民用建筑大型地下室設計探究重點分析

楊莉娜

天津市天友建筑設計股份有限公司 天津 300384

地下室是低于室外設計地面的平均高度，大于房間平均凈高的1/2。地下室的建設為高層建筑物的發(fā)展提供了堅實的基礎，需要遵循整個設計工程，在進行設計的過程中，需要充分考慮合理和適用的原則，要遵循《建筑設計防火規(guī)范》中的相關(guān)內(nèi)容，設計最優(yōu)的建筑地下室的結(jié)構(gòu)方案，充分發(fā)揮其社會效益和經(jīng)濟作用。

1 民用建筑大型地下室設計的要求

1.1 抗震要求

在對地下室的設計過程中，需要滿足整體的抗震性能，對于半地下室的埋深需要大于地下室外地面以上的高度，總高度需要從室外的地面算起，地下室的墻、柱結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)的墻、柱需要協(xié)調(diào)統(tǒng)一[1]。在地下室頂板室內(nèi)外板面標高位置，如果標高變化超過梁高范圍就很容易形成錯層。在《建筑設計規(guī)范》中有明確規(guī)定，作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位地下室樓層的頂樓蓋需要采用梁板結(jié)構(gòu)，地下室頂板為無梁樓蓋時不應作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位，需要從上往下計算滿足嵌固端要求的地下室樓層或底板。半地下室埋深不夠時，房間的結(jié)構(gòu)地面需要低于室外地面的高度小于該房間凈高的一半，地下室抗震等級不能低于上部結(jié)構(gòu)抗震等級。

1.2 外墻計算要求

地下室外墻的配筋計算需要考慮到是否帶扶壁柱，如果帶扶壁柱，是不會區(qū)別扶壁柱的尺寸大小，會按照雙向板計算配筋，扶壁柱主要是按照地下室整體結(jié)構(gòu)計算結(jié)果配筋的，沒有按照外墻雙向板傳遞荷載配筋的。在針對地下室外墻進行計算時，底部是固定支座，側(cè)壁底部彎矩與相鄰底部彎矩大小是一樣的，底板的抗彎能力是不能小于側(cè)壁，厚度和配筋量需要匹配，車道側(cè)壁是懸臂構(gòu)件，底板的抗彎能力需要小于側(cè)壁底部，在地下室底板標高處發(fā)現(xiàn)標高的位置僅設一梁，梁寬是小于底板厚度，在梁內(nèi)僅僅靠兩側(cè)的筋作為支座彎矩是不能滿足要求的。

1.3 地下水與抗浮能力設計

地下水位及其變幅是地下室抗浮設計的重要依據(jù)，針對地下室抗浮設計只考慮到正常使用極限狀態(tài)，對整個地下室的施工狀態(tài)不夠重視，對可能出現(xiàn)的洪水期設計不夠重視，會造成在整個施工過程中由于抗浮工作沒有做到位，發(fā)生局部破壞情況。另外，在大面積地下室上建有多棟高層和建筑，地下室的面積較大，形狀也不規(guī)則，在地下室的局部上方也沒有任何建筑，對抗浮問題的處理也是比較困難，需要充分做好細致處理和分析。在進行對相關(guān)問題的設計過程中，針對地下水位的勘查工作，沒有計算浮力和地下水位，沒有做好對斜坡道的抗浮驗算。

2 對民用建筑大型地下室的外墻設計

在針對民用建筑大型地下室的外墻進行設計過程中，地下室外墻厚度設計一般不能小于250mm，采用的混凝土強度等級是C20-C30。①荷載設計，豎向荷載有上部和各層地下室頂板傳來的荷載和外墻自重，水平荷載有地坪荷載、側(cè)向土壓力和地下水壓力等荷載的計算；②室外地坪活荷載的計算是針對民用建筑室外地面，有特殊較重荷載時，需要按照實際情況進行確定。③在水壓力方面的確定需要按照3-5年的最高水位確定，不能將上層滯水情況計算在內(nèi)；④土壓力的計算，地下室施工時采用的是大開挖方式，如果沒有護坡樁和連續(xù)墻支護時，地下室外墻承受的土壓力是一種靜止土壓力，一般取得是0.5；在對地下室進行施工的過程中，采用護坡樁和連續(xù)墻進行支護時，地下室外墻土壓力的計算需要充分考慮到基坑支護和地下室外墻的共同作用，要考慮地下水位以下土的容重。⑤對大型地下室的設計，如果地下室沒有橫墻或者是橫墻間距大于層高2倍時，底部通常是與剛度很大的基礎板或基礎梁相連，將其作為嵌固端，頂部的支座條件需要按照主體結(jié)構(gòu)形式進行設計。當外墻對應主體結(jié)構(gòu)墻是剪力墻時，第一層墻體與地下一層外墻連續(xù)時，會對外墻造成一定的約束，在建筑主體結(jié)構(gòu)的外墻上會有較大的門窗洞口，不會對外墻有很大約束。如果主體結(jié)構(gòu)是框架類結(jié)構(gòu)，外墻是與底板相連的，首層底板對外墻的剛度較小，約束較弱。地下室中間層可以按照連續(xù)絞支座進行設計。

3 民用建筑大型地下室的設計重點

3.1 商業(yè)設計的疏散與防火

在疏散跟防火設計過程中，需要對人員密度、疏散距離進行嚴格的控制，對于一些地下人員密集的場所，對于房間疏散門、安全出口以及疏散樓梯的總凈寬度能夠達到100人不小于1.00m來進行計算。在疏散距離確定過程中，需要滿足《建筑設計防火規(guī)范》的具體要求，還要咨詢當?shù)叵啦块T的意見，要求同時滿足37.5米以的半徑距離以及45米的折線距離這一疏散需求。在防火分區(qū)的劃分過程中，需要在結(jié)合了地下建筑物具體使用情況基礎上來進行，在自動滅火系統(tǒng)以及火災報警系統(tǒng)設置工作中也需要采用不燃或者難燃裝修材料來進行施工[2]。

3.2 商業(yè)空間的分析

在進行商業(yè)空間分析過程中，可以結(jié)合具體施工情況進行區(qū)域的劃分，隨后通過中空中庭或者十字走道來進行商業(yè)空間的劃分。在商業(yè)流線設計過程中需要盡量接近首層，因此首層的可開發(fā)價值是最高的，只有保障首層商業(yè)的利用效率，才能夠讓民用建筑大型地下室的經(jīng)濟效益得到充分的發(fā)揮。此外在商業(yè)流線考慮過程中還要對如何發(fā)揮地下一層商業(yè)價值跟定位進行充分的考慮。

3.3 人防設計功能的區(qū)分與考慮

在人防地下室的設計過程中需要充分考慮到以下幾點問題。首先需要在結(jié)合了當?shù)厝朔老嚓P(guān)部門建設意見基礎上做好設計與深化工作，其次需要在結(jié)合了車道出入口選擇基礎上來進行人防區(qū)域的合理劃分，并在此基礎上做好人防電站以及物資庫的布置工作。對于不同標高的功能分區(qū)可以采用坡道的方式來進行處理，這樣也就能夠滿足人防地下室的設計需求。在人防防護單元的設計過程中需要結(jié)合平時的出入口進行主次出入口的設置，在必要情況下要增設能夠直接達到首層室外的手段，保障地下室的使用安全性[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，當前隨著建筑規(guī)模化的發(fā)展，基礎地下室能夠為高層建筑的發(fā)展提供堅實的物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎，地下室的設計工作也是比較復雜，設計過程是錯綜復雜的，需要以合理設計為前提，要充分考慮設計的適用性和合理性，要使對民用建筑地下室的設計發(fā)揮到最大的經(jīng)濟作用和社會效益，實現(xiàn)對建筑空間的充分利用。