期裂縫將很快產生，所以設計交底時應加以強調養護的重要性，有條件應對施工進行跟蹤，確保施工養護能做得更到位，以使裂縫更有效得到控制。

1.1.2 臨空墻計算

防空地下室的等效靜載是對核（常規）武器爆炸地面空氣沖擊波產生地面超壓進行等效而定義的，其大小跟起始壓力波速、作用時間大小等有關，其作用在臨空墻的壓力值與被地面建筑（或障礙）削弱的程度有關，所以不同部位的臨空墻荷載有所不同。室外出入口由于沖擊波受阻擋不如室內出入口強，因此室外出入口處臨空墻等效靜載較大。

1.2 底板及地梁計算

底板計算時應注意考慮向下荷載與向上荷載，設計時取兩者不利者考慮。向上荷載主要指水浮托力荷載效應、水浮力與人防荷載效應組合；向下恒載主要指底板自重、消防水池最高水位時水的自重、設備自重等。

2 結構專業地下室（包括人防）設計應注意的幾個問題

2.1 甲類防空地下室結構應能承受常規武器爆炸動荷載和核武器爆炸動荷載的分別作用。設計時均按一次作用。

設計人員有時可能習慣認為人防是由核爆動起控制，但以下兩種情況由常規爆動荷載起控制，設計時應著重注意。

2.1.1頂板底面高出室外地面的常5、常6級防空地下室，其外墻在彈塑性工作階段設計時，其等效靜載標準值qce2較核爆動大。注意，當上部結構為鋼筋砼結構時，頂板底面不允許高出室外地面。

2.1.2出入口臨空墻的等效靜載標準值在室外直通式及室外單向式，且其L（L為室外出入口至防密門的距離）≤5m時，常規武器爆動等效靜載標準值較核爆動等效靜載標準值大。

2.2 概念設計

地下室作為上部結構的嵌固部位，應保證其具有足夠的剛度，規范要求其側剛不小于相鄰樓層的2倍。當地下室剪力墻數量不多時，特別是非人防區域，可以在適當部位加設剪力墻以增加整體剛度；在地下室頂板梁整體計算時，主樓范圍內梁端負彎矩不宜調幅；當上部結構高寬比較大時，其柱底彎矩很大，所以當主樓范圍外的地下室頂板梁與主樓落地墻柱相連時，應加大連接端梁負筋及梁腰筋，用于平衡上部柱底彎矩。

2.3兩層及兩層以上的地下室，當人防地下室設在底層時，需注意以下幾點：

2.3.1人防頂板板厚可適當減小。為了防早期核輻射，板厚得滿足規范給出的數值，但當人防地下室設于底層時，其早期核輻射已經很有效被削弱，所以板厚可以減小。

2.3.2通道頂板抗力按人防設計，通道頂板抗力等級按共用同一通道的防空地下室較高級別者設計。

2.4 當人防頂板高低差較大時，高低檻處梁截面及配筋應滿足人防墻設計及構造要求，一般梁寬≥300mm，相應的梁腰筋及箍筋≥Ф12@150(即滿足墻單側配筋率0.25％的要求，砼為C30~C35)。受力情況類似于埋置于土中的人防外墻。

3 與建筑配合問題

與建筑的配合問題是地下室設計過程中很重要的環節，特別是人防問題。如果結構設計人員沒做好這個環節，可以說是做不好人防地下室設計的。

3.1 總平配合。地下室電算前應與建筑師協調定出合理的標高。合理的總平標高應該是標高變化均勻平穩的，突變較小，且變化方向大體上是單向的；室內外高差小。另外，應注意消防車的走向、位置。如果建筑可以調整的話，應盡量避免消防車道設在覆土很大的頂板，這種情況荷載很大，經濟性不好。

3.2 幾點防空地下室設計中容易被忽略或容易出錯的問題：

3.2.1 五級人防地下室附壁式臨空墻厚度應不小于650mm；

3.2.2 平戰結合柴油發電站應考慮發電機等大型設備運輸與安裝，留有較大的運輸口；其平時及戰時都需要較大的進排風量，且需設排煙系統，設計時得提醒相關專業選對擴散室活門型號及作對擴散室內部凈尺寸。

3.2.3 上部建筑為鋼筋砼結構的甲類防空地下室，其頂板底面不得高出室外地平面。當建筑室內外高差較大時易犯錯，此時應降低室內結構頂板標高以滿足此規定。

3.2.4 當防護密閉門兩側較為空曠時，為了避免防護密閉 門絞頁直接被沖擊波破壞，應在門框墻處適當位置加一突 垛；類似地，當防護密閉門沿通道設置時，門扇應嵌入墻內設置，且門扇的外表面不得突出通道的內墻面。

4 與設備專業配合的問題

與設備配合問題是結構設計人員容易忽略的問題，經常下工地的結構工程師會比較敏感。有時去現場會發現設備管線預留（埋）不太合理，如果設計時沒配合好，很可能會影響結構安全。對于人防地下室，主要是與暖通的配合量較大，設計人員應著重把握好。

4.1 暖通

豎井洞口等孔洞配合是配合的重點。結構設計人員應注意校核其預留（埋）的孔洞大小、位置及標高，以定出最合理的方案。應避免風管穿臨空墻及人防單元隔墻，當不可避免時，應采取可靠的防護密閉措施，應在土建施工時一次預埋到位（交底時強調），且洞口不宜過大（控制在800mm×800mm以內）。

4.2 水電

4.2.1 應了解頂板水管埋設走向。對于水專業一般希望覆土越大越好，這與結構經濟性的控制是矛盾的，結構設計只有了解水管走向、坡度，才能把覆土降到最低。

4.2.2 設備用房需注意凈高問題。公用變配電所應注意凈高≥3900mm（建筑面到梁底），注意電纜溝深（一般800mm）。

5 結束語

地下室設計相對較煩瑣，但主要能把握好以下幾點，相信大家在設計過程不會有太大障礙：

5.1 地下室計算應把握好梁系布置、頂板恒載取值、外墻計算模型與土壓力計算，人防等效靜荷載的正確選取，應能解決概念設計與經濟性的矛盾。

5.2 地下室設計的難點之一是人防設計。想做好人防，光掌握結構專業知識遠遠不夠，還需要對建筑、暖通這兩個專業有較深入的了解。如果結構設計人員對這兩個專業不了解，相當于對人防基理不了解，設計將無從下手，更談不上專業間配合了。

5.3 關于人防地下室的設計規范、參考書籍和設計軟件已不斷完善，設計人員如果能靈活應用，可以做到事半功倍。

參考文獻

[1] 07FJ01-04.圖集《防空地下室建筑設計》[S].

[2] 07FG01-05.圖集《防空地下室結構設計》[S].