地下室空间设计

第1篇：地下室空间设计

地下室设计若干问题浅析

[摘要]随着现代建筑业的快速发展，建筑设备用房、人防工程和汽车停车位都应用在地下室，因此作好地下室设计意义重大。本文针对地下室设计阐述了嵌固端选取、外墙计算模型、抗浮、裂缝控制等重点问题，以供参考。

[关键词]嵌固部位;地下室;抗浮设计

一、地下室设计的必要性

1.报建的需要

根据《中华人民共和国人民防空法》和各地的人民防空管理办法，凡新建、改建和扩建的民用建筑都必须按规定的标准修建人防工程;不能修建防空地下室的，建设单位应当报经人民防空主管部门批准，经批准不修建的，应当向人民防空主管部门缴纳人民防空工程易地建设费。

2.功能的需要

多高层建筑需要各种配套设施，如人防工程、车库、消防和生活水池、高低压配电房及泵房等各种设备用房，地下室恰好满足了多高层建筑这方面的功能需要。其中，地下车库的设置尤为重要，高档次的商场和住宅，没有车库配套供应，销售是有一定困难的。

3.结构的需要

根据《建筑地基基础设计规范》第5.1.4条，在抗震设防区，除岩石地基外，天然地基上的箱型和筏形基础其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15;桩箱或桩筏基础的埋置深度(不计桩长)不宜小于建筑物高度的1/18。从结构的稳定性考虑，基础必须有一定的埋深，地上建筑才能抵抗风和地震这些水平荷载作用，而多高层建筑中埋深部分刚好利用来做地下室;另外，因为设置地下室挖除了基础上方的土体，减小了基础的荷载。

二、上部嵌固部位的选取

1.地下室顶板作为上部结构嵌固部位的条件，《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》都有明确的规定，即地上一层的侧向刚度不宜大于地下一层相关范围侧向刚度的0.5倍。因为地下室结构周围土体的约束，地震时地下室与土层移动基本同步，层间位移角很小，因此尽量采取措施让地下一层相关范围的刚度大于地上一层，把地下室顶板作为嵌固部位。如果上部结构位于地下室大底盘的中间，周边远离地下室外墙，这时地下一层相关范围的侧向刚度可能小于地上一层侧向刚度的两倍，此时，应在地下一层相关范围内增设剪力墙，以满足嵌固条件。

2.由于场地绿化覆土或埋设设备管道覆土时，地下室顶板在室内外有高差，此时在地震作用下，主体结构的水平力很难传到地下室顶板，必须采取一些措施。如果高差不大于地下一层层高的1/3时，可在垂直于挡土墙的方向加腋，从而使水平力得以传递到相关范围;如果高差大于地下一层层高的1/3时，即使地下一层与地上一层的刚度比满足嵌固条件，上部结构的嵌固部位也不应取地下室顶板，而应下延至地下二层顶板，避免对上部结构的计算高度考虑不足。

三、地下室外墙计算模型

1. 地下室的外墙是结构设计的重点，在设计时应注意以下方面：(1)荷载。地下室外墙所承受的荷载分为水平荷载和竖向荷载。竖向荷载包括上部结构传重和地下室结构的自重，水平荷载包括侧向土压力和水压力。在实际工程中，竖向荷载一般不起控制作用，墙体配筋主要由垂直墙体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，仅按墙板弯曲计算配筋;(2)静止土压力系数。静止土压力宜由试验确定，当不具备试验条件时，砂土可取0.35～0.45，采用水土分算;粘性土可取0.5～0.7，采用水土合算。(3)计算模型。除垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙或外墙扶壁柱截面尺寸较大时采用双向板计算模型，其余的外墙宜按竖向单向板计算配筋为妥;同时外墙扶壁柱其主筋也应满足挡土墙配筋要求，外墙转角处外侧可附加水平负筋予以适当加强。

2.地下室外墙计算时底部为固定支座 (即底板作为外墙的嵌固端)，侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩相等，底板的抗弯能力不应小于侧壁，其厚度和配筋量应匹配。当坡道紧靠地下室外墙时，坡道底板位于外墙中部，应注意坡道底板对于外墙的支座作用。

四、地下室抗浮设计

当地下室埋藏较深或地下水位较浅时，地下室应进行抗浮验算，岩土工程勘察在工程需要时，提供用于计算地下水浮力的设计水位。针对此种情况，应采取以下措施：

1. 在条件允许的情况下，尽可能提高地下室底板底面的设计标高，降低抗浮设防水压力。例如2～3层地下室，地下室底板一般较厚，此时底板可以考虑做成无梁板，相对于梁板体系，能够减小0.5米以上的水头。但采用无梁板时应注意板的冲切计算，同时板筋的计算也有其特殊性，具体可参考文献[2]。

2.楼盖提倡采用宽扁梁或无梁楼盖。一般宽扁梁的截面高度为跨度的 1/18～1/15，宽扁梁的使用将有效降低地下结构的层高，从而降低了抗浮水压力。

3.当建筑物的自重不能抵抗水浮力时，应采取以下措施：配重、释放水浮力、设置抗拔桩或抗浮锚杆。释放水浮力法是在基底下方设置静水压力释放层，使基底下的压力水通过释放层中的透水系统(过滤层，导水层)汇集到集水系统(滤水管网格)，并导流至出水系统后进入专用水箱或集水井中排出，从而释放部分水浮力。锚固抗浮可采用锚杆、锚索或抗拔桩，锚杆一般在基岩较浅时采用，当地下水对钢筋有腐蚀性时，锚杆的耐久性问题不好解决，应用有局限性。锚索一般采用预应力，耐久性和抗浮性能较好，但造价较高、工序相对多、防水处理较难。往往会在发生上浮事故后，无法增加足够配重时，采用预应力锚索进行处理。抗拔桩兼有抗压和抗浮的作用，是一种被广泛采用的抗浮措施，但这种方法也有一定的局限性，从结构受力方面讲，由于地下室的抗浮设防水位是根据拟建场地历年最高水位结合近几年的水位变化情况提出来的，即使是经过重新评估后确定的抗浮设防水位，也是按一定的统计规律得出的结论。

五、裂缝及控制方法

地下室外墙混凝土易出现收缩，受到结构本身和基坑侧壁等的约束，产生较大的拉应力，直至出现收缩裂缝，而地下室外墙一般按照单向板计算，墙体水平钢筋仅按构造配置，笔者认为可以适当增加水平钢筋配筋量，单面配筋量按0.3%配置，对于减小外墙裂缝有不少帮助。

设置后浇带是地下室设计中常见的减小裂缝的方法，但此种方法也仅能控制施工阶段收缩裂缝的开展，不能解决使用阶段温度裂缝的发展。当地下室整体超长时，应采取相应措施防止裂缝开展，主要措施如下：①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，其差值大于或等于混凝土的极限拉伸即可控制裂缝。②膨胀带，由于混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会与混凝土的早期收缩变形完全补偿，为了实现混凝土连续浇注无缝施工而设置补偿收缩混凝土带，根据一些工程实践，一般超过 60m 设置膨胀加强带，带宽2m。③抗裂纤维，抗裂纤维因其具备独特的抗拉强度和分散性，能够三维立体分布在混凝土中，对混凝土起着良好的拉附作用。从而阻碍混凝土裂缝的发展。④提高钢筋混凝土的抗拉能力，混凝土应考虑增加水平钢筋用量或采用预应力钢筋，对于超长地下室结构，采用预应力钢筋效果较好，但造价提高，施工难度增加。侧壁受底板和顶板的约束，混凝土收缩不一致，可在墙体中部设一道水平暗梁抵抗拉力。

六、结束语

地下室的设计是一个综合性很强的问题，涉及内容繁多且复杂，设计时既要满足受力要求，又要考虑防水和抗震等方面。有些问题至今尚未得到很好的解决，因此无论是从技术还是从经济的角度讲都需要我们更深入地研究地下室设计的技术问题，提高设计水平，真正做到技术与经济同步、安全与适用协调。

参考文献

[1]郑伟国.地下结构抗浮设计的思路和建议[J].建筑结构，2013，43(5)：88-91

[2]朱炳寅.对独基加防水板基础的设计[J].建筑结构，2007，(07)

作者：方兴

第2篇：浅谈地下室设计要点

(1.煤炭工业郑州设计研究院有限公司)

(2.煤炭工业郑州设计研究院有限公司)

【摘要】本文主要介绍了作者在地下室设计工作中所遇到的一些问题，结合自身经验对地下室设计提出相关意见，在今后的工作中希望能给大家提供帮助。

【关键词】人防地下室;计算要点;注意问题;配合

现代社会发展的越来越快，超长超大的地下室在逐渐增多。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。

1 计算要点

1.1 混凝土墙计算

1.1.1 外墙计算

(1)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。

(2)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%。

(3)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。

1.1.2 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。

1.2 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主楼落地墙柱相连时，应加大连接端梁负筋及梁腰筋,用于平衡上部柱底弯矩。

2.3两层及两层以上的地下室，当人防地下室设在底层时，需注意以下几点：

2.3.1人防顶板板厚可适当减小。为了防早期核辐射，板厚得满足规范给出的数值，但当人防地下室设于底层时，其早期核辐射已经很有效被削弱，所以板厚可以减小。

2.3.2通道顶板抗力按人防设计，通道顶板抗力等级按共用同一通道的防空地下室较高级别者设计。

2.4 当人防顶板高低差较大时，高低槛处梁截面及配筋应满足人防墙设计及构造要求，一般梁宽≥300mm，相应的梁腰筋及箍筋≥Ф12@150(即满足墙单侧配筋率0.25%的要求，砼为C30~C35)。受力情况类似于埋置于土中的人防外墙。

3 与建筑配合问题

与建筑的配合问题是地下室设计过程中很重要的环节，特别是人防问题。如果结构设计人员没做好这个环节，可以说是做不好人防地下室设计的。

3.1 总平配合。地下室电算前应与建筑师协调定出合理的标高。合理的总平标高应该是标高变化均匀平稳的，突变较小，且变化方向大体上是单向的;室内外高差小。另外，应注意消防车的走向、位置。如果建筑可以调整的话，应尽量避免消防车道设在覆土很大的顶板，这种情况荷载很大，经济性不好。

3.2 几点防空地下室设计中容易被忽略或容易出错的问题：

3.2.1 五级人防地下室附壁式临空墙厚度应不小于650mm;

3.2.2 平战结合柴油发电站应考虑发电机等大型设备运输与安装，留有较大的运输口;其平时及战时都需要较大的进排风量，且需设排烟系统，设计时得提醒相关专业选对扩散室活门型号及作对扩散室内部净尺寸。

3.2.3 上部建筑为钢筋砼结构的甲类防空地下室，其顶板底面不得高出室外地平面。当建筑室内外高差较大时易犯错，此时应降低室内结构顶板标高以满足此规定。

3.2.4 当防护密闭门两侧较为空旷时，为了避免防护密闭 门绞页直接被冲击波破坏，应在门框墙处适当位置加一突 垛;类似地，当防护密闭门沿通道设置时，门扇应嵌入墙内设置，且门扇的外表面不得突出通道的内墙面。

4 与设备专业配合的问题

与设备配合问题是结构设计人员容易忽略的问题，经常下工地的结构工程师会比较敏感。有时去现场会发现设备管线预留(埋)不太合理，如果设计时没配合好，很可能会影响结构安全。对于人防地下室，主要是与暖通的配合量较大，设计人员应着重把握好。

4.1 暖通

竖井洞口等孔洞配合是配合的重點。结构设计人员应注意校核其预留(埋)的孔洞大小、位置及标高，以定出最合理的方案。应避免风管穿临空墙及人防单元隔墙，当不可避免时，应采取可靠的防护密闭措施，应在土建施工时一次预埋到位(交底时强调)，且洞口不宜过大(控制在800mm×800mm以内)。

4.2 水电

4.2.1 应了解顶板水管埋设走向。对于水专业一般希望覆土越大越好，这与结构经济性的控制是矛盾的，结构设计只有了解水管走向、坡度，才能把覆土降到最低。

4.2.2 设备用房需注意净高问题。公用变配电所应注意净高≥3900mm(建筑面到梁底)，注意电缆沟深(一般800mm)。

5 结束语

地下室设计相对较烦琐，但主要能把握好以下几点，相信大家在设计过程不会有太大障碍：

5.1 地下室计算应把握好梁系布置、顶板恒载取值、外墙计算模型与土压力计算，人防等效静荷载的正确选取，应能解决概念设计与经济性的矛盾。

5.2 地下室设计的难点之一是人防设计。想做好人防，光掌握结构专业知识远远不够，还需要对建筑、暖通这两个专业有较深入的了解。如果结构设计人员对这两个专业不了解，相当于对人防基理不了解，设计将无从下手，更谈不上专业间配合了。

5.3 关于人防地下室的设计规范、参考书籍和设计软件已不断完善，设计人员如果能灵活应用，可以做到事半功倍。

参考文献

[1] 07FJ01-04.图集《防空地下室建筑设计》[S].

[2] 07FG01-05.图集《防空地下室结构设计》[S].

作者：郭晓辉 陈保社

第3篇：地下室结构设计分析

摘要:本文介绍了建筑大底盘地下室结构设计中常见的一些问题,从地下室的抗浮问题、不均匀沉降问题、结构超长问题、基础形式和计算方法以及人防设计五个方面展开叙述,供大家参考。

关键词:地下室 结构设计 平面设计 不均匀沉降

0 引言

地下室的结构设计在整个建筑结构中的设计中往往比较重要。因为地下室的位置较为特殊,地下室是否与上部结构一起计算对于计算结果影响较大;其底板经常同时作为结构的基础,需要考虑地基的反作用力;顶板作为人防工程的重要部位,需要组合核爆炸力的等效静荷载;侧墙则需考虑侧向的土、水的水平作用组合。总之,地下室的结构设计可按整体设计和构件的单独设计分别进行。下面对几个问题进行阐述。

1地下室结构设计中存在的问题

1.1 地下室结构平面设计 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。例如地下室的长度超过设计规定的长度时,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土外加剂或地上设缝、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。

1.2 地下室外墙结构设计 地下室的外墙是结构设计的重点,应按水、土压力验算外墙抗裂。在设计时应注意以下要求:

1.2.1 荷载。地下室外墙所承受的荷载分为水平荷载和竖向荷载。竖向荷载包括上部及地下室结构的楼盖传重和自重,水平荷载包括地面活载、侧向土压力和人防等效静荷载。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。

1.2.2 静止土压力系数。静止土压力宜由试验确定。当不具备试验条件时,砂土可取0.34-0.45,黏性土可取0.5-0.7。

1.2.3 地下室外墙的配筋计算。实际设计时,在外墙的配筋计算中,对于带扶壁柱的外墙,不是根据扶壁柱的尺寸大小进行计算,而是均按双向板计算配筋;扶壁柱则按地下室结构的整体电算分析结果进行配筋,不按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。根据外墙与扶壁柱变形协调的原理,这种设计将使得外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋则有富余量。

因此,在计算地下室外墙的配筋时,对于垂直于外墙方向、有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大的外墙板块,如建筑外框架柱之间,按双向板计算配筋为宜,如图1所示,其余的外墙宜按竖向单向板计算配筋。对竖向荷载(轴力)较小的外墙扶壁桩,其内外侧主筋也应予以适当加强。外墙的水平分布筋应根据扶壁柱截面尺寸的大小,适当地配以外侧附加短水平负筋加强,外墙转角处也应适当加强。地下室外墙计算时,底为固定支座(即底板作为外墙的嵌固端),侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩相等,底板的抗弯能力应不小于侧壁的抗弯能力,其厚度应与配筋量相匹配。这种情况在地下车道中最为典型,车道侧壁为悬臂构件,底板的抗弯能力应不小于侧壁底部的抗弯能力。

1.2.4 地下室底板标高的设计。地下室底板标高变化处仅设1根梁,梁宽甚至小于底板的厚度,梁内仅靠两侧箍筋传递板的支座弯矩难以满足要求。地面层开洞位置(如楼梯间)外墙顶部无楼板支撑,计算模型和配筋构造均应与实际相符。车道紧靠地下室外墙时,车道底板位于外墙的中部,应注意车道底板作用于外墙的水平集中力,该荷载常被忽略。

1.3 地下室结构超长的问题 由于建筑布局的要求,有时地下室结构超长,多数情况下都超过了40～60M。地下结构虽然受温度变化的影响较地上结构小,但周边约束作用较强,结构超长问题的重要性仍然不容忽视。目前比较成熟的做法有以下几种:

1.3.1 设置伸缩后浇带。地下结构一般在结构长度大于40～60M时宜设置一道伸缩后浇带,普通的伸缩后浇带宽度约为800～1000MM,钢筋贯通不切断。对于平面尺寸特别长的地下结构,应设置钢筋断开的伸缩后浇带,后浇带的宽度按钢筋搭接所需最小尺寸和必要的操作空间确定。

1.3.2 不设置伸缩后浇带,采取其它相应措施。主要有:采用低强度等级混凝土;混凝土中添加微膨胀剂;采用粉煤灰混凝土技术;适当加大分布钢筋配筋量;施工缝处设置膨胀止水条;设置膨胀加强带。事实上,目前已建成的许多建筑结构,由于采取了上述措施,并进行了合理的施工,伸缩缝间距已超过了规范规定的数值。

1.3.3 以上两种方法结合使用。

1.4 地下室抗浮设计 地下水位及其变幅是地下室抗浮设计的重要依据。实际在地下室抗浮设计时仅考虑正常使用的极限状态,而对施工过程和洪水期重视不足,因而会造成地下室施工过程中因抗浮不够而出现局部破坏。另外,在同一整体大面积地下室的上部常建有多栋高层和低层建筑,由于地下室的面积较大、形状又不规则,且地下室上方的局部没有建筑,此类抗浮问题相对比较难以处理,须作细致分析后再进行处理。地下室抗浮,是指设计考虑不利条件下,由于地下水设计水位高于地下室基础底板,地下水在底板就会产生浮托力,如果这个浮托力大于地下室的自重,就可能导致地下室上浮变形,所以地下室的抗浮,不是指基础底面土的隆起,虽然这有一定关系,但基坑底面隆起一般发生于基坑开挖过程中,属于地基土变形的范畴。考虑抗浮问题必须通过计算,一般在作用于基础底板的地下水浮托力大于地下室的自重时,应该考虑抗浮设计,这与土类关系不大,主要受地下水位和地下室结构荷载大小控制,当然基础底面地层属于弱透水或隔水层,对抗浮设计是有利的。就目前而言,国内抗浮设计主要采用抗拔桩或抗拔锚杆,其它坑浮结构几乎很少见,且抗拔桩或抗拔锚杆必须嵌入基础底板才能

起到阻止基础上浮的目的。

2 地下室侧墙分析

2.1 荷载组合 需要对地下室侧墙进行组合的荷载有:顶板传来的活荷载与恒荷载;侧墙自重;侧土压力和水压力:

处于地下水位以上的侧墙所受的侧向土压力可按下式计算:

式中eks——侧墙上位置K处的土侧压强度;

Vi——第i层土在天然状态下的容重;

hi——各层土的厚度;

Ψ——位置K处土层的内摩擦角,工程上常不考虑内聚力而将Ψ值提高。

处于地下水位以下的侧墙所受的土、水侧向压力。可将土、水分别计算,其中土仍按上式计算,但土层重度应以土的饱和重度代替,而侧向水压力按下式计算:eks=vshs

式中eks——侧墙在位置K处的水压力强度;

hs——K处离开地下水位的距离。

人防工程中的核爆压缩波形成的水平方向动载,可通过计算将该动载转化为等效静载。

3人防工程中地下室的计算

3.1 人防作用效应组合 地下室构件的截面验算(如梁柱墙等),除考虑恒、活、风、地震作用效应组合外,对于考虑人防地下室的普通构件,应考虑两组人防作用效应组合:①2SGK十1.0SQK;②1.0SGK十1.0SQK。其中,SGK为恒载作用效应,SQK为相应于Qe1的人防设计荷载作用效应;对于临空墙,考虑的人防作用效应组合同上,其中SQK为相应于Qel和Qc的人防设计荷载作用效应,截面验算内容包括墙平面内强度验算和平面外强度验算;对于地下室外墙,考虑的人防作用效应组合有:①1.2SGK+1.0SEK十1.0SQK;②1.0SGK+I.0SEK+I.0SQK其中,SEK为地下室外墙的侧向土、水压力作用效应,SQK为相应于Qe1和Qe2的人防设计荷载作用效应,截面验算内容包括墙平面内强度验算和平面外强度验算。

3.2 构件材料强度的调整

3.2.1 材料动力设计强度的调整砼、钢筋和钢材的动力强度设计值取静荷载作用下的强度设计值乘以强度综合调整系数

3.2.2 砼强度的修正 ①进行钢筋砼梁斜截面承载力验算时,考虑砼强度等级影响的修正;②进行梁、柱斜截面承载力验算时,砼的动力强度设计值乘以折减系数0.8;③进行墙、柱受压构件正截面承载力验算时,砼轴心抗压动力强度设计值乘以折减系数0.8。

3.2.3 钢筋砼构件纵向钢筋的最小配筋率。

4 结束语

地下室的设计应遵循安全、适用和合理的原则,合理的设计是前提。地下室往往作为高层上部结构的嵌固部位,地下室的外墙刚度大,结构布置时应根据JGJ3-2002《建筑混凝土结构技术规程》来保证其刚度,平面上尽量保持刚度均匀,各层板包括顶板的厚度应尽可能符合设计要求,尽量能使得地下室形成一个坚固的箱体。只有在参建各方的通力合作下,不断地进行探索和创新,才能更加合理、更加有效地开发和利用地下空间。

参考文献:

[1]陈新农.地下室结构设计的影响因素与技术措施.建材技术与应用.20007年3月.

作者：梁俊成

第4篇：防空地下室结构优化设计

摘要：按照国家战略贮备要求，目前，新建楼盘项目基本都带有防空地下室。防空地下室的设计理念和方法近几年越来越成熟。防空地下室结构设计不仅需要满足平时需求，更要具备战时防护能力，因此防空地下室结构设计较为复杂，从总体上来说，防空地下室的的结构设计不能脱离整个结构规范体系，从构造及局部上来说，它又有其特殊性，作者从实际工程经验出发，从方案阶段和施工图阶段浅谈对于防空地下室结构设计的一些认知

关键字：防空地下室;结构;设计;方案;施工图;顶板;墙板;底板

引言：地下空间的开发与利用不仅缓解了土地资源紧张，公共交通拥堵问题，而且为加快城市建设，多元化城镇功能提供了新的契机。防空地下室作为地下空间的重要组成部分，同时具备了战时的防护功能，因此，防空地下室的结构设计与普通地下空间的结构设计不仅一脉相承，更有其特殊性，本文从以下几个方面为防空地下室的优化设计提出若干意见措施，以供研究探讨。

一、 防空地下室结构方案选取阶段优化

防空地下室设计相对于整个建设工程设计而言，设计周期相对滞后的，因此一个好的方案是成功的一半，不仅能够避免重复劳动，节省时间，更能降低工程造价，方便施工。

1.1、以顶板为例子，防空地下室多采用钢筋混凝土结构，布置情况通常选取梁板，板柱形式。根据人防规范，板柱形式配筋率必须满足0.3%，因此，这种结构形式含钢量较大。目前，地下空间因为上部建筑功能要求，结构布置趋于复杂化，大跨度、沉降、构件转换比比皆是，板柱形式虽然能巧妙解决层高问题，但因为防空地下室荷载较大，往往容易造成设计障碍，使既定功能无法满足，例如，给排水专业要求上部地面污水不能排入防空地下室，此时，防爆地漏不能有效解决排水问题，若是在板带处布置集水井，不仅使结构失效，更有违因层高问题采用板柱形式的初衷。另外，若地下室柱网布置不规则，容易造成局部应力集中，所以，建筑层高在满足各项规范和设计要求的前提下，应尽量避免采用板柱结构形式。

单层防空地下室不仅要满足平时较大的覆土荷载和0.2mm的裂缝控制，强度上亦要承受战时冲击波荷载。根据柱网跨度工程实际情况，采用十字和井字梁板形式是较为经济的。板跨内区隔分割合理，板的双向受力性对于平时弹性控制和战时塑性控制都起到有利作用。覆土下的防空地下室根据防水规范板厚至少选取250mm.而裙房及主楼下顶板可适当降低。

多层防空地下室非首层若无特殊要求可采用十字梁或者单向次梁的形式，后者将板跨划分为2个或者多个单向板。沿短边方向配置的支座钢筋面积会明显增大，因防空地下室比普通地下室要求更高的配筋率，沿长边方向也需要配置足够面积的钢筋，加之若板的长短边跨度比介于2和3之间，计算模型依旧会按照双向板进行内力重分布，这样沿长边的支座处可能不仅仅配置构造钢筋就满足计算结果，因此，单向板形式较之双向板形式在防空地下室处的含钢量可能会有所增加，具体本文就不展开赘述，读者根据业主要求及实际情况合理选取。

1.2、防空地下室的底板形式通长采用普通的梁板形式和筏板。面积较小且上部无复杂荷载的防空地下室通长可采用梁板形式，节省造价。若地下室较大，上部裙房主楼分布较多，荷载较大，且考虑到地基变形，沉降等因素。底板上应力复杂，不易计算，因优先考虑筏板形式，提高基础整体刚度。也提高了防空地下室的整体抗毁能力

1.3、墙板方面，特别注意的是外墙，单层防空地下室的外墙基本都是人防静荷载起到主要控制作用，按照平时工况计算的外墙厚度基本都无法满足。如果加厚外墙截面，往外扩可能会影响建筑红线或轮廓，往内扩可能会影响建筑面积、楼梯坡道风井的正常使用。因此方案阶段，都应尽早确定外墙厚度，反馈给建筑专业，及时作出调整，为施工图阶段打下基础。

二、 防空地下室施工图设计阶段优化

2.1地下空间的结构体系一般情况下按照板—次梁—框架梁—框架柱—基础的路线传力。而防空地下室由于人防墙体的存在，在布置有人防口部的局部区域结构受力复杂，容易造成受力断层或者无法满足规范要求。因此针对一些常见的情况，有必要采取措施来使结构受力更明确。譬如下图2.1.1(a)所示，人防墙主要承受水平荷载，不宜直接将框架梁所承受的

图 2.1.1 框架梁在防控地下室口部位置的布置简图

竖向荷载导荷至人防墙上，因此，框架梁不应在人防墙处截断，应拉伸至框架柱上。若人防口部内因为设备管道走向及层高限制，框架梁无法通過口部时，就需要采取措施。按照国家建筑标准设计图集《11G101-1》规定为满足抗震要求，框架梁水平锚固长度必须满足0.4laE，而防空地下室框架梁的受力钢筋较大，直径基本都在20mm以上，人防墙厚肯定无法达到设计要求，此时需增设扶壁柱(见图2.1.1(b))，来形成框架机制。这种情况也常常发生在地库框架梁搭接在主楼剪力墙时，如图2.1.2，剪力墙厚通常在200～300mm，因此角部暗柱予锚固不利，需要适当加大尺寸

又譬如下图2.1.3，次梁搁置在人防门框墙洞上，门框墙上侧形成深梁机制，应予以加强。

图 2.1.2 图 2.1.3

2.2受力体系构建好以后，结构模型的选取同样重要，结构模型布置应尽量遵循整体模型计算的原则，不应将防空地下室单独建模，应将上部建筑组装后，一同计算，上部建筑荷载才能有效导荷到地下室，整体刚度也不会缺失，计算结果才是准确无误的。

单构件的计算方面特别要注意外墙的计算模型，单层防空地下室的外墙可以选取三边简支，一边固端的单向板受力模式，也可以按1米梁宽的单根梁计算;如果遇到防空地下室位于地下二层及以下或者地下多层均为防空地下室的情况，外墙就因按照连续梁的模型计算，合理分配刚度。如果依然按照单向板一层层去算，会造成配筋过大浪费或者截面不满足的现象;另外坡道和楼梯间的外墙应按照上端为自由端进行验算复核。

2.3在荷载布置上，不仅要准确布置平时的荷载，更要合理布置战时荷载。在含钢量等经济指标的严格控制下，防空地下室荷载取值要进行区分，一般情况下顶板荷载从小到大按照二层及以下地下室<主楼范围下的地下室<置于室外覆土下的地下室次序排列，覆土下的顶板区域也要按照覆土的厚度来区分。值得注意的是，如果上下两层是一个防护单元的的话，下层顶板是不需要布置人防荷载的。同理，作用在临空墙上的战士荷载要注意区分，另根据《人民防空地下室设计规范》4.8.13条明确表示，核5级以下的的防空地下室中位于二层及以下的室外楼梯出入口的临空墙及门框墙所受荷载可折减。

2.4计算完成后，应特别注意不宜直接将梁的satwe计算结果直接用于配筋，考虑到地下室跨度较大，有些附带商业功能的防空地下室跨度甚至达到了9米以上，因充分考虑裂缝和挠度的影响，因按照模型考虑裂缝和挠度的计算结果绘制钢筋。

施工图上，应注意区分剪力墙和临空墙，人防区域和非人防区域，方便审图和施工，以免发生钢筋错放和构造混乱。

以上，从方案阶段和施工图设计阶段两个方面提出了一些优化思路，希望以点带面，对从事防空地下室结构设计的同仁提供一些设计要素，从而使防空地下室结构设计理念更清晰。从概念和构造上使结构设计更有效，更经济。为城市防空事业添砖加瓦，为战时人民生命财产保驾护航。

文献资料：

1《人民防空地下室设计规范》GB50038-2005

2《建筑抗震设计规范》GB50011-2010

3《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

4国家建筑标准设计图集11G101-1

作者：李家乐

第5篇：半地下室的设计探讨

摘 要：随着现代建筑的发展，地下室出现在越来越多种类的建筑中。地下室的建设设计是有着较强的专业要求的，由于对专业技术掌握及实施的不够透彻，地下室的建设中也暴露出了很多问题。现本文结合自己的经验，对地下室建设中的关键技术进行分析与探讨。

关键词：半地下室;设计探讨;漏水防护;地面裂缝;采光设计

1 地下室的应用

地下室的出现已有很久的历史。早在猿人时期，就已出现地下室的思想。古代地下室多用于住宅方面，现在已遍及防空、商业、住宅等各个领域。地下室在现代日常建筑中的出现，常常被用来作为基础设备室、停车场或者作为商业出租。地下室在现代建筑中的应用，不仅有效的增强了建筑的牢固性，而且提高了空间的利用率，方便了人们的生活，与此同时也给房地产行业带来了巨大的经济效益。

2 半地下室设计中关键技术分析

半地下室的设计主要包括上部结构嵌固端的选取，地下室建模技巧，土压力计算(包括主动土压力、被动土压力)，半地下室和土体脱开设计等。下文笔者结合自己的专业知识与建设经验对此进行探讨。

2.1 地下室外墙和框架的设计与模型计算

地下室的外墙设计对保障地下室的安全有着至关重要的影响。地下室外墙一是要抗压，二是要防水。地下室外墙在设计时要精确计算外墙所承受的压力，同时考虑在最有限的情况下提高其防水性能。地下室的外墙主要受到来自水平方向和竖向方向的荷载。在计算地下室外墙的所要承载的压力时，要根据情况选取适合的标准。在场地土刚性较强时可采用静止土地压力计算，在场地土变形较大的情况下采取主动土压力的计算方式。地下水压力应当根据当地的历史水位情况确定，当地勘报告未提出明确的水位及水压力分布情况时，对一般性的工程取在使用年限内可能出现的最高地下水位和最大水压，同时考虑最高防洪水位的不利影响，考虑土、水造成的压力对地下室外墙的共同影响。外墙荷载组合要按照正常使用极限状态下取用。在框架或框剪结构体系中按单向板受力或双向板考虑计算。

地下室的土压力计算是建设地下室中需要考虑的重要因素。地下室的计算模型主要分为外墙计算模型和框架计算模型。外墙计算中，如果半地下室是砌体砖墙，由于外墙和框架柱的基础底板铰接，外墙顶部的支座压力要根据具体情况来确定。对于窗洞较多的半地下室，计算模型压力时可按照四边铰接处理。地下室的框架柱要计算直接侧压力和间接侧压力，直接侧压力受室外地面附加荷载和水土压力影响，间接侧压力既要考虑外墙与支座的连接情况也要考虑外墙与支座的连接受力。在计算侧压力时外墙和柱的侧压力计算较为复杂，设计时可以按照等效荷载的方法进行简化计算，当l/h在1.2～1.5之间时，简化计算的精度较高。

2.2 半地下室的抗震性设计

地下室的抗震性能对整栋楼的影响是非常大的。地下室结构设计不当，会降低整体楼层的抗震性能。半地下室的埋深通常要大于地下室外面以上的高度，地下室的墙柱要与上部结构的墙柱协调统一。如果上部结构的抗震等级为三级，则地下室的抗震等级也应为三级。上部结构的抗震等级为二级，地下室的抗震等级则也应为二级。结构计算要下算到满足相关要求的楼层和底板。

2.3 半地下室防水结构设计

半地下室中常年见光较少，阴暗潮湿，地面极易产生漏水。半地下室漏水的原因是多方面的。其中，防水设计等级偏低是最为常见的。居民住宅楼半地下室主要用来存放物品及其出行设备，所以半地下室设计时主要考虑的是防地下返潮。[1]半地下室的地面经常要选择防水层来铺盖，防水层分为刚性防水层和柔性防水层。刚性防水层是由防水砂浆、防水混凝土等高强度的防水材料构成的，在底板厚度较薄的情况下，刚性防水层就容易出现漏水的情况。柔性防水层具有较大的柔韧性延伸性，若在迎水面设置柔性防水层，则防水效果就会好很多。事实上，很多时候就忽略了这个地方的防水层的设置，所以就容易导致地面漏水的情况发生。第二，施工缝设置不当。半地下室的地板与墙板多是采用混凝土分二次浇注的方法修建。施工縫墙板周圈延长线通常较长，而这个地方是极易漏水的。因此，在施工缝处应采用橡胶条或是金属片防水措施，避免出现较大水漏现象。第三，排水管道设置不合理。施工单位未按照相关规定设置排水设施，排水设备没有达到排水标准，遇到暴雨天气，积水堆积，造成地下室被淹的悲惨局面。此外，地下室应经常性地开窗通风，以免室内过于潮湿。开窗通风也可以加强室内室外空气交流，增强地下室内空气的新鲜感。

2.4 地下室地面裂缝原因及其应对技术措施

地下室地面出现裂缝，本身不会带来过多影响，而地下室地面裂缝会间接导致地下水渗透，后者情况应对起来较为棘手。地下室地面裂缝可能是由以下几点原因造成的。其一，施工单位仓促施工。施工单位在未确认地面完全平整干透的情况下就停止施工，待地面干透，土地紧缩地面出现裂痕状况，便也无人修理。其实这种情况只要多加注意就可避免的，施工单位应合理分配好施工时间，确保地下室地面平整后再收工。其二，底层填土不密实。在铺底层混凝土之前，原来土地层中的坑坑洼洼没有被土填充紧密，造成地面轻微塌陷，所以导致地面出现裂缝。其三，施工单位材料配比不合格。把握好混凝土中各种原材料分配的比例是很重要的。若混凝土中砂子含泥量过多，拌制的混凝土强度就会降低，随着混凝土的干燥就会产生不规则的网状裂缝;有的商品混凝土为了保证流动性加大了水灰比，则会造成混凝土在养护过程中开裂。[2]保证施工单位的施工质量，是保证地下室地面平整不出现裂痕的最重要的方面，保证施工质量同时也是保证地下室设计方案安全的有效保障。

2.5 半地下室的采光结构设计

部分建筑的半地下室也被用作办公场所。如果作为人类经常活动的区间，半地下室的采光问题就显得尤为重要。半地下室的采光主要是通过增加外墙采光窗口的面积或利用光线反射的原理两个方法来增加室内的阳光。其中最重要的就是将采光窗口设计的尽可能大。若采光窗口较大，就会有更多的阳光射进来;射进来的阳光增多，墙面反射的阳光才会更多。光线大面积的散射在室内，会增加室内的通透感，减少地下室带给人的压抑感。朱大明和闫鹏提出“反光式采光窗井”和“下沉式阳光间”两种采光设计构想，这两种构想还是比较值得肯定的。

3 结 语

半地下室已经越来越多的应用在现代建筑之中，也给大家的生活带来了极大地便利。但是半地下室设计中尚存在不少的问题，希望设计者在设计的过程中多加注意。此外，设计者要加强与施工单位的配合，提高施工质量，将半地下室的安全性与舒适性提高到一个新的台阶上。

参考文献

[1]周元武，刘辕，韩淮军，张瑞;住宅楼半地下室防渗漏技术[J];中国建筑防水.2009(02).

[2]刘晓颂，王宁壁;防止地下室地面开裂的控制措施[J];山西建筑.2011(10).

[3]汪庆玲，刘殿华;带地下室的非箱形基础框架结构简化计算模式探讨[J].福州大学学报(自然科学版);2011(S1).

[4]杭雯;某宿舍基础设计[J].广东科技;2007(03).

[5]俞锡桥;防空半地下室探讨[J].地下空间与工程学报;2012(01).

[6]鲍秀根;当涂县玉兰园小区2#、4#楼半地下室渗水原因及其治理[J].安徽建筑;2012(04).

[7]谢维舟，陈立道，王璇;高层建筑半地下室改造为居住空间的研究[J].地下空间;2011(03).

[8]黄雅捷;钢筋混凝土异形柱框架结构抗震性能及性能设计方法研究[D].西安建筑科技大学;2009(04).

[9]刘坚;基于结构极限承载力的轻型钢框架结构的计算理论及应用研究[D].重庆大学;2011(08).

[10]王莲花;地震区异型柱框架结构工程应用研究[D].西安理工大学;2009(07).

作者：葛霏 罗刚

第6篇：建筑地下室结构设计分析

摘要：地下室结构设计复杂，为避免地下室建设质量受到影响，应在结构设计工作开展阶段，针对常见的问题，采取针对性解决措施，消除设计安全隐患与质量缺陷，为地下室项目整体建设奠定安全基础。

关键词：建筑地下室;结构设计;问题

前言

近年来，我国的经济快速发展，城市空间愈发紧张，较多的高层建筑在城市当中得到了建设。在此当中，对于地下空间的利用也是现阶段城市建筑业发展的重要方向。同时，为了能够满足国家在人防工程方面的要求，则需要在设计当中在做好地下室用处考虑的同时做好荷载问题的考虑，保证防空地下室能够充分发挥平战结合作用。

1结构设计要求

在人防地下室设计中，对于结构的设计主要由2个方面内容组成：①主体结构设计，包括有外墙、底板与顶板等结构的设计。②孔口防护设计，包括有消波系统以及出入口的防护。其中，对于出入口的防护包括有门框墙、人防门选用、计算临空墙以及出入口通道计算等。在实际工程设计当中，需要做好以下要求的把握：①在设计当中，需要能够同时满足人防地下室平时、战时阶段荷载效应组合方面要求，做好兼顾。②常规武器荷载作用在结构寿命期中，要做好一次作用的考虑。其具有作用时间段以及量值大的特点，是一种偶然性荷载，在发生作用之后将衰减。同时，钢筋混凝土构件在应用中也允许开裂，也能够以此适当的降低构件安全度水平[1]。③地面存在的建筑物，对于武器爆炸以及核爆炸核辐射等都具有一定程度的削弱作用，在具体开展人防设计时要做好该方面的考虑，考虑一定的经济性。④在人防动荷载影响的情况下，材料强度将得到提升，但塑形等变形性能却具有较小的改变。在实际设计中，可以在材料综合调整系数方面进行一定的改进，以此体现出设计需求。对此，在实际设计结构时则可以不进行地基变形与承载力的验算。需要注意的是，在任何情况下都需要能够按照计算墙柱传递爆炸动荷载的方式验算构件的验算。

2地下室结构设计常见问题及解决措施

2.1地下室抗浮和防水问题

地下室抗浮设计的开展，旨在有效应对地下水位的变化。在以往地下室结构设计工作开展过程中，设计人员考量地下室的极限使用状态时，没有综合考量地下室出现洪水倒灌险情的情况，一旦出现洪水倒灌，将对地下室的质量与安全造成巨大影响。在地下室抗浮设计工作开展过程中，地下室的地下水位未进行精准计算、地下室斜坡未进行抗浮验算，使得地下室整体结构存在安全隐患，无法保证地下室整体的结构运行安全性与可靠性。进行地下室结构抗浮与防水工作时，应科学测量相关数据，设定合适的抗浮设防水位。在实际工作开展过程中，应由专业工作单位进行勘测，以保证获得数据信息的准确性与真实性，依照当地的历史最高地下水位进行设计。在具体设计工作开展时，可合理采取基础配重方式。通过基础配重工作的合理开展，可一定程度缓解地下室抗浮问题，但在实际施工建设过程中，由于抗浮问题的影响较大，导致地下室的整体工程建设效率下降。在地下室结构建设过程中，须突出防水工作，采取科学严谨的防水混凝土进行施工建造，以保证地下室结构具备一定的防水效果。

2.2地下室抗震设计问题及解决措施

在地下室抗震工作开展过程中，应对地下室抗震设计结构进行合理优化、完善。如在地下室结构设计时，应做到地下室的建筑埋深始终高于地下室外地面高度，保证地下室具备一定的抗震能力。在对建筑高度进行计算时，应以室外地面作为基准点，保证地下室整体设计方案的可行性。在地下室顶板结构设计工作开展过程中，应将地下室的顶板作为建筑上层结构的嵌固点，保证地下室每一层的抗震等级相一致。鉴于地下室所处地区的不同，在实际地下室结构抗震等级界定时，应根据具体建筑项目的设计要求，规范地下室的抗震等级，及时对地下室结构设计方案进行优化完善，以保证地下室整体建设的质量与安全。

2.3地下室裂缝控制问题

在地下室结构设计工作开展过程中，应对地下室裂缝进行有效控制。一般情况下，地下室结构设计建造时，应将地下室外墙裂缝的宽度控制在0.2mm以内，避免地下室裂缝，对项目整体运行安全造成负面影响。在实际地下室结构建设过程中，工作人员没有重视外墙抗裂性能的计算与检测，导致外墙结构的整体性能存在一定问题，使得地下室外墙存在裂缝，引发地下室渗漏，不利于建筑主体的整体安全稳定运行。在实际地下室结构使用过程中，在长时间运行背景下，将导致地下室外墙混凝土出现一定收缩问题。在收缩与内部应力约束的共同作用下，对地下室外墙结构产生较大的拉应力，导致地下室裂缝问题日益严重。在对地下室裂缝问题进行有效控制应对时，为保证各项工作开展的可行性，应补偿收缩混凝土，即在混凝土结构施工建设过程中，应在混凝土中加入UEA、HEA等不同的膨胀剂，使混凝土拌和后，内部产生大量的膨胀性结晶水化物。在水化物的作用下，将有效抵消混凝土干缩时出现的拉应力，避免地下室結构由于拉应力过大出现裂缝，进而使得地下室结构稳定性下降。通过不同的膨胀剂的合理应用，可使混凝土致密化，有效规避地下室裂缝问题出现。

结束语

人防工程是现阶段我国城市发展当中的重要组成部分，对于人们生活以及紧急状况下的生命安全都具有重要的作用。在上文中，我们对地下室人防结构设计中的主要构件设计进行了一定的研究。对于人防工程设计这项工作来说，不仅需要做好基础功能性的解决，还需要做好给排水、通风、结构与电气之间的协调配合以及建筑设计优化，保证工程在平时阶段具有合理、经济与舒适的特点，而在战时阶段则需要具有安全、便捷的特征。对此，作为设计人员则需要在普通建筑结构设计的基础上做好人防地下室设计特点的把握，在不断实践总结的情况下进一步提升设计水平，掌握人防结构设计规律，从多方面入手提升设计水平，最大限度保证人防地下室的功能发挥作用。

参考文献

[1]陈维钟.建筑工程地下室结构设计分析与探讨[J].砖瓦世界，2019(24)：38.

[2]莫剑平.多层地下室人防建筑设计探讨[J].建筑工程技术与设计，2018(33)：1268.

作者：卜寒?张艺伦

第7篇：普通地下室外墙设计总结

普通地下室外墙设计注意事项汇总

为了满足抗渗要求，地下室外墙(以下简称外墙)的厚度一般不应小于250mm，混凝土强度等级常用C30。

1. 荷载：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;水平荷载有室外地坪活荷载、侧向土压力、地下水压力、人防等效静荷载。

(1) 室外地坪活荷载：一般民用建筑的室外地面(包括可能停放消防车的室外地面)，活荷载可取5kN/m2。有特殊较重荷载时，按实际情况确定。(京院技措2.0.6)

地面活荷载对外墙产生的压力为沿墙高度方向的均布荷载Px，Px=qx.Ka= qx/3, qx为地面活荷载

(2)水压力：水位高度可按最近3~5年的最高水位确定，不包括上层滞水。(京院技措3.1.8) (3)土压力：

a. 当地下室采用大开挖方式，无护坡桩或连续墙支护时，地下室外墙承受的土压力宜取静止土压力，土压力系数K0，对一般固结土可取K0=1-sinφ(φ为土的有效内摩擦角)，一般情况可取0.5。(京院技措2.0.16)

b. 当地下室施工采用护坡桩或连续墙支护时，地下室外墙土压力计算中可以考虑基坑支护与地下室外墙的共同作用，或按静止土压力乘以折减系数0.66近似计算，Ka=0.5x0.66=0.33，相当于主动土压力。(京院技措2.0.16)

c. 地下水位以下土的容重，可近似取11kn/m2。(京院技措2.0.5)

实际上，风荷载和地震区地面运动使土压力超过静态土压力而有所增加，但其对外墙平面外产生的内力较小，可以不予考虑。 2. 荷载设计值：以前的算法地面活荷载取1.4外，其他包括水压力均取1.2。现依据《建筑结构荷载规范，当活荷载占总荷载之比值不大于20%时，γG=1.35, γQ=1.40,ΨC=0.7，综合分析后外墙各项荷载分项系数均取1.30。 3. 计算简图：

(1) 地下室无横墙或横墙间距大于层高2倍时，其底部与刚度很大的基础底板或基础梁相连，可认为是嵌固端;顶部的支座条件应视主体结构形式而定。当与外墙对应位置的主体结构墙为剪力墙时，首层墙体与地下一层外墙连续，可以对外墙形成一定的约束。但是，主体结构的外墙往往开有较大的门窗洞口，其对外墙的约束很有限。当主体结构为框架类结构(包括纯框架和框剪)时，外墙仅与首层底板相连，首层底板相对于外墙而言平面外刚度很小，对外墙的约束很弱。所以，外墙顶部应按铰接考虑。地下室中间层可按连续铰支座考虑。这样，地下室外墙就如同下端嵌固、上端铰支的连续梁。 (2) 地下室内横墙较多且间距不大于层高2倍时，地下室外墙就如同下端嵌固、上端铰支的连续双向板。

(3) 地下室无横墙但外墙上有附壁柱时，除非柱设计时考虑了外墙传来的水平荷载，否则该柱不应作为外墙的支座，仍应按(1)考虑。

(4) 有的工程基础底板上有较厚的覆土，这时最下层外墙的计算高度应视该层地面做法而定。如为混凝土面层较厚的刚性地面，且在基坑肥槽回填之前完成地面做法，则外墙计算高度可算至地下室地坪。而实际施工顺序往往是出地面后肥槽立即回填，而地下室地面在完成机电管线布置后才施工，相隔很长时间。这种情况下，外墙计算高度就应算至底板上皮。为了减小外墙计算高度，可在外墙根部与基础底板交接处覆土厚度范围内设八字角，并配构造钢筋，作为外墙根部的加腋，加腋坡度按1：2。这时外墙计算高度仍可算至地下室地坪。

4.为了便于配筋构造和节省钢筋，外墙可考虑塑性变形内力重分布。塑性计算不仅可以在有外防水的墙体中采用，也可在混凝土自防水的墙体中采用。塑性变形可能只在截面受拉区混凝土中出现较细微的弯曲裂缝，不会贯通整个截面厚度，所以外墙仍有足够的抗渗能力。 5. 墙配筋计算：外墙除承受水平荷载外，还承受上部结构及各层地下室顶板传来的荷载和外墙自重等竖向荷载。所以，严格来讲，外墙应按偏心受压构件计算配筋。但在实际工程设计中，考虑竖向荷载产生的截面应力很小，而且为了计算方便，仅按墙板平面外受弯计算配筋。当竖向荷载很大时，也可分别按受弯和轴心受压计算墙体配筋，然后将二者叠加。

6. 外墙保护层厚度：按〈地下工程防水技术规范〉50108-2001-4.1.6条，“迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm。”为强制性条文。但实际操作有困难之处。一方面外墙截面有效厚度损失较大，另一方面外墙一般较厚，且拆模早，养护困难。施工单位为了避免开裂，在50mm厚保护层内附加Φ8@200构造筋，与外墙受力筋间距很小，垂直浇捣混凝土困难。按〈混凝土结构设计规范〉50010-2002，外墙外侧环境类别为“二b”，内侧“二a”，据此，外侧保护层厚度25mm，内侧20mm。也是强制性条文。按〈混凝土结构设计规范〉执行。

a) 水平筋：外墙按连续梁计算时，水平筋为构造。但当外墙较长时，考虑到混凝土硬化过程及温度影响产生收缩裂缝的现象极为普遍，水平筋配筋率宜适当加大，宜采用变形钢筋，直径宜小间距宜密，最大间距不宜大于200mm。

b) 外墙根部节点：一般外墙厚度远小于基础底板，底板计算时在外墙端常按铰支座考虑，外墙计算时在底板端常按固端考虑，所以底板上下钢筋伸至外墙外侧即可，端头不必设弯钩。外墙外侧竖向钢筋在底板底部弯后直段长度满足与底板下筋搭接要求，即可形成对外墙的嵌固。

第8篇：设计院工作总结——地下室设计要注意什么

设计院工作总结——地下室设计要注意什么 1.概念设计：地下室往往为高层的上部结构的嵌固部位,地下室外墙刚度大,结构布置时要根据《高规》5.3.7来保证刚度,平面上尽量能刚度均匀,各层板包括顶板厚度要厚,总之尽量能地下室是一个坚固的箱体.

2.荷载：外部的水、土、人防荷载,内部的竖向荷载(车库、设备用房等)和水平荷载(水池)等.水浮力是一个很大的荷载,抗浮设计也是重点.

3.如果是人防地下室：根据人防规范设计,按等级确定等效静力荷载,对顶板底板和口部,要选对荷载.要根据人防要求配合预留人防门(出许多大样图).还要跟其他专业合作,尽量避免无关管道穿进人防地下室,必要时还需设置顶板上夹层走管道.人防地下室一般考虑平战结合,对于某些大跨度结构,可以考虑战时另加钢结构支顶来减少跨度减少截面尺寸等.进出口和管井需做成钢筋混凝土防倒伏或防爆波等等.其他还要如一般地下室要求.

4.如果是一般地下室：地下室外墙是设计重点,要按水、土压力验算外墙抗裂(抗裂够了,强度就基本没问题).

5.地下室做车库的：地下室内柱子布置和尺寸,要尽量满足多放车的原则,有影响放车的方向不要增加尺寸往其他方向想出路.地下室净高要满足车库要求,注意设备专业的管道会很大影响净高.进出车坡道要注意表达清楚.机械停车的,要甲方提供资料配合设计.有条件的,在柱角预埋角钢护角.

6.地下室的设备用房：生活用水池要求脱离结构布置,水池一般有吸水槽,(结构专业比较讨厌这种凹槽),泵房有水沟,排水井等.电房有电缆沟,布置影响层高或需做凹槽等,空调机房往往需要有通气井,顶板需留孔.

7.地下室抗?旱筒阆旅娴牡叵率彝垢〔蛔?需增加自重或覆土,或抗拔桩和锚杆处理.

8.地下室防水：底板、外墙或有覆土的顶板,需用抗渗混凝土,建筑上可能还在外部做柔性防水,这时底板采用梁板结构不方便防水层施工,如柱网不大,可以考虑采用无梁楼盖式底板.留施工缝和后浇带等须做止水,考虑高低层之间留沉降缝的,要考虑永久止水问题.

9.考虑施工方法：对于很深的地下室,往往要跟支护方法结合,如采用地下连续墙支护,可以考虑逆作法施工,对于不用逆作法施工的有内支撑系统的,也要根据实际考虑其相应的措施.

10.施工过程配合经常碰到的问题：施工队往往很难理解底板的双向受力或反向受力控制等因素,钢筋的搭接会出现接头位置不对的问题,另外地下室底板如比较厚,有施工缝留设不对,大体积混凝土水化热控制不好等问题

11、计算的时候要考虑裂缝的宽度,和验算.不要试图提高钢筋的强度而减少裂缝

12、施工缝的处理要做好,从我们的经验,建议预埋止水钢板比橡胶带好

13、计算水位要取洪水的最高水位,地铁的几次事故得出的教训

14、抗震荷载的控制

15、人防的控制