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1、某D区人防地下室结构设计1、 工程概况： 1.1 建筑概况：某项目位于福州仓山福建师范大学东。该项目为旧城改造项目，区内规划市政路网将项目分为若干大小不一的零星地块，其中A、B2、G、H、I、J区为已建地块。本次设计（某二期）为未建的D区，包含四栋高层住宅、配套商业等。住宅组团院落结合沿街商业布局，小区围绕中心共享绿化组织住宅单体布置，该地块小区设置单层地下室，为地下停车及设备用房。本工程2008年1月完成施工图设计，2008年4月开工建设，同年11月完成地下室结构施工。 本工程属甲类防空地下室，总建筑面积7350m2.局部配电房、水泵房、消防水池为非人防区，其余大部分为人防区。地下室人防区分
2、设A、B、C、D共4个六级人防单元，人防单元A为925平方米,人防单元B为1559平方米，人防单元C为1442平方米,人防单元D为1923平方米,共计5849平方米。人防单元A设两个抗爆单元,人防单元B,D分别设四个抗爆单元, 人防单元C设三个抗爆单元,各抗爆单元分隔临战用500厚粗沙袋堆砌。1.2 结构概况：本工程位于福州市区，抗震设防烈度为7度，地震加速度为0.1g，采用框架剪力墙结构体系，框架抗震等级为三级，剪力墙抗震等级为二级。地下室不考虑风荷载作用。地下室梁、板混凝土强度等级均为C30，柱混凝土强度等级按上部结构整体计算所得，采用C40混凝土。2、地下室底板设计：2.1 地下室底板反
3、向荷载确定：本工程0.000相当于罗零标高10.25米，依据建筑总平面布置图及室外道路标高系统，本工程设计抗浮水位为罗零标高9.2米，即相对标高为-1.05米。底板标高-4.550，底板厚度为0.3米，计算水深3.8米。底板疏水层为100200mm，以平均厚度150mm计算，底板自重0.3X25+0.15X20=10.5kN/M2，计算反向荷载扣除底板自重为（1.35X38-10.5）/1.35=30.5 kN/M2。2.2 地下室底板人防荷载确定：本工程采用先张法高强预应力管桩，属有桩基钢筋混凝土底板，且为饱和土，底板人防荷载取值为25 kN/M2。2.3 底板截面设计： 底板设计采用PKP
4、M结构设计软件进行计算，考虑人防荷载、水浮力的反向荷载并扣除底板自重的倒楼盖模型进行设计，反向荷载以恒载计算，底板自重为对结构有利恒载，取分项系数1.0（该荷载在计算反向荷载中已有考虑），人防荷载为等效静荷载，分项系数为1.0。各分项系数在PKPM软件计算中均自动考虑。同时设置参数混凝土自重为0，即在计算中不再考虑结构自重。注意活载应输入一个数值，否则在荷载组合中将不会组合进人防荷载，所以取活载为任意一小值。按人防要求，底板最小厚度250mm，因板跨、荷载较大，本工程取底板厚度为300mm，保护层厚度40mm，可满足底板承载力及裂缝宽度0.2mm的要求。最大水头H为3.8米，底板厚h为0.3米
5、，依据高规表12.1.9基础防水混凝土的抗渗等级确定办法，H/h=3.8/0.3=12.7，地下室底板设计抗渗等级为0.8MPa. 3、地下室顶板设计：3.1 地下室顶板概况顶板中心为小区花园，覆土700mm厚，设计恒载为14 kN/M2。小区内设有消防车道，消防车荷载按荷载规范取值，顶板人防等效静荷载标准值为70 kN/M2。地下室车库为6米乘8米，经与设备专业配合后，地下室净高应不小于2.8米，即梁高最大为800高。3.2 顶板截面设计：顶板设计采用PKPM结构设计软件进行计算，考虑人防荷载、覆土荷载，消防车荷载，活载等的单层楼盖模型进行设计。有限制的梁高，按通常的做法无法满足大跨度下的大
6、荷载。采用降低底板标高以增加地下室层高为增大梁高拓展空间，这势必增加地下室的开挖深度，增加工程造价。加大梁宽可以解决配筋率过大的问题，但又造成梁截面过大，形成典型的肥梁胖柱型结构，这也是结构经济性要求所不容许的。最后经过研究采用框架梁端加掖的构造措施，梁中间高度为800，支座处高度为1100，这既解决了配筋率超限的问题，又满足地下室净高的要求，既节约了工程造价，又为各设备专业提供了足够的空间，实现了工程的可行性。主楼部分地下室顶板作为上部结构的嵌固端，即要满足人防荷载，覆土荷载及本层活荷载的要求，又要满足本层结构的侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍的要求，所以在地下室顶板主楼部分的
7、设计中，按主楼整体计算的结果进行截面设计。（疑问：主楼整体计算中是否应按无地下室结构进行本层的截面设计？） 本工程总长度达到136.8米，总宽度为70.4米，如何解决温度应力引起的收缩裂缝则是不容忽视的问题。传统的做法，地下室顶板底板以3040米的间距设置800宽的后浇带，同时注意后浇带避开坡道及人防口部，后浇带在顶板覆土之前封闭，并加以养护。传统的做法也是最有效的做法，经验证明这种做法是防止超长结构温度应力导致裂缝的最有效最经济的措施。4、地下室人防口部、人防隔墙及外墙的结构设计： 地下室层高3.8米，口部大样均可套用国标07FG04图集，人防隔墙及外墙采用单向板模型计算，上部支座为简支端，
8、下部支座为固定端，人防隔墙按弹塑性模型计算.外墙按弹性模型计算，控制裂缝宽度0.2mm. 在外墙施工中施工方反映出一个问题，主楼外侧的柱与外墙整浇在一起，且主楼为小柱网，多为3米多的柱距，柱混凝土强度等级为C40，外墙混凝土强度等级为C30，施工中必然会造成外墙大部分都是C40的混凝土，大面积的高强度混凝土是必然造成大量的水化热，容易产生大量的收缩裂缝。为解决这一问题，有两种做法：一是外墙及柱都采用C30混凝土，通过柱轴压比的等效换算加大主楼柱截面；二是外墙及柱都采用C30混凝土，柱截面不变。以柱两侧的250厚外墙作为柱截面的翼缘，可以看做是增大了柱截面。以500X500柱为例计算，C40混凝土强度设计值为19.1N/mm2，C30混凝土强度设计值为14.3 N/mm2，500X500的柱两侧可增加翼缘面积为400X250（翼缘可算至承台边），（500X500+400X250）14.3=5005000500X500X19.1=4775000,理论上这种做法是可行且安全的。最终决定施工中采用第二种做法，即不改变柱截面直接降低混凝土强度等级至C30。但由于剪力墙所增加的翼缘面积相对比例较小，无法达到等效轴压比的要求，故剪力墙部分还是按C40混凝土施工。这种做法亦有其局限性，混凝土强度等级不宜相差大于10，柱截面面积不宜大于500X500。
