温州市龙湾区人民防空办公室人防工程管理所 浙江省 325000
摘要：现阶段，城市用地越来越紧张，为了能够缓解城市用地的紧张，城市建筑不仅注重地上建筑建设，更加注重开发地下空间。这就使得建筑地下室开始出现。建筑一般都会涉及一层或多层地下室，一方面，是为了满足建筑功能和基础埋深的需要，另一方面，平时可以用作车库、商业用途或设备用房，在发生战争时又可以用作人防设施。鉴于地下室结构设计的重要性，笔者在文中对建筑工程地下室结构设计方法进行探讨和研究，希望可供相关借鉴参考，从而促进建筑工程施工单位的长远健康与可持续发展。
关键词：高层建筑；人防地下室；结构设计
前言
从目前来看，一般较高的建筑都设有地下室，而且随着建筑技术的不断发展，建筑的地下室层数也在逐渐增加，可以说，建筑工程地下室结构的设计，一直是建筑设计中不可缺少的一部分内容，也是在设计过程中相对较难的内容。对建筑工程地下室设计中的重点和难点的讨论，有助于提升行业内建筑设计工作者的地下室结构设计能力，提升建筑的整体质量，也有助于提升我国建筑工程设计中地下室设计的整体能力。地下室在设计中，需要关注多个关键点，即重点考虑的问题，只有正确处理和应对这些设计中的关键点，才能真正实现建筑地下室结构设计的质量提升。
一、地下室结构的组成
建筑地下室有很多的种类，按照不同的应用方式以及不同的建设标准，建筑地下室也被划分为不同的类别，就地下室本身所具有的功能来说，建筑地下室可以被分为普通地下室以及防空地下室量两种。而根据顶板的设计标准高度来说，建筑地下室可以被划分为半地下室以及全地下室两种。另外，依据地下室所采用的设计材料的不同，也会被区分为砖混结构地下室以及钢筋混凝土结构地下室两种。
一般来说，地下室结构通常由底板、顶板、外墙、采光井以及楼梯等多个部分构成，顶板在进行设计的时候，采用的材料通常为现浇顶板等，而顶板在设计的时候，一般需要被控制在合理的范围内，厚度值要通过首层荷载的具体情况来进行求取。而底板要尽可能的设计在高于地下水位之上的地方，在没有压力阻碍的作用下，充分的考虑到地上建筑的设计情况，从而再针对地下室底板进行设计。如果底板要设置在地下水位之上，那么就需要对地下水所具有的浮力进行详尽的计算，并且要采用相应的措施来对底板的强度以及刚度进行计算。
同时，地下室外墙的厚度要尽可能的控制在合理的范围内，通常而言，外墙厚度应该控制在30cm以上。地下室也需要进行通风，为保障建筑地下室的干燥，目前的很多地下室都会设计门窗。地下室的门窗通常都与地面保持平齐，并且为保障通风的顺畅性，还设置了采光通风井。这些采光通风井在应用的过程中，要想能够具有良好的应用效果，还需要在每个窗户附近都设置相应采光井。楼梯是连接地上建筑与地下建筑的主要通道，在设计的时候，无论地下室面积的大小，都要设置较为宽敞的楼梯，能够容纳较多的人同时通过，这样是为了能够在建筑出现危险的时候，人员可以迅速的通过地下室逃脱。
二、高层建筑人防地下室结构设计要点
（1）人防工程入口设计的合理性
和平时期人防工程有较大的出入口，而在战争时期就要使用人防工程较小的出入口。和平时期较大出入口的作用是为了方便人员和车辆的进出，同时也有效预防火灾等意外灾害的功能。在我国颁布的《人防工程设计防火规范》中，在室内地坪与室外小于 10 米防火区之时，每一百人的疏散距离应该不小于 0．175 米; 而当防火区大于 10 米的距离时，疏散的距离应该大于1．1 米。
战争期间的防空工程一般都会在出入口附近设计小口，这些小口以每100 人不小于0． 175 米的距离为标准，用来方便隐蔽人员进出。这种出口由于比较小，因此最多只能容许 500 人通过。通常情况下，人防工程人口处都会有门框墙、活门墙、防护密封口、密封门、爆破门等设施，这些入口设施在战争时期能保证人员有效进入防空工事中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆必须确保这些入口设施全部都有序安装，不能出现预留情况，只有这样才能完善防空工程的功能。防护密闭门与防爆防冲击波活动门应该具有足够的强度，它们的耐压标准要依照《人防地下室设计规范》中明确的要求来施工。防护密闭门的宽度和高度要合乎防空工事中预留的尺寸大小，要确保密闭门能够准确地安装在人防工程中去。
设计人员在设计防空工程出入口的时候，还应该注意一个非常重要的问题: 就是每一个防空工程必须具备不少于两个的出入口，这样才能保证人员在战争时期进行及时的疏散与进入。这些出入口的位置应该设计在隐蔽的室外环境中，不应把出入口设计成竖井式结构，这样让隐蔽人员难以出入人防工程建筑。
（2）地下室外墙结构设计
地下室外墙结构设计的重点，是混凝土、水、钢筋的比例问题，以保证地下室外墙能够承受足够的建筑上层压力。具体来说，建筑物地下室的外墙所需承受的压力来自两个方向，一个是竖直方向的，一个是水平方向的，竖直方向的压力来自于建筑物地下室上层的质量带来的压力，水平方向的压力来自于建筑物周围土层的压力。另外，在大风天气，也会给建筑物的地下室带来一定的压力增加，建筑设计工作应当充分考虑到建筑地下室在不同的条件和情况下的压力承受情况，通过合理的设计保证建筑物地下室外墙在多种情况下都可以保持足够的荷载能力。在对建筑地下室需要承受的水平方向和竖直方向的压力进行相对准确的估计后，再对建筑地下室外墙施工所用的混凝土、水以及钢筋的比例进行合理规定，确保地下室外墙抗压能力，同时也保证成本不要超过预算。
（3）地下室抗浮抗渗的设计
由于工程建设的施工环境的地下水水位较高，当地面楼层较低的时候，应该加强对地下室结构抗浮抗渗的设计。在对地下室进行抗浮设计的时候，一般将荷载的分项系数按照1.0进行计算，同时对地下水水位的变化幅度情况进行充分的考量，以保证在洪水期的时候地下室结构不会受到冲击破坏。在对地下室进行抗渗设计的时候，可以采用以下几种有效的防护措施：一是补偿收缩混凝土，通过在混凝土中加入UEA和HEA等微膨胀剂，实现对收缩值的抵销；二是通过设置＞60m的补偿收缩膨胀带实现混凝土的连续无缝浇筑；三是通过在墙体中部设置一道水平的暗梁或是在侧壁增加水平温度筋来实现钢筋混凝土抗拉能力的提升。
（4）地下室顶板
防空地下室结构顶板，一般都是由人防荷载起控制作用，根据板跨。覆土厚度、抗力等级选择相应的核爆动荷载，5、6级还应注意是否需要考虑上部建筑物的影响。内力分析可采用塑性内力重分布的方法。注意规范[1]的 4.10.4条。设计时可采用理正工具箱或 pkpm的板配筋计算，但是采用 pkpm计算时注意选取合适的 β 值。
（5）通风、给排水及电气的合理设计
确定人防口部与人防单元的位置后，通风设计应作为重点考虑部分进行科学的设计。根据气流的特性，在地下室人防建筑内的空气必然会由压力高的方向向着压力低的部分流动，也就是通过超压方式进行排风。这样的方法可以避免人防区域中渗入大气，从而影响人防建筑内部环境。在地下室人防建筑的通风系统设计时，要优化设备选型，把进风机与清洁式滤毒通风设备进行综合配套应用。在通风系统中，也可以选择隔绝、滤毒、清洁三种方式的排风系统与进风系统，使地下室人防区域的空气环境保持到良好状态。给排水系统也是重要的设计部分，要确保满足战争时期的用水需求，综合设计排水系统与给水系统。在设计人防地下室的给排水系统时，需要尽可能选择耐震性高、耐用的给排水管道，保证其充分发挥给排水功能。设计电气系统时，应当先了解战时负荷的级别与负荷种类，从而选择适合的人防电源。因为人防工程是平战合用的，还要掌握日常生活中的负荷级别与负荷种类，接着以战时负荷与平时负荷的重要性为依据，选择适合的电源。在负荷要求得到满足的基础上，尽可能达到平战合用的目的，有效节约工程成本，同时战时与平时要具有相对独立的配电系统，确保其可靠运行。
（6）地下室抗震性能的设计
开展地下室设计与施工的时候，需要高度注意的是地下室的抗震性能，因为地下室是整个建筑物最基础的部分，一旦没有考虑抗震设计或者考虑的时候出现一丁点的偏差，都会使整个建筑物的抗震功能大幅缩水，进而使得建筑物存在较大的安全隐患，居民的生命健康和财产安全受到极大的影响，所以，审查地下室抗震设计的时候要详细、全面，严禁草草了事。一般来说，地下室的外地面高度不得高于半地下室的深埋度，这样做的主要目的就是使室外地面的高度得到精确的计算。地下室楼层的上部结构是顶楼，楼盖必须使用梁板结构。此外，剪力墙的加强区的计算要得到高度的重视，通常计算的开始部分是地面向上，但是也要包括地下部分。
参考文献
[1]喻敬录.高层建筑人防地下室的结构设计浅析[J].工业设计,2012,02:32-33.
[2]李志刚.浅谈高层建筑地下室结构的优化设计[J].民营科技,2012,12:291.
论文作者:余哲
论文发表刊物:《基层建设》2016年7期
论文发表时间:2016/7/4
标签：地下室论文; 人防论文; 建筑论文; 外墙论文; 顶板论文; 出入口论文; 结构设计论文; 《基层建设》2016年7期论文;