1、有关人防地下室设计问题分析摘要：作为地下建筑物，自然与地上主体设计有所不同，地下室受力构件由底板，顶板，侧墙组成，分别承担着不同的荷载。本文从抗震要求、荷载取值与组合、外墙计算模型、顶底板和楼梯等方面就普通地下室设计中遇到的问题进行了分析,并提出了解决问题的相应措施,以完善地下室的设计。 关键词：人防 地下室 结构设计 中图分类号：TB482.2 文献标识码：A 文章编号： 引言 人防地下室是为战时服务，具有预定战时防空功能的特殊地下建筑，与普通地下建筑相比较，其使用对象、条件、要求均有明显差别，从而在设计原则、设计标准和处理方法上，均与普通地下建筑不同。下面是些粗浅认识的总结，希望能对设计工
2、作有些帮助。 1.地下室设计准备工作 每项工程设计之前都应当做好充分的准备，所谓磨刀不误砍柴工，结构设计亦是如此。 接到一个地下室设计之后，应当充分对该项目进行了解，首先应当详细了解该项目的地质情况，确认是否有软弱地基等不利地质条件，地下水位的埋深，土层厚度及分布情况；再看建筑方案，建筑平面形状，尺寸，层高，层数等，是否有人防，使用功能是什么；详细了解之后即可展开设计。 1.1 地下室设计的简化计算 在充分了解项目意图及各项相关资料之后，最重要的一部就是简化计算。建筑物和工程设施中承受、传递荷载的受力构件是可以充分简化成杆件、板壳的，通过计算简图，可以利用结构力学分析其内力，计算出所需构件材料
3、、尺寸及配筋，结构计算简图要从实际出发，反应结构的受力特点。地下室结构的最大特点是不参与抗震，但是需要控制其裂缝。因此设计重点在于裂缝问题。 1.2 地下室顶板 人防地下室顶板设计所承受的横荷载主要有顶板上覆土荷载（其上有园艺设计的应考虑） ，顶板自重，计算时具体按厚度乘以容重计算；活荷载主要有人物走动，小型汽车，消防车，施工堆料等，实际中比较取起控制作用的荷载作为设计依据。关于消防车荷载的折算，可以根据板块跨度、覆土厚度进行折减。对于不过消防车的顶板，可以取 5kN/m2，但仍然要具体问题具体分析。 1.3 地下室外墙 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
4、压力，以及地面附加荷载，因此地下室墙的厚度应按计算确定。通常可以根据经验，假设一个厚度进行验算。进行外墙计算的时候要注意混凝土保护层的厚度取值，迎水面为 40mm，内侧为 20mm。土压力分为静止土压力、主动土压力及被动土压力。墙体不发生任何移动，墙后土体处于弹性平衡状态，此时称为静止土压力；在主动土压力的作用下，墙逐渐移动，土压力随之减小，直至墙后土体进入极限平衡状态；在外力作用下，墙被推向土体，作用在墙上的土压力随之增加，直至墙后土体进入极限平衡状态，此时土体给予墙背上的土压力称为被动土压力。.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
5、 Ko，对一般固结土可取Ko=1-sin( 为土的有效内摩擦角)，一般情况可取 0.5。地下水位以下土的容重，可近似取 11KN/m2。根据郎肯土压力计算公式计算出内力，再根据混凝土计算手册便可计算出配筋。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。 应当注意的是，地下室底板通常有足够的刚度，因此外墙与底板属于刚接，但是外墙顶部有几种情况，如作为车道入口的外墙，上部应当视为悬臂，上部有顶板的情况分两种：铰接或者刚接，具体要看地下室顶板的刚度，常见的设计上部多为铰接。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
6、同下端嵌固、上端铰支的连续双向板。 2.地下室设计中的常见问题 2.1 高层下的地下室 地下室本身虽然不参与抗震，但是作为高层下的地下室，应当注意的是它对整体的影响。全地下室和嵌固条件好的半地下室,可不计其层数,总高度从室外地面算起。地下室的墙柱与上部结构的墙柱要协调统一。地下室顶板室内外板面标高变化处,当标高变化超过梁高范围时则形成错层,未采取措施不应作为上部结构的嵌固部位。 人防设计与抗震结构设计的设计原则一样：结构应尽可能有足够的延性，避免脆性破坏，钢筋砼结构构件均应采取“强柱弱梁” “强剪弱弯”的设计原则。各结构构件抗力相协调的原则，避免出现薄弱部位。防空地下室的结构，应充分考虑各部位
7、作用荷载值不同，破坏形态不同以及安全储备不同等因素，保证在规定的动荷载作用下，结构各部位（如出入口和主体结构）都能正常地工作，防止由于存在个别薄弱环节致使整个结构抗力明显降低。如果某个部位失效，将导致整个人防区失效。同样抗震设计也十分强调避免出现薄弱环节（如薄弱层，软弱层等） ，因为大震时薄弱层或软弱层出失效将导致建筑物倒塌，产生严重后果。 2.2 超长地下室 超长地下室最应当注意的问题是混凝土结构防裂。随着生活质量的提高，越来越多的人除了住房之外还需要私家车，私家车停放位置成了焦点，于是很多楼盘都要设置大底盘地下室，除了高层下面设置地下室之外，整个园区都是地下室，这就不可避免的成为超长地下室
8、。超长地下室混凝土结构防裂的设计与施工应遵守“防、放、抗”相结合的原则，并应符合节约资源和环境保护的原则。关于超长地下室的防裂措施，不同地区结合当地情况有不同的方式。主要是从选择材料，设计加强，控制混凝土生产与运输，合理施工，质量验收各个方面确保工程质量。 大体积混凝土配制时，宜优先选用符合国家标准中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥GB200 规定的水泥。粗、细骨料应符合现行行业标准普通混凝土用砂、石质量及检验方法JGJ52 的各项技术指标。宜采用非碱活性骨料，当采用低碱活性骨料时，骨料的碱活性指标应符合有关规定，骨料中不得含有烧结物，严禁混入影响混凝土性能的有害物质。掺合料可
9、采用粉煤灰、矿渣粉等，参量应通过试验确定。减水剂、缓凝剂、泵送剂、防冻剂等外加剂必须符合现行国家标准混凝土外加剂GB8076、 混凝土外加剂中释放氨限量GB18588 和现行行业标准混凝土泵送剂JC473、 混凝土防冻剂JC475 的有关规定。 2.3 口部设计 对于人防地下室抗力等级为 5，6 级的室外出进口，战时需设置防倾圮棚架，而日常平常未便设置永远性防倒塌棚架，可按照国标图集05SFG04防空地下室室外出进口部钢结构装配式防倾圮棚架结构设计选用临战快速组装的钢结构装配式防倾圮棚架，在混凝土结构施工时预留埋件即可。 其他问题如出入口防护密闭门、消波活门等位置设置不合理，有前提设置为单向式
10、却设置成纵贯式；防毒通道、密闭通道四周的积水无法排除；设备管线直接接入人防地下室，频穿密闭房间等等。这些问题都需设计时给以正视。 3.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 JGJ3-2010高层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.GB50038-2005，人民防空地下室设计规范，北京 2005 2.全国民用建筑工程设计技术措施-防空地下室（2009 年版） ，中国计划出版社 2009 3.人防地下室结构设计的若干问题 - 沿海企业与科技 - 2009(6)
