地下室设计范文1
关键词：地下结构；浮力；抗拔桩；荷载
Abstract: the underground structure of the widely used to solve the problem of heavy space, by change of ground water, completes the basement is one of the primary task to the basement foundation design, underground water level is low, the basement take compressive pile, the underground water level is higher, the basement will need to design of tension piles, this paper mainly analyzes the underground water level when high basement should be according to the foundation pile resistance to pull out of the pile design process.
Keywords: underground structure; Buoyant; Tension piles resistance; load
中图分类号：O434.19 文献标识码：A文章编号：
为了保证城市的发展不占用过多的土地，当前的城市发展选择了大力开发地下空间。由于地下结构工程是最近几年迅速发展起来的，还没有具体的设计规范，设计中存在大量的不确定性，特别是抗浮设计。抗浮设计是地下结构设计的重点，如果设计不合理，容易出现工程事故，影响生命安全并造成经济损失。近年来，研究人员越来越重视地下结构的抗浮问题，但是还未提出一套科学合理的抗浮设计方法。本文主要分析了浮力计算的原理和抗拔桩的设计思路。
1.设计水位选取
地下水位受自然环境和人类活动影响很大，呈不同的变化规律，设计应根据选取的不利状态合理的利用地勘报告所给出的水位变化，确定抗浮设计水位及抗压设计水位。
2.浮力计算的方法
图1为计算模型，这种情况最普遍，潜水水面是设计水位，隔水层在下层，不需要折减浮力的计算值，水浮力计算公式为：（为抗浮设计水位高度，值为最高静水水位和基底标高之差）。
图 1计算模型
3.桩基设计受水位变化的影响
3.1水位变化幅度
气候条件变化影响水位的变化，勘测部门应该长期跟踪观测拟建场地和勘察水文地质，记录好各项数据并总结出观察期内的历年的水位最高值和最低值，作为设计人员设计的参考数据。
3.2桩的受力性状
桩的受力性状由地下建筑受力状态决定，其根本原因在于地下水位的变化。比如，单建式地下室埋深浅、水位高且变化范围大时，水位变化会造成荷载组合形式的变化，可能会导致抗压桩取代抗拔桩。因此，设计人员应该分情况分别讨论这两种情况，但是，设计过程中这个问题往往被忽略。各工况下没有科学的荷载组合方法和统一的荷载，下文将分析一种变化水位的桩基设计方法。
3.3考虑水位影响的抗拔桩设计方法
设计思路：①计算浮力：根据最高和最低的结构设计水位计算水浮力，②荷载组合：恒载有结构自重和地下室顶板覆士，活载有车库内车辆和地下室顶板处车辆，水浮力取抗浮设计状态下的浮力。有上浮问题的地下室在验算地下室抗浮能力时不考虑活荷载，恒荷载分项系数应取0.9，水浮力分项系数取1.0
当0.9恒载
桩数=（最大水浮力X 1.0 - 恒载X0.9）/抗拔桩承载力
当0.9恒载>1.0水浮力时，为抗压状态，桩形式为抗压桩，抗压桩设计公式为：
桩数=（活载X1.0+恒载X 1.0 - 最小水浮力X0.9）/桩竖向承载力设计值
③确定单桩承载力与桩数。抗拔桩的确定可以分为两种情况：a桩基始终处于抗拔状态，选取合适的持力层确定桩长，计算出单桩抗拔承载力，即可计算出总桩数。b水位变化，基桩处于抗压状态，根据地勘报告数据得出桩抗压承载力设计值后，确定桩数。抗压设计总桩数与抗浮设计总桩数中的较大值即为最终桩数。
④抗拔桩桩身强度设计；⑤抗拔桩桩身裂缝控制。为防止桩身裂缝过大，引起钢筋锈蚀，则需验算使其最大裂缝宽度满足规范要求。
4.工程算例
某单层单建式地下车库，框架结构，基础采用桩基加抗水底板，柱距8.4mx8.4m，柱底承担的结构自重标准值为2620 kN，活荷载标准值为1057 kN，枯水期最低水位高度2m，抗浮设计水位4m，采用采用24m Φ600灌注桩，桩身混凝土强度等级C35，取抗拔桩承载力800 kN，单桩竖向承载力设计值1000 kN。
4.1计算水浮力
(1)抗浮状态下，设计水浮力为：；
(2)抗压状态下，设计水浮力为：。
4.2计算桩数
由上述公式得
(1)抗浮状态下，桩数为：
（40X8.4X8.4X 1.0 2620X 0.9）/800=0.58取n=1
(2)抗压状态下，桩数为：
（1057X 1.0 +2620 X 1.0 8.4X8.4X20 X 0.9）/1000=2.4取n=3
因此，桩数取n=3。
4.3抗拔桩桩身强度设计
根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）正截面受压承载力公式：
N≤ Ap・fc・ψcψc取0.7
Ra ＝Ap・fc・ψc /γz ＝（3.14X6002/4）X16.72X0.7/1000/1.35 ＝ 2450kN>1000kN(满足要求)
4.4桩身抗裂计算
选用814，满足灌注桩最小配筋率及构造要求，As=1232mm2
ρte ＝ As / Ate=1232/282600=0.004
σs =Nq/As=155X1000/1232=125.9 N/mm2（Nq =（40X8.4X8.4X 1.0 2620X 0.9）/3=155 kN）
ψ ＝ 1.1 - 0.65ftk / (ρte・σs)=1.1-0.65X2.2/0.01X125.9=-0.039
ωmax ＝αcr・ψ・σs・(1.9cs + 0.08deq / ρte ) / Es=2.7X0.2X125.9X（1.9X55+0.08X14/0.01）/ 200000 =0.074mm
5.结束语
上文可总结为两点：(1)设计抗浮桩要考虑抗压和抗浮两种状态的最不利组合，即最不利荷载组合和水位变化的最高最低水位。只有这样才能保证地下室结构在抗压和抗浮两种状态下结构的安全。(2)地下室桩基当按抗拔桩设计时不仅要计算单桩抗拔承载力，而且需验算桩身强度及裂缝是否满足要求。
参考文献：
[1] 裴豪杰.地下结构的抗浮设计探讨[J]．福建建筑，2004；86(1)：59―60．
[2] 李，李峰 抗拔桩设计方法.中国煤炭地质，2003；15（1）：48-50
[3]防空地下室结构设计手册．中国建筑工业出版社，2008
地下室设计范文2
关键词：高层建筑；地下室；设计
中图分类号：TU7文献标识码：A 文章编号：
随着城市建筑步伐的不断加快，高层建筑所占比例越来越大。在高层建筑设计中，如何实现地下室结构的优化设计，已成为当前必须思考的话题，以此保障建筑结构整体安全性、稳定性。
1 设计重点
地下室的外墙是结构设计的重点，应按水、土压力验算，在设计时应注意以下要求：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，水平荷载包括地面荷载、侧向土压力和人防等效静荷载。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。
1.1 地下室外墙的配筋的计算
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，如高层建筑外框架柱之间，按双向板计算配筋为宜，其余的宜按竖向单向板计算。
对竖向荷载较小的外墙扶壁柱，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，底板的抗弯能力应不小于侧壁的抗弯能力，其厚度应与配筋量相匹配，并且此时底板内侧梁上的竖向荷载应适当加强，以保证梁受力安全。
由于地下室外墙设计时实际情况的多样性，设计时应该根据具体情况进行的受力分析，从而设计才为合理。
2 地下室抗浮设计
当地下水位较浅时，则纯地下室有可能会有抗浮不满足要求的问题，特别是现在由于在城市中车位紧张，有些设计方案采用的多层地下室的做法。地下室的抗浮设计一般分为整体抗浮计算和地下室底板抗浮设计部分。
2.1 对地下室的整体抗浮问题，一般采用以下措施：
2.1.1 尽量提高地下室的地板标高，使抗浮力减小，即在设计允许的情况下，尽可能提高基坑坑底的设计标高，间接降低抗浮设防水位。楼盖提倡使用宽扁梁或无梁楼盖。一般宽扁梁的截面高度为跨度的1/22～1/16，宽扁梁的使用将有效地降低地下结构的层高，从而相对降低了抗浮设防水位。
2.1.2 增加地下室顶板覆土厚度。现在一般由于地下室顶板园林绿化的要求，一般来说地下室顶板有1.0m～2.0m 的覆土，覆土厚度增加了，整个地下室的整体抗浮就能满足设计要求，此情况下在设计图纸时应注明地下室顶板的最小覆土厚度，并且要求在相应的覆土厚度施工前不得停止施工过程中地下室的降水，否则将会导致地下室“上浮”。
2.1.3 增加地下室基础或底板上的配重。此种方法一般来说采取增加基础底板的厚度、增加基础顶面覆土厚度、基础顶面采用容重大且价格低廉的填料三种方法。此种方法也能解决地下室整体抗浮的要求。
2.2 地下室底板的抗浮设计问题。在满足地下室的整体抗浮设计的前提下，地下室底板的抗浮设计主要指底板的梁板配筋。此时底板的配筋应同时满足两个方向的作用力，垂直地下室底板向下的满足地下室正常使用功能荷载（如用作车库或其他使用功能）的设计要求；垂直地下室底板向上的抵抗地下水浮力的设计要求。地下室底板的梁板设计取这两种设计荷载下的包络配筋。
2.2.1 上述“第2.1中第（1）条”中，提高的底板的标高，相对降低了抗浮设防水位，降低了地板的配筋，比较经济。
2.2.2 上述“第2.1 中第（2）条”中，增加地下室顶板覆土厚度对地下室底板的配筋设计没有直接影响。
2.2.3 上述“第2.1 中第（3）条”中，增加地下室基础或底板上的配重，使配重与地下水浮力作用部分抵消，有效的减小了垂直地下室底板向上的抵抗地下水浮力的设计要求；但同时增加了垂直地下室底板向下的配重荷载；故此种情况对地下室的底板的配筋需要按情况计算进行比较其经济性。
3 地下室不均匀沉降问题
现在越来越多的主楼和裙楼相连的情况，对此一般有以下几种处理方法：
3.1 裙房和高层建筑之间设沉降缝，让各部分自由沉降，互不影响，有效的避免了由于不均匀沉降产生的内力。但实际上这样做，给建筑的立面处理、地下室的防渗漏、基础的埋置深度和整体稳定等带来很多困难。
3.2 裙房和高层建筑之间不设沉降缝，采用端承桩，将桩端置于坚硬的基岩或砂卵石层上。让裙房和主楼的沉降均保持很小，这样，既满足了地基承载力要求，又避免了明显的沉降差。但这种方法基础材料用量多，不经济。
4 高层建筑地下结构的抗震等级确定
4.1 当地下室顶板作为上部结构嵌固端时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下抗震等级可逐渐降低一级；对于标准设防类(丙类)建筑，6、7 度时不宜低于四级，8 度时不宜低于三级，九度时不宜低于二级；对于重点设防类(乙类)建筑，6 度时不宜低于四级，7 度时不宜低于三级，8 度时不宜低于二级，9 度时应专门研究。地下室中无上部结构部分，可根据具体情况采用三级或四级。除九度外，上部结构以外范围较大的地下室结构可采用三一四级。
4.2 当地下室不能作为上部结构的嵌固端而需嵌固在地下其它楼层时，实际嵌固部位所在楼层以及以上的地下室楼层(与地面以上结构相对应的部分)的抗震等级，可取为与地上结构相同。嵌固部位以下可按上述(1)采用。
5 结束语
高层建筑中地下室工程在整个项目中至关重要。然而地下工程一般建造周期较长、材料消耗和施工难度较大，地下结构的设计将影响到整个工程的施工工期以及建设费用。因此，做好地下工程结构的设计，对整个工程的建设意义重大。地下室的设计应遵循安全、适用和合理的原则，安全是合理设计的前提。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《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）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该满足各设计规范的要求，尽量能使得地下室的整体性加强。
参考文献：
[1] 杨雪中，王德军，刘泽东.东花市三期A区工程现浇预应力空心楼盖的设计与施工[J]，2008，4（5）.
[2] 高海，曹宪庭.后张无粘连预应力混凝土楼盖设计中的若干问题探讨[J].冶金矿山设计与建设，2009，32（5）.
[3] 闫燕，童占荣，吴秀强.对陕西投资大厦工程建设进度方案的优化分析[J].西北建筑工程学院学报，2011，17（4）.
[4] 徐林，卢道媛，路一鸣.青岛国际会展中心二期大面积楼板裂缝控制设计[J].建筑科学，2009，22（4）.
地下室设计范文3
关键词：地下室 结构设计 防水设计构造设计
中图分类号：S611文献标识码： A
前言：地下室防水结构设计目的和要求，是确保地下水和滞留水不渗入室内，给予室内正常的生产、工作、生活和储藏环境。防水层保护好地下结构，不能让地下水浸泡钢筋混凝土结构。一旦结构渗水，会导致钢筋锈蚀、断截面减小、膨胀，混凝土裂缝增大、抗压强度减弱，建筑基础受损，建筑寿命降低，最终危及安全。
一、地下室设计中有关规范的选用及计算系数选取
在地下室设计计算过程中选用的现行规范有：《混凝土结构设计规范》，《人民防空地下室设计规范》，《地下工程防水技术规范》，《种植屋面工程技术规程》，《建筑结构荷载规范》(2006年版)等。
(1)防水混凝土等级：按《地下工程防水技术规范》
(2)防水混凝土结构底板的混凝土垫层强度等级不应小于C15，厚度不应小于100mm，在软弱土层中不应小于150mm。
(3)防水混凝土结构，结构厚度不应小于250mm。
(4)裂缝宽度不得大于0.2mm。
(5)钢筋保护层厚度应根据结构的耐久性和工程环境选用，迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm。
(6)《人民防空地下室设计规范》规定：承重钢筋混凝土外墙的最小厚度为200mm。’
(7) 《混凝土结构设计规范》中规定当对地下室墙体采取可靠的建筑防水做法或防护措施时，与土层接触―侧钢筋的保护层厚度可适当减少，但不应小于25mm。保护层厚度大于50mm时采用钢筋网片保护。在设计中―般情况下与土接触的保护层选用为40mm并做好建筑防水面层。这样既满足了《地下工程防水技术规范》，又满足《混凝土结构设计规范》。
(8)混凝土等级《人民防空地下室设计规范》规定：混凝土强度不应低于C200一般情况下，混凝土强度等级宜低不宜高，常用C30，当地下室外墙有上部结构的承重柱，混凝土强度等级较高，此时进行局部受压验算，满足局部受压要求。
(9)各种力的分项系数：（竖向受力从上往下时）。
恒载：对结构不利时按1.2(对由永久荷载效应控制的组合时取1.35)，对结构有利时按l.0。
活载：对结构不利时按1.4，对结构有利时按0.0。
地下水压力：水位不急剧变化的水压力按永久荷载考虑，水位急剧变化的水压力按可变荷载考虑。
土压力：土压力引起的效应为永久荷载效应，当考虑由可变荷载效应控制的组合时，分项系数取1.2，当考虑由永久荷载效应控制的组合时，荷载分项系数取1.35，侧墙土压力宜取静止土压力。
二、 地下室防水结构设计的要求
2.1 因地制宜，充分考虑现场条件。
在防水设计中首先要充分考虑现场条件，吃透工程所在地的水文地质资料，了解工程所在地的地下水的类型、水位标高变化规律、水质及侵蚀程度，以及含水层的构造、地表水体的分布、地下室的埋置深度与地下水的关系等内容，然后根据掌握的实际情况进行深入设计，确保工程质量真正落到实处，取得良好的防水效果。比如城市地下水位很高，整个工程几乎常年处在地下水位以下时，对工程的防水设计会相应提高标准。在设计围护结构自防水时可提高等级，同时增加两道附加防水层，形成封闭式防水，确保工程质量。
2.2合理选材
地下室防水首先应以混凝土结构自防水为主，通过添加UEA外加剂、BR型内渗剂或T395硅质防水剂来提高混凝土本身的密实性，抑制和减少混凝土内部空隙生成，堵塞渗水的通路，从而达到防水的目的。这种围护结构自身的防水在地下室工程中无疑具有重要的作用。但由于地质、施工、材料等方面的原因，混凝土结构本身往往是有缺陷的，因此地下室单靠混凝土自防水是不可行的，尤其对于重要的建筑物，增加附加防水层进行多道设防、复合防水就成了一种必然的选择。
2.3裂缝控制
(1)地下室侧墙：与土接触一侧为0.2mm，室内为0.3mm(通风良好)。
(2)地下室底板梁板：与土接触一侧为0.2mm，室内为0.3mm。
(3)地下室顶板梁板：与土接触一侧为0.2mm，室内为0.3mm。
但设计时底板梁板，顶板梁板采用0.25mm控制裂缝。
2.4地下室防水材料
(1)水泥品种宜采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。
(2)宜选用坚固耐久、粒形良好的洁净石子，最大粒径不宜大于40mm，泵送时其最大粒径不应大于输送管径的1/4，吸水率不应大于1.5%，不得使用碱活性骨料，石子符合国家现行规定。
(3)砂宜选用坚硬、抗风化性强洁净的中粗砂，不宜使用海砂，砂质量符合国家现行标准。
(4)防水混凝土中各类材料总碱量(Na20量)不得大于3kg/m3，氯离子含量不应超过胶凝材料总量的0.l%。
三、地下室计算
3.1地下室顶板计算
地下室顶板：结构可分为梁板式或柱板式结构，可用PKPM建模，按SATWE进行计算。
3.2地下室侧墙
一般情况下，把楼板和基础底板作为外墙板的支点，按单向板（单跨、两跨或多跨）计算，顶板处按铰支座，楼层处为连续梁铰支。基础底板处按固端(当基础底板厚度小于侧墙板时按铰支座）。地下室底板：结构可分为筏板式或抗水板式结构，按PKPM中的JCCAD进行计算，或按倒楼盖进行PKPM建模，按SATWE进行计算。
四、地下室构造设计
4.1后浇带
地下室长度超过40m时，宜每隔20-30m设置后浇带一道，其宽度一般不小于800mm，后浇带位置宜在距柱或距墙的中部1/3范围内。后浇带混凝土强度提高一级，采用微膨胀砼，时间不得小于后浇带两侧砼浇灌完毕后1个月。后浇带防水构造见《地下工程防水技术规范》。
4.2变形缝
变形缝处混凝土结构厚度不应小于300mm。
变形缝最大允许沉降差值不应大于30mm。
变形缝宽宜为20-30mm。
五、地下室桩头防水设计
桩头防水构造见《地下工程防水技术规范》。在地下室各种荷载选用中，一定要以建成后的现场实际情况为依据，满足各种受力情况。在地下室各种计算系数的选用中，一定要符合现场的实际情况，分析对结构有利还是不利来确定系数值。对地下室的裂缝控制，要从建成后实际情况来确定裂缝宽度。选用地下室材料时，各种材料一定要满足现行国家标准。对地下室的抗浮验算中，要分南方北方地区的实际地下水位情况，来定抗浮系数。在结构计算中要明确简化结构模型的方法。在地下室结构构造设计中，超长结构要设置后浇带，变形缝，要明确墙板钢筋布置方法，钢筋搭接位置。总之，地下室设计过程中，首先选用各种荷载，各种系数正确无误，其次要有正确的结构计算方法及正确构造设计。这样才能保证地下结构的安全，经济，适用。
六、结构自防水设计
目前我国大部分地区的地下工程采用结构自防水居多。结构自防水设计一混凝土结构形式称之为混凝土结构自防水，具体是在材料上通过调整配合比、添加外加剂、限制骨料最大粒径等措施，使混凝土组成最密实、孔隙最小的结构。在地下结构设计时，应注意不使防水混凝土受到地下水的侵蚀作用。注意各种外力和内力可能带给混凝土结构的不利影响。尽量不使混凝土结构产生有害裂缝而导致渗漏水。在地下工程设计中，关键是要控制钢筋混凝土裂缝的产生及其宽度，混凝土结构一旦出现裂缝，渗漏水就难以避免，钢筋砼的裂缝有两类：一类是荷载引起的裂缝，其危害最大，直接决定着结构的承载能力，但可以通过正确的设计及合理的使用加以控制，使之不会出现或限制其开展宽度；另一类是结构变形受约束引起的裂缝，它也会影响结构的承载能力，不容忽视。裂缝对多数实际工程而言，目前尚无一个精确的计算方法，设计时只能根据有关规范、原理经验采取适当的措施加以防范。
地下室设计范文4
关键词：地下室；自然通风；自然采光；空间管理；中水回收循环利用
中图分类号：TU113.5+47 文献标识码：A文章编号：
在全人类都在面临着气候变化、环境污染和资源紧缺的今天，可持续发展已成为当代社会发展的主流，绿色、节能已成为当代建筑设计刻不容缓的任务。怎样在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间、与自然和谐共生的建筑，是当代建筑师不容推脱的责任。
近年来随着投资环境的不断改善，许多大型的房地产项目纷纷上马。这些项目大多数都配备地下室，尤其是高层建筑。但由于种种原因而导致的房价上涨、土地紧缺等现象，使人们的居住和工作空间变得越来越拥挤。为了充分利用空间，大多的建设项目通过采用半地下室或全封闭地下室作为工作或停车场所，达到场地利用和建筑面积最大化。然而，对于半地下室和全封闭地下室而言，采光率差，通风效果不理想等诸多现实问题限制了地下室空间最大化合理利用。通过查阅众多文献资料，对于半地下室和全封闭地下室，本文针对上述现象提出改善设计方案，对地下室从自然通风和采光、空间管理、中水回收循环利用系统进行研究。
1. 地下室的自然通风及采光设计
（1）用采光井代替进风机房。一般情况下，如果没有自然通风，地下室每个防火分区都需设置一个进风机房和两个排风机房。通过在地下室侧墙部位设置岛边采光井（如图示一），解决靠近地下室边缘的防火分区的自然进风问题。对于不靠近地下室侧墙或者是侧墙无法做岛边采光井的防火分区，可以在合适的部位设置单独的采光井，满足自然进风要求（如图示二）。 一般性地下室面临的最大问题是采光窗户面积受限而导致的自然光引入不足和分布不均匀，以及存在的眩光问题。岛边采光井和单独采光井的引入，不仅解决了通风的问题，而且对采光有益。对于设置在地下室的设备用房，应集中远离岛边采光井布置，有利于光线在地下空间的发散。在岛边采光井和单独的采光井下设置植栽带或者植栽槽，种植能够吸收汽车尾气的植物，如凤凰木、芒果树、高山榕、羊蹄甲等，将绿化引入地下室，改善了地下室的微环境。
（2）充分利用地形
在一些场地高差比较大的建筑项目，地下室的设计应当充分利用地势的有利条件，尽量利用场地高差设计采光通风窗。
2. 地下室的空间管理
高层建筑的地下室，层数大多数为一到三层。除了大部分用作停车库外，经常设置设备用房，包括：① 给排水专业：生活（生产）水泵房、消防水泵房、消防水池、气体灭火间、报警阀室等；② 强电专业：高压配电房、变电所、发电机房、控制室等；③ 弱电专业：消防控制室、网络机房、电信机房等；④ 暖通专业：排风机房、进风机房、空调机房等。因此，地下室集中了水（自动喷淋系统、给水系统、排水系统）、强电（照明系统和强电桥架）、弱电（通讯系统和智能化系统）、暖通空调（通风防排烟系统）等大部分管线，特别是通风排烟管道，尺寸大、系统多。在工程设计中，经常把平时通风管道兼作火灾时该区的排烟管道，以减少地下室空间的占用和节省风管用量。为降低能耗，设备机房应该布置在地下室的负荷中心。给排水和空调专业的设备用房应采用集中布置方案，布置在地下室中部。电气专业根据低压供电半径和供电负荷，分区布置。
地下室空间管理的布置原则：（1） 小管径避让大管径。小管径管线例如给排水水管线，大管径管线例如空调的通风排烟管线。大管径管线占用空间大，弯头、三通等管件都占用较大的空间，安装和维护困难，小管径管线所占空间较小，易于安装和维护，所以设计时应优先考虑大管径管线的位置。空调通风排烟管线要尽可能的使用扁平形状的管道，应尽量避免上下转弯，影响通风排烟效率，还要尽量沿着次梁方向，能够有效地减少其所占用的净高。对于插接母线以及电缆桥架，我们最好将其并排布置，在布置的过程中，桥架要尽量使用扁平形状。对于这两类管道的布置，最好是紧贴梁底。（2） 电缆桥架应与排水管线分开布置，或者布置在排水管线上方。变配电房、配电柜上方不得有用水房间、给排水管线，避免管线渗漏、外壁结露时损坏设备、引发事故。当用水房间、给排水管线不得不布置在变配电房、配电柜上方时，必须设置双层楼板，并有相应的排水设施。（3）针对直径较小的管道，比如消防喷淋支管等，要将其尽量的沿着顶板进行布置。此外，在梁板结合的地方，要预埋穿梁套管，减少这一类小直径管道所占用的空间，为地下室其他管道的布置提供更多的便利。（（4） 尽量避免管线交叉。由于管线数量多，交叉时占用空间，需要增加高度和宽度。（5） 管线上下分层布置时，热水管线在上，冷水管线在下，通风管道在中间或者下方，污水管线在下。因为地下室的送风和排风管道下部或侧边需要设置风口，所以通风管道应在中间或者下方布置。（6）管线的间距应预留安装、维护的必要空间。（7）注意施工成本，插接母线价格比较高，电线桥架虽然价格并不是很高，但是电缆的成本却很高，基于这一特点，在进行管线布置的过程中，要先布置母线以及电缆桥架等，然后再进行喷淋管道及通风管道的布置，这个过程中，在不影响使用性能的前提下要努力减小管道的长度，只有做好这些工作，才能有效地降低我们的建设成本。
3. 中水回收循环利用
将雨水和生产污水进行集中或者单独收集处理。一般在地下室设置沉砂池、雨水池、清水池、雨水回收泵房、雨水回收池、滞洪水箱等，根据水质情况的不同，可以采取混凝澄清、沉淀、过滤、反渗透和离子交换技术等不同工艺的组合，有效去除污水中的杂质，处理后将达到使用标准的中水回用到各个用水系统中去，例如可以将中水用到绿化灌溉、地面清洗、洗车等方面。
地下室设计范文5
关键词 地下室；空间；设计；利用；功能；
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
引言
据有关资料提供，地球的各部分生态环境比例：海洋占69％；沙漠占8％；森林占8％；草原8％；淡水和冰川占3％；城市占1％。科学家预计，到2100年，平均地表温度将升高1．6～6．3 °F。人类生存危机已成为全球性问题，我们只有非常有限的陆地资源。而且有限的陆地资源也在不断恶化。如何合理地利用这有限的土地资源，是摆在每个建筑师面前的艰巨课题。一个可行的答案就是：走向地下。地下建筑作为居住建筑在世界范围内有着悠久的历史，在中国，这类建筑最早可追溯到公元前2000年。而今在中国西北地区仍有4 000万人居住在这类建筑里。努力探索地下建筑在今天的有效应用，对保护我们脆弱的地球环境有着极大的现实意义。
1、地下空间设计的重要性
要使地下空间开发利用具有强大生命力，就必需注重地下空间设计以改善室内环境舒适度，提供一个良好的地下室内部环境。为了使人们乐于进入地下室，就必须提高并使地下空间内部环境质量接近地面环境；采取有效措施，为地下室内部创造适宜的热湿环境，保证良好的空气品质，使各种污染物降低到允许范围，这是地下室能否坚持长期使用的关键问题。如何改善地下空间设计，创造健康、舒适的内部环境已成为开发利用地下室中的一个重要课题。地下室多数缺点是可以通过巧妙设计和现代科技克服的，经精心设计可以创造健康、舒适、节能、安全的地下室内部环境。
2、地下建筑的平面设计、规划设计
2.1 重视室内平面设计与人流的和谐关系
由于地下空间开发受到一定开发深度和开发成本的限制，地下商业的空间设计多为二、三层，在地下开发规模较大的情况下，会形成单层建筑面积较大，容易造成方向感差、交通动线不清晰。处理好平面设计与人流动线的关系是地下商业设计的首要问题，也是招商的必要条件。平面是对经营模式的具体技术体现，设计的主要内容是确定通道之间的关系，通道与垂直交通的关系，通道主出入口的关系，出入口与交通设施和停车场的关系，大商户和小商户的平面布置等等，尽可能地采取最优化的设计方案。
2.2 提高地下空间的刺激性
大多数人讨厌无聊，期望某些形式的体闲娱乐，这是人们对刺激性的一种需求。虽然日常生活中人们在所处的空间环境中需求更多的连续性和可预见性，但是也需要足够的“神秘性”和“复杂性”来保证人们对周围事物观察的兴趣。地下商业空间设计的前提应是如何引起顾客的兴趣，提供一种具有刺激性的场所，将人们引入其中并能从中体会到乐趣。
2.3 保证地下空间的安全性
人们在一定程度上需要一种稳定、连续和可预见性的空间来保证其安全感。规则的交通体系可以使人们能清楚地了解到自己的位置和行动路线，而不断变迁和不可预见的空间会让人变得紧张和不安。同时，人们还需要感知时光流逝的安全感，同样地下空间也需要某种方式让人感知到时间的流逝。如地下街中局部玻璃顶和中庭的采用不仅能满足采光和通风的需求，而目能使人们保持与外界的接触，通过太阳的运动来感知天气和时间的变化，给人以安全感。
2.4 加强地下商业空间的标识作用
这里的识别性应从两方面来认识。其一，从城市的角度而言，城市地下空间应该是给人最初城市印象的地方，它应反映所在地的地方特色；其二，从游客的角度，此地下空间环境是易于识别的，即能使游客了解所处的位置，认识场所特性，辨别自身在环境中的位置。一个易识别的环境有利于人们形成清晰的感知形象，对于定位、运动和寻找目标等都起着十分积极的作用。
3、地下建筑的出入口的设计
3.1 出入口的设计应适应周围环境
出入口的设计位置是地下商业建筑布局的一个重要组成部分，基地周围环境因素对其起主要制约作用，如城市干道的位置，街道界面的连续性和标志性，道路转角的处理方式，城市重要建筑和景观广场的位置，周边已有建筑和历史文脉的制约条件等等。出入口的设计需根据周边的建筑空间环境因地制宜，选择合适的出入口模式。周边的城市环境对于出入口的影响是比较显著的，开阔的城市空间对允许出入口的设置限制较少，而密度较高的城市空间对出入口的设置具有严格的要求。
3.2 出入口的设计应该满足地下商业空间的功能要求
首先，地下商业建筑的出入口数量需满足防火规范要求，满足规范要求后，还可以根据地下商业建筑布局，在人流密集的区域多设置安全出口，保证紧急情况下人员疏散顺利进行，减少不必要的事故发生。其次，在确定地下商业建筑地面出入口位置时，应充分考虑、研究拟建地段的人群话动规律与特性，并对人的心理进行分析，重视考虑人流的导向作用，克服人潜在意识的懒惰心理。再次，地下商业建筑的地面出入口，既是人员安全疏散的必经之道，也是自然送风（补风）的进风口。因此，必须避开火灾时排出到地面烟气的影响，宜设置在主导风向的上风方向，且与地面排烟口保持 20m~30m 远的距离[3]。
4、地下空间景观设计
利用地下商业的建设可在地面设置一定面积比例的景观，为购物人流、区域内办公人员和居住人员提供良好的休闲环境，在景观设计中重点处理好地下建筑的风口，消防疏散梯的问题，结合景观的高差、水景、小品弱化以上问题，使之融入景观环境中，成为景观的有机整体，在设计中注重以人为本，设置消防楼梯疏散口至室外的方便条件，减弱或避免室内排风对人体的影响。在景观设计中选择适宜的树种、花草，以适合屋面绿化生长的植物，同时做好绿化排水，以保护建筑屋面结构和保证植物的生长。
5、地下建筑的防火设计
5.1 人员安全疏散系统
地下商业建筑的消防设计应充分考虑人员的疏散问题，设置符合安全疏散的通道，设置应急照明装置和疏散指示标志、规划“临时避难区”等措施，有些措施超出了规范所规定的范围，需要采用消防工程学的分析方法，计算分析火灾时产生的烟气温度、可见度、毒性等危险判定指标，结合可接受的人员安全标准，同时进行人员疏散过程和时间的分析计算，进而对地下商业建筑的火灾危险性以及所设计各项消防设施的有效性进行分析评估，以确保建筑内的人员安全。
5.2 防火防烟分区的设置与防排烟系统
防火分区设置的主要是为了防止火势的蔓延扩大，减少火灾损失，并在着火分区外提供给疏散人员相对安全的避难区域。地下建筑的防火分区和防烟分区设置一般均应按照规范进行，但有些特大型地下商场，地下中心娱乐区等出于功能需要，其中庭防火分区面积会超过规范的相关规定，需要采取相应的消防措施控制火灾的蔓延并保障人员的安全。
5.3 火灾报警系统
对地下商业空间要设置火灾自动报警系统，一般应符合国标《火灾自动报警系统设计规范》的要求，但是由于其内部建筑结构、装修材料的不同，在选择探测器的种类时，要根据探测区域内可能发生的初期火灾的形成和发展特征、房间高度、环境条件以及可能引起误报的原因等因素综合考虑，并对火灾探测设备的选型及其适用性和有效性进行分析评估。
5.4 灭火系统
地下商业空间建筑一般应设自动灭火系统，自动灭火系统主要有两大类：自动水灭火和自动气体灭火。具体采用何种系统应根据建筑用途及其重要性、火灾特性和火灾危险性等综合因素进行。有时单独使用或两种系统结合使用。
结束语
从可持续发展战略高度，建筑物内部环境控制已面临降低能耗和无公害技术的挑战。而地下室在建筑低能耗和无公害、可再生自然能源利用方面，提供了有利条件和广阔的应用前景。与可持续发展步调相一致。因此加强地下空间设计，改善室内环境舒适度对国民经济发展，促进自然能利用具有积极作用。
参考文献
[1]童林旭．地下建筑学[M]．北京：科学技术出版社，2000．
[2] 耿永常，赵晓红．城市地下空间建筑，哈尔滨工业大学出版社，2001．
[3]夏云，夏葵，施燕．生态与可持续建筑[M]．北京：中国建筑工业出版社，2000．
地下室设计范文6
关键词：地下室；建筑设计；要点；问题
Abstract: the basement problem has been a lot of research, has achieved some results, the next step for the research and development laid certain theoretical foundation, combining design experience on weekdays in the multilayer basement civil air defense construction and the problems should attention in the design are analyzed and discussed in this paper.
Key words: underground chamber; architectural design; key problem;
中图分类号：TU2文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
多层地下室由于埋深大，由地面进入人防工程的出入口路径长，且通常地下室在用地红线范围内铺得较满，故室外出入口设置上困难较大。多层地下室在防护单元和抗爆单元的划分上有其特殊性，当防空地下室满足相关的规范要求时，可不划分防护单元和抗爆单元，人防方案设计存在多种可能性，方案的比选对造价影响很大。
一、地下室设计涉及到的要点分析
地下室根据建筑项目和要素分析，主要考虑地下室的防震效果设计和荷载程度分析，对其构成部分的外墙、顶板、裂缝以及下水设计、保护层和垫板设计等因素进行分析。
1.地下室抗震因素要求
从抗震设防的角度讲，地下室的建造是有利于抗震的。首先地下室具有良好的防护性能。由于它处在一定厚度的岩层或土层中，因此能较有效地抵御地震自然灾害。地震时比起地面上部的结构来说，地下建筑的震害普遍要轻。地下室对于地面的上部结构来说，即相当于一个整体稳定性好、刚度大、埋置深的基础，它不仅可以减少上部结构的震害，增强上部结构的稳定性，而且使整个建筑物的重心下降，从而减轻上部结构的振动，进而也减轻地震作用的破坏。其次能够节省城市用地，降低建筑密度。由于地震灾害的严重程度和损失大小与一个地方的人口密度、建筑物数量密切相关，因此地下室的建造可以改善建筑物鳞次栉比的状况，降低人口的密度。再次能够扩大绿地面积。地面上绿地面积的增加，不仅仅是绿化环境，减轻城市污染，更重要的是扩大了避震避险场所的面积。
2.地下室荷载取值与系数组合
地下室外墙受弯及受剪计算时，土压力引起的效应为永久荷载效应，可变荷载效应控制的组合时，土压力的荷载分项系数取1.2；永久荷载效应控制的组合时，其荷载分项系数取1.35。对于地面活荷载，同样应乘侧压力系数，许多设计中计算不对。地下室底板的强度计算时，根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)第3.2.5条板、覆土的自重的荷载分项系数取1.0。抗浮计算时，板、覆土的自重的荷载分项系数应取为0.9。地下室外墙的土压力应为静止土压力，根据土性的不同分别采用不同的计算方法，粘性土采用水土合算，砂性土采用水土分算。
如果地下室顶部没有房屋，是空旷场地，其荷载是否要考虑平时消防车荷载或大于消防车的可能荷载，实际中比较取起控制作用的荷载作为设计依据。另如某工程设计在-1.55m标高处一层平面是地下室顶板，活载只考虑4.5KN/m2，未计覆土荷载，消防车荷载。地下车库活载取值6.0KN/m2，不满足GB50009-2001第4.1.1条，未考虑消防车荷载，或者施工过程中和使用过程中可能出现的载重车荷载,与消防车荷载比较取大值。
3.地下室外墙配筋计算
有的工程外墙配筋计算中，凡外墙带扶壁柱的，不区别扶壁柱尺寸大小，一律按双向板计算配筋，而扶壁柱按地下室结构整体电算分析结果配筋，又未按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。按外墙与扶壁柱变形协调的原理，其外墙竖向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋有富余量。建议：除了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(如高层建筑外框架柱之间) 外墙板块按双向板计算配筋外，其余的外墙宜按竖向单向板计算配筋为妥。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。外墙的水平分布筋要根据扶壁柱截面尺寸大小，可适当另配外侧附加短水平负筋予以加强，外墙转角处也同此予以适当加强。
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大小一样，底板的抗弯能力不应小于侧壁，其厚度和配筋量应匹配，这方面问题在地下车道中最为典型，车道侧壁为悬臂构件，底板的抗弯能力不应小于侧壁底部。地下室底板标高变化处也经常发现类似问题：标高变化处仅设一梁，梁宽甚至小于底板厚度，梁内仅靠两侧箍筋传递板的支座弯矩难以满足要求。
4.地下室裂缝及控制方法
地下室外墙混凝土易出现收缩，受到结构本身和基坑边壁等的约束，产生较大的拉应力，直至出现收缩裂缝，地下室外墙裂缝宽度控制在0.2mm之内，其配筋量往往由裂缝宽度验算控制。工程中许多设计将地下室防水结构构件的计算弯距调幅、有的下端按铰接、有的未考虑荷载分项系数、多层时未按多跨连续计算，地下室外墙在计算中漏掉抗裂性验算(违反GB50108-2001第4.1.6条)，地下室外墙与底板连接构造不合理，建筑物超长未设缝或留置后浇带(违反GB50010-2002第9.1.1条)，后浇带的位置设置不当，外墙施工缝或后浇带详图未交代，室外出入口与主体结构相连处未设沉降缝等，导致违反设计规范，产生渗漏现象。
地下室整体超长，应采取相应措施，防止裂缝开展，采取的主要措施：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的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的补偿收缩混凝土带，根据一些工程实践，一般超过60m设置膨胀加强带。③后浇带，作为混凝土早期短时期释放约束力的一种技术措施，较长久性变形缝已有很大的改进并广泛任用。④提高钢筋混凝土的抗拉能力，混凝土应考虑增加抗变形钢筋，对于侧壁，增加水平温度筋，在混凝土面层起强化作用。侧壁受底板和顶板的约束，混凝土胀缩不一致，可在墙体中部设一道水平暗梁抵抗拉力。
5.地下室保护层和垫层厚度要求
《地下工程防水技术规范》(GB50108-2001)对防水混凝土结构规定：结构厚度不应小于250mm；裂缝宽度不得大于0.2mm，并不得贯通；迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm。防水混凝土结构底板混凝土垫层，强度等级不应小于C15，厚度不小于100mm，在软弱土层中不应小于150mm。工程实践表明如果结构厚度或迎水面钢筋保护层厚度小于规范限值常常是引起渗漏水现象的常见原因，因此规范修订以后对限值作了相应的提高，应引起注意
地下室顶板钢筋应加强，保护层和混凝土垫层及强度等级应按规范加注(GB50108-2001第4.1.6条)。否则就会产生如下类似问题：地下室外墙、底板等迎水面保护层厚40mm，底板与土接触处钢筋保护层厚35mm，不适合GB50108-2001第4.1.6条；柱保护层25mm，违反GB50010-2002第9.2.1条；地下室垫层采用C10混凝土，或底板下未做混凝土垫层，违反GB50108－2001第4.1.5条和第4.1.5条；未见地下混凝土构件环境类别划分与对应的钢筋混凝土构件保护层厚度，不符合GB50010-2002第9.2.1条等。
二、地下室人防设计中需要注意的问题
1.人防区域确定
设计方案的第一步，也是很关键的一步，先确定人防区域的基本位置。以某人防工程为例，地下室共三层，每层建筑面积约 34000m2，平时功能为车库。人防建筑面积 15000m2，功能为甲类六级二等人员掩蔽部。
方案为：人防集中设置于最下一层。人防区域设于地下三层，设 8 个防护单元。根据《人民防空地下室设计规范》规定，人防区域宜设在最下层，若未设在最下层，宜在临战时对防空地下室以下各层采取临战封堵转换措施，确保空气冲击波不进入防空地下室以下各层。则防空地下室底板及防空地下室以下各层中间墙柱都要考虑核武器爆炸动荷载作用，这样计算不仅复杂，也很不经济。
优点: 人防区域相对独立，自成区域，人防区以上各层仅按平时使用考虑。可利用的出入口数量较多，基本在利用原有出入口的基础上解决人防的主次出入口及疏散宽度问题。
缺点: 防护单元和抗爆单元设置数量较多，人防口部占用的空间较大，防护单元隔墙及抗爆墙量大，且需考虑防护的顶板区域面积大。
2.出入口设计
主要出入口是指战时空袭前、后，人员或车辆进出较有保障，且使用较为方便的出入口。主要出入口必须利用室外出入口设置，室外出入口指通道的出地面段(无防护顶盖段) 位于防空地下室上部建筑投影范围之外的出入口。通常选取直通室外的室外阶梯，直通室外的坡道出入口来设置主要出入口。若人防设在最下一层，而坡道因为在各层地下室中迂回曲折后，已不适合作为人防的主要出入口。若坡道设为主要出入口后，则其在各层所经区域的顶板及侧墙、柱等均需考虑核爆动荷载，设计变得复杂、不经济。在室外阶梯出入口数量不足，而坡道虽为室外出入口却在地下室中迂回曲折的情况下，可采取在地下层设置阶梯出入口上至地下一层的坡道出入口处，经阶梯转换至汽车坡道或自行车坡道的方法。这样通过转换，阶梯出入口可作为主要出入口，仅对阶梯及地下一层至室外坡道段及转换涉及区域考虑核爆动荷载。当地面环境不允许设多个室外出入口时，两个防护单元可共用一个室外出入口，出入口宽度应按两个主要出入口宽度之和设置。或可考虑设置室外剪刀梯，供两个防护单元使用。
3.防护单元分区与防火分区的关系
人防防护单元分区与防火分区尽量结合设置，避免人防分区跨越防火分区。GB50038 － 2005 与 GB50038－ 94 相比，防护单元的建筑面积做了较大的改动。原规范中人员掩蔽工程的防护单元按掩蔽面积不大于800m2划分，配套工程按掩蔽面积不大于 2400m2划分，新规范中人员掩蔽部工程按建筑面积不大于 2000m2划分，配套工程按建筑面积不大于 4000m2划分。这个改动为人防分区与防火分区的结合提供了良好的条件。地下车库一个防火分区建筑面积不超过 4000m2，最佳的结合就是一个防火分区内设两个防护单元，或一个防火分区即为一个防护单元，防护分区不应跨越防火分区，平战转换方便。
4.口部墙体的上下层对应关系
多层的防空地下室，宜考虑口部混凝土墙体的上、下层对齐。若仅上层地下室设有人防口部墙体，应考虑在下层是否有剪力墙支点，支点如何设置不影响平时的使用，这方面需要建筑与结构专业之间协调后再确定。
5.疏散口设计
人员掩蔽工程战时总的疏散宽度应满足按掩蔽人数每100人不小于0.3m，且每樘门通过人数不应超过700人。对于人防工程的疏散宽度，除计入主要出入口、次要出入口宽度之外，可能还需设若干疏散口。有条件的可在与非人防区相邻的部位设密闭通道，通过非人防区的出入口( 包括阶梯出入口、汽车坡道出入口)进行疏散。若无此条件，可考虑设阶梯通至上层的非人防区后，再借用相关的出入口进行疏散。疏散宽度必须考虑各层人防地下室同时进行人员疏散，疏散宽度需相应迭加，即不同单元合用出入口时，疏散宽度应按掩蔽人数之和进行计算。
6.通风井的平战结合设计
在不允许设置单独的战时专用风口时，人防进风井、排风井、排烟井可与平时的通风竖井结合设置，并应采取防倒塌、防堵塞、防地表水等措施。独立式的室外通风口设计较简单，防倒塌处理方便，竖井顶盖为防倒塌棚架顶板，四周立防倒塌柱。而附壁式室外通风口的防倒塌棚架必须考虑在地面部分与主体建筑脱开。进风口下缘距室外地坪的高度分两种情况，防倒塌范围内不宜小于1.0m，防倒塌范围外不宜小于0.5m。
三、 结束语
多层地下室中的人防设计较复杂，本文只对其中设计人员容易困惑及疏忽的几个问题作了探讨。预想一下将来科技的发展，结合中国人口的发展趋势，预测一下未来人们出行方式的多样性，再结合我们日常所做的实际工作，我们设计出来的建筑才能更符合“实用、经济、美观”的宗旨，才会有更长的生命。
参考文献
