福州某人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明

某D區(qū)人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程概況：1.1建筑概況：某項(xiàng)目位于福州倉(cāng)山福建師范大學(xué)東。該項(xiàng)目為舊城改造項(xiàng)目，區(qū)內(nèi)規(guī)劃市政路網(wǎng)將項(xiàng)目分為若干大小不一的零星地塊，其中A、B2、G、H、I、J區(qū)為已建地塊。本次設(shè)計(jì)（某二期）為未建的D區(qū)，包含四棟高層住宅、配套商業(yè)等。住宅組團(tuán)院落結(jié)合沿街商業(yè)布局，小區(qū)圍繞中心共享綠化組織住宅單體布置，該地塊小區(qū)設(shè)置單層地下室，為地下停車及設(shè)備用房。本工程2008年1月完成施工圖設(shè)計(jì)，2008年4月開工建設(shè)，同年11月完成地下室結(jié)構(gòu)施工。本工程屬甲類防空地下室，總建筑面積7350m2.局部配電房、水泵房、消防水池為非人防區(qū)，其余大部分為人防區(qū)。地下室人防區(qū)分設(shè)A、B、C、D共4個(gè)六級(jí)人防單元，人防單元A為925平方米,人防單元B為1559平方米，人防單元C為1442平方米,人防單元D為1923平方米,共計(jì)5849平方米。人防單元A設(shè)兩個(gè)抗爆單元,人防單元B,D分別設(shè)四個(gè)抗爆單元,人防單元C設(shè)三個(gè)抗爆單元,各抗爆單元分隔臨戰(zhàn)用500厚粗沙袋堆砌。結(jié)構(gòu)概況：本工程位于福州市區(qū)，抗震設(shè)防烈度為7度，地震加速度為0.1g，采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系，框架抗震等級(jí)為三級(jí)，剪力墻抗震等級(jí)為二級(jí)。地下室不考慮風(fēng)荷載作用。地下室梁、板混凝土強(qiáng)度等級(jí)均為C30，柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)按上部結(jié)構(gòu)整體計(jì)算所得，采用C40混凝土。2、地下室底板設(shè)計(jì)：2.1地下室底板反向荷載確定：本工程±0.000相當(dāng)于羅零標(biāo)高10.25米，依據(jù)建筑總平面布置圖及室外道路標(biāo)高系統(tǒng)，本工程設(shè)計(jì)抗浮水位為羅零標(biāo)高9.2米，即相對(duì)標(biāo)高為-1.05米。底板標(biāo)高-4.550，底板厚度為0.3米，計(jì)算水深3.8米。底板疏水層為100~，計(jì)算反向荷載扣除底板自重為（1.35X38-10.5）/1.35=30.5kN/M2。地下室底板人防荷載確定：本工程采用先張法高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁，屬有樁基鋼筋混凝土底板，且為飽和土，底板人防荷載取值為25kN/M2。底板截面設(shè)計(jì)：底板設(shè)計(jì)采用PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行計(jì)算，考慮人防荷載、水浮力的反向荷載并扣除底板自重的倒樓蓋模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，反向荷載以恒載計(jì)算，底板自重為對(duì)結(jié)構(gòu)有利恒載，取分項(xiàng)系數(shù)1.0（該荷載在計(jì)算反向荷載中已有考慮），人防荷載為等效靜荷載，分項(xiàng)系數(shù)為1.0。各分項(xiàng)系數(shù)在PKPM軟件計(jì)算中均自動(dòng)考慮。同時(shí)設(shè)置參數(shù)混凝土自重為0，即在計(jì)算中不再考慮結(jié)構(gòu)自重。注意活載應(yīng)輸入一個(gè)數(shù)值，否則在荷載組合中將不會(huì)組合進(jìn)人防荷載，所以取活載為任意一小值。按人防要求，底板最小厚度250mm，因板跨、荷載較大，本工程取底板厚度為300mm，保護(hù)層厚度40mm，可滿足底板承載力及裂縫寬度0.2mm的要求。最大水頭H為3.8米，底板厚h為0.3米，依據(jù)《高規(guī)》表12.1.9基礎(chǔ)防水混凝土的抗?jié)B等級(jí)確定辦法，H/h=3.8/0.3=12.7，地下室底板設(shè)計(jì)抗?jié)B等級(jí)為0.8MPa.3、地下室頂板設(shè)計(jì)：地下室頂板概況頂板中心為小區(qū)花園，覆土700mm厚，設(shè)計(jì)恒載為14kN/M2。小區(qū)內(nèi)設(shè)有消防車道，消防車荷載按荷載規(guī)范取值，頂板人防等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值為70kN/M2。地下室車庫(kù)為6米乘8米，經(jīng)與設(shè)備專業(yè)配合后，地下室凈高應(yīng)不小于2.8米，即梁高最大為800高。頂板截面設(shè)計(jì)：頂板設(shè)計(jì)采用PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行計(jì)算，考慮人防荷載、覆土荷載，消防車荷載，活載等的單層樓蓋模型進(jìn)行設(shè)計(jì)。有限制的梁高，按通常的做法無法滿足大跨度下的大荷載。采用降低底板標(biāo)高以增加地下室層高為增大梁高拓展空間，這勢(shì)必增加地下室的開挖深度，增加工程造價(jià)。加大梁寬可以解決配筋率過大的問題，但又造成梁截面過大，形成典型的肥梁胖柱型結(jié)構(gòu)，這也是結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性要求所不容許的。最后經(jīng)過研究采用框架梁端加掖的構(gòu)造措施，梁中間高度為800，支座處高度為1100，這既解決了配筋率超限的問題，又滿足地下室凈高的要求，既節(jié)約了工程造價(jià)，又為各設(shè)備專業(yè)提供了足夠的空間，實(shí)現(xiàn)了工程的可行性。主樓部分地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端，即要滿足人防荷載，覆土荷載及本層活荷載的要求，又要滿足本層結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍的要求，所以在地下室頂板主樓部分的設(shè)計(jì)中，按主樓整體計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。（疑問：主樓整體計(jì)算中是否應(yīng)按無地下室結(jié)構(gòu)進(jìn)行本層的截面設(shè)計(jì)？）本工程總長(zhǎng)度達(dá)到136.8米，總寬度為70.4米，如何解決溫度應(yīng)力引起的收縮裂縫則是不容忽視的問題。傳統(tǒng)的做法，地下室頂板底板以30~40米的間距設(shè)置800寬的后澆帶，同時(shí)注意后澆帶避開坡道及人防口部，后澆帶在頂板覆土之前封閉，并加以養(yǎng)護(hù)。傳統(tǒng)的做法也是最有效的做法，經(jīng)驗(yàn)證明這種做法是防止超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力導(dǎo)致裂縫的最有效最經(jīng)濟(jì)的措施。4、地下室人防口部、人防隔墻及外墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：地下室層高3.8米，口部大樣均可套用國(guó)標(biāo)07FG04圖集，人防隔墻及外墻采用單向板模型計(jì)算，上部支座為簡(jiǎn)支端，下部支座為固定端，人防隔墻按彈塑性模型計(jì)算.外墻按彈性模型計(jì)算，控制裂縫寬度0.2mm.在外墻施工中施工方反映出一個(gè)問題，主樓外側(cè)的柱與外墻整澆在一起，且主樓為小柱網(wǎng)，多為3米多的柱距，柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，外墻混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，施工中必然會(huì)造成外墻大部分都是C40的混凝土，大面積的高強(qiáng)度混凝土是必然造成大量的水化熱，容易產(chǎn)生大量的收縮裂縫。為解決這一問題，有兩種做法：一是外墻及柱都采用C30混凝土，通過柱軸壓比的等效換算加大主樓柱截面；二是外墻及柱都采用C30混凝土，柱截面不變。以柱兩側(cè)的250厚外墻作為柱截面的翼緣，可以看做是增大了柱截面。以500X500柱為例計(jì)算，C40混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為19.1N/mm2，C30混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為14.3N/mm2，500X500的柱兩側(cè)可增加翼緣面積為400X250（翼緣可算至承臺(tái)邊），（500X500+400X250）14.3=5005000>500X500X19.1=4775000,理論上這種做法是可行且安全的。最終決