分析人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的幾個問題

摘要：在設(shè)計人防地下室的過程中不僅要保證其結(jié)構(gòu)強度與荷載能力，也要強調(diào)其平站轉(zhuǎn)換性能，下文筆者結(jié)合工作經(jīng)驗，就人防地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行討論，主要包括其結(jié)構(gòu)特點、設(shè)計原則、設(shè)計要點與設(shè)計方法，希望給同行提供參考借鑒意義。

關(guān)鍵詞：人防地下室；結(jié)構(gòu)設(shè)計；問題；荷載

前言

近年來，人防設(shè)施漸漸成為人們所關(guān)注的焦點，城市的防災抗襲成為重點討論問題，尤其在城市的防控安全中占據(jù)著重要地位，因人防工程不僅涉及人民的生命財產(chǎn)安全，還是人民防空事業(yè)的重要組成部分，對防空有著重要的作用。所以應(yīng)擴大防空建筑規(guī)模，增加城市防控設(shè)置數(shù)量，同時對防空設(shè)計人員水平的要求也愈來愈嚴格，越來越完善的人防工作迫使設(shè)計師設(shè)計出更人性化的作品。

1.人防地下室概述

具有預定戰(zhàn)時防空功能的地下室被稱作為防空地下室。甲類防空地下室是其中的一種類型，能夠從容應(yīng)對其預定的戰(zhàn)時對核武器、常規(guī)武器和生化武器的各項防護要求的地下室是人防地下室所應(yīng)該具備的基本要求。乙類防空地下室是人防地下室的另一種類型，能夠應(yīng)對其預定的戰(zhàn)時對常規(guī)武器和生化武器的各項防護要求是該防空地下室的基本設(shè)計要求。防空地下室不僅要滿足平時的使用要求而且必須按照戰(zhàn)時的標準進行相應(yīng)的設(shè)計。

2.人防地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計特點

2.1考慮規(guī)定武器爆炸動荷載

人民防空地下室與普通地下室的區(qū)別就是其設(shè)計結(jié)構(gòu)需要考慮戰(zhàn)時規(guī)定武器爆炸動荷載的作用進行設(shè)計。偶然性荷載是武器爆炸動荷載的本質(zhì)，其作用的時間較短且荷載的量值較大、處于持續(xù)性衰減的等問題是設(shè)計中必須要考慮到的。在人防地下室結(jié)構(gòu)中，暴露在空氣里的構(gòu)件就是臨空墻，在未覆蓋土的頂板等不同位置都會或多或少地受到空氣波的直接性沖擊。而且，被埋入土里的構(gòu)件會因土內(nèi)壓縮波的沖擊受到不一樣傷害。人防地下室的爆炸荷載主要由內(nèi)部的柱子與墻體等部件間接性承受。

2.2滿足戰(zhàn)時和平時的結(jié)構(gòu)需求

因整個項目大部分都是由人防地下室組成的，所以，人防地下室需要滿足人們?nèi)粘Ｋ枋褂霉δ艿耐瑫r滿足戰(zhàn)時抵抗力承受力的結(jié)構(gòu)要求。戰(zhàn)時和日常的兩種不用荷載效應(yīng)組合標準都是人民防空地下室平時可以達到的使用標準。當日常結(jié)構(gòu)需求與戰(zhàn)時需求存在差別化標準時，需及時實現(xiàn)日常與戰(zhàn)時功能的轉(zhuǎn)換以完成人防地下室角色之間的轉(zhuǎn)變。

2.3考慮建筑構(gòu)件的彈塑性工作階段

相對于人防地下室中外墻、臨空墻以及其他部位所使用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其開裂狀態(tài)仍然屬于正常使用的范圍，通過這種方式可最大化的開發(fā)建筑材料的潛能，在受彎構(gòu)件屈服后，還可承受較大的變形狀態(tài)后方會坍塌。在設(shè)計人防地下室的同時需要著重考慮鋼筋混凝土在彈塑性階段及準備狀態(tài)下是否順暢工作，這一點不僅可以使其更深程度的動力荷載，而且對工程效益可以起到提高的作用。

2.4材料設(shè)計強度可提升，構(gòu)件安全度可舒適降低

經(jīng)過大量的試驗表明，加載速率將直接影響建筑材料的力學性。人防地下室結(jié)構(gòu)構(gòu)件經(jīng)歷毫秒級快速變形影響需在戰(zhàn)時武器爆炸所造成的動荷載環(huán)境下，，相較于標準化的靜載試驗來說，人防地下室的結(jié)構(gòu)構(gòu)件會進行明顯的變化，同時加載速率提升了上百倍且材料的強度會有明顯的提升。

同時，因戰(zhàn)事武器爆炸動荷載是一種偶然性荷載。所以其正?，F(xiàn)象包括鋼筋混凝土等相關(guān)構(gòu)件的開裂。人防地下室結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全度相對于靜荷載作用舒適度會有所降低。

3.人防地下室構(gòu)設(shè)計原則

3.1建筑的防空地下結(jié)構(gòu)要求

建筑的防空地下結(jié)構(gòu)是整個建筑設(shè)計的一部分，結(jié)構(gòu)需要滿足兩種不同狀態(tài)下的使用情況，不僅可以滿足平時日常所需功能還可以在備戰(zhàn)狀態(tài)下立即進行戰(zhàn)時狀態(tài)。甚至可以承受各種各樣級別的防護要求。所以，對人防地下室的設(shè)計需滿足平時與戰(zhàn)時兩種狀態(tài)的運用要求，防空地下室的設(shè)計需根據(jù)自身控制條件進行相應(yīng)設(shè)計，且符合多重承載條件。

3.2人防地下室結(jié)構(gòu)要強度驗算

當結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形達到極限是處于核爆動荷載的作用下，此時需使用延性比進行控制以確定各種構(gòu)件允許延性比時，而且需要充分考慮變形限制與防護密閉的要求，這是就不需要對結(jié)構(gòu)變形和裂縫進行單獨的驗算。

3.3 防空地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)防護要求加強對設(shè)計且需要對受力情況另行分析，使各個部位的抗力相互協(xié)調(diào)。從而避免因設(shè)計控制標準的不一致而導致因內(nèi)部結(jié)構(gòu)的自毀式使得建筑物壽命降低，使防空地下室失去原有的防護作用。

4.人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的注意事項

4.1口部集水坑的設(shè)計問題

在處于戰(zhàn)時狀態(tài)時，防空地下室的主要出、入口的防護密閉門外通道、進風口、豎井、以及通道內(nèi)部都需對洗消污水的集水坑進行設(shè)置。而且還需要對地漏及集水坑進行處理，這樣有利于給、排水從而保證所處環(huán)境的整潔；需要沖洗的部位還包括濾毒室、進風擴散室、進風豎井、戰(zhàn)時出入口的洗消間、除塵室及所有人員通道。因排風豎井與外界空氣相連，所以在一定程度上會受到一定的污染，空襲后應(yīng)由專業(yè)隊對其進行清理，同時也需要對地漏、集水坑進行處理。

集水坑施工難度與進風、排風豎井以及擴散室尺寸空間大小成反比，空間越大施工難度越小，相反的空間越小施工難度越大。遇到因施工空間過小而導致施工難度較大的情況時，可于豎井以及擴散室設(shè)置防爆波地漏與通道外集水坑打通就可以解決該問題。防爆波地漏只可以承受空氣所產(chǎn)生的正向沖擊波而不可以承受管道傳輸?shù)姆聪驔_擊波，因此，需要在排水口對防爆波閥或者是閘閥進行設(shè)置來解決此問題。

4.2人防工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計

4.2.1防平而結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置、標注、定位

人防平而結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置主要是將建筑平面化，使用人防信息用結(jié)構(gòu)方式表達，可利用線型填充，根據(jù)其功能出人防區(qū)、非人防區(qū)、人防外墻、人防門框墻、人防隔墻與人防臨空墻，隨后對各種墻體進行不同的編號、設(shè)計門洞尺寸及荷載類型以便進行計算與實施編制配筋表的下一步工程步驟。

4.2.2人防工程等效靜荷載的設(shè)計

人防工程結(jié)構(gòu)內(nèi)力的計算方法和構(gòu)件截而的設(shè)計方法是人防工程設(shè)計的核心問題。人防工程設(shè)計從程序上看大體可以分成，截而設(shè)計、內(nèi)力分析、結(jié)構(gòu)方案的三個層次。

人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計是其中內(nèi)力分析，進行人防工程的結(jié)構(gòu)分析，需根據(jù)建設(shè)單位設(shè)計委托書中確定的工程的抗力等級由此確定工程防護等級要求?？筛鶕?jù)有關(guān)的規(guī)范來確定人防工程的各種荷載作用數(shù)值。

5結(jié)語

因人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計涉及面較廣、影響因素較多，所以是一項復雜的工作。另外人防地下室需要同時具備戰(zhàn)時要求與平時功能，使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計難度增加，在設(shè)計工作中應(yīng)參考相關(guān)規(guī)范和指導，所以需根據(jù)人防地下室的施工環(huán)境與具體條件選擇最為合適的施工方案。

參考文獻：

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