探析建筑人防地下工程的結(jié)構(gòu)設計要點

張錄山

（青海省規(guī)劃設計研究院 青海西寧 810001）

1 建筑人防地下工程的概述

現(xiàn)代建筑人防地下工程與建筑工程中單體工程相連而建，主要是因為附建式人防地下工程施工工藝比較簡便，成本消耗較低，而且可以有效的節(jié)約土地資源。附建式人防工程在平時的使用過程中人們就將人防工程可以當作車庫、地下儲藏室或者地下商業(yè)來使用。而在發(fā)生戰(zhàn)爭時，人防工程可以作為避難場所使用，這樣充分的發(fā)揮出了建筑結(jié)構(gòu)的使用價值。人防地下工程結(jié)構(gòu)設計時，要充分考慮到在戰(zhàn)爭發(fā)生過程中存在的這個因素，尤其是核彈爆炸所認識的沖擊波。因此人防地下工程建設需要通過準確計算，合理進行結(jié)構(gòu)設計。

2 建筑人防地下工程結(jié)構(gòu)設計的主要特征

建筑人防地下工程結(jié)構(gòu)的特征主要表現(xiàn)為：①綜合考慮建筑的結(jié)構(gòu)體系，合理的設置好地下室內(nèi)部的梁、墻體等承重結(jié)構(gòu)。②計算好動力效應。人防結(jié)構(gòu)工程所承受的荷載屬于一種動力性荷載。在相同的靜力荷載和動力荷載的作用下，后者產(chǎn)生的動應力變形要大很多。③人防地下工程結(jié)構(gòu)塑性較強的特征。一般建筑結(jié)構(gòu)的可塑性較差，基本不會進入塑性階段的工作。人防結(jié)構(gòu)工程承受的荷載屬于一種瞬時性的荷載，當構(gòu)建能夠進行塑性工作的時候，產(chǎn)生的動力荷載會較快的消失，構(gòu)件在此基礎上也會產(chǎn)生一定的變形，當達到一定的數(shù)值之后，將不會產(chǎn)生變化。

3 建筑人防地下工程結(jié)構(gòu)設計要點的分析

（1）某建筑人防工程的概況。該人防工程為建筑地下一層，日常作為停車庫，戰(zhàn)時可以作為防空地下室使用。建筑高度為27.20m，地下室高度為4.3m，整體結(jié)構(gòu)為框架剪力墻。其中地下室的人防結(jié)構(gòu)為6級，甲級防護級別，總面積約7700m2，人防面積約4500m2。

（2）建筑人防地下工程結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設計要點分析。由于建筑人防地下工程需要承受的荷載較大，而且需要承受核彈爆炸的動荷載作用，因此其結(jié)構(gòu)材料、抗?jié)B等級、構(gòu)件的最小厚度等都要高于普通結(jié)構(gòu)的要求。人防地下工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸往往比較大，因此需要合理進行配筋設計，以防止結(jié)構(gòu)物在荷載的作用下出現(xiàn)壓潰現(xiàn)象。人防地下工程的板、墻等都應該采用雙面配筋，并且按照規(guī)范要求設置梅花形拉結(jié)筋，確保構(gòu)件在震動狀態(tài)下鋼筋與混凝土結(jié)合良好，共同受力。人防地下工程不宜在防護單元內(nèi)設置沉降縫、伸縮縫，而應該在室外出入口和主體結(jié)構(gòu)相連接的位置設置沉降縫。

（3）確定人防地下結(jié)構(gòu)工程載荷。以國家相關法規(guī)作為依據(jù)，根據(jù)有可能會遇到的空襲威脅對地下室人防等級進行劃分，該人防工程結(jié)構(gòu)設計要求達到甲類人防級別。根據(jù)相關規(guī)定：①要考慮到核武器爆炸時的防護要求；②要考慮到常規(guī)武器的防護要求；③要考慮到生化武器的防護要求。對工程防護需要以及建筑所處具體位置，決定將地下室設計為全埋式，主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土。為了滿足美觀需求，需要對頂板進行覆土綠化處理，覆土厚度大約在1m左右。人防工程地下室各部位等效靜載荷分析：①頂板，對該工程上部建筑結(jié)構(gòu)進行分析發(fā)現(xiàn)，其底層為填充墻，具體結(jié)構(gòu)為框架，而墻面開孔面積在一半以上，所以在計算載荷時，可以忽略上部建筑的超壓作用。具體等效靜載荷的確認要參考相關規(guī)范，最終確認為70kN/m2；②側(cè)墻，對該工程勘察后發(fā)現(xiàn)，地下室位置在地下水位以下，地基主要土質(zhì)為淤泥，確認載荷時同樣要參考相關規(guī)范，最終確認為60kN/m2；③底板，上述說明該工程為甲類防護，設計樁基時，要將單樁承載力的特征值作為依據(jù)，等效靜載荷最終確認為25kN/m2；最后是其他位置，其中門框窗與墻體之間的作用載荷為200kN/m2，標準值要根據(jù)實際情況來確定，要看門窗型號，同時也要看門窗尺寸。臨空墻的等效靜載荷被確認為130kN/m2。對于隔墻來說，防護單元如果相鄰，等效靜載荷可以確認為50kN/m2，人防單元與普通地下室之間的等效靜載荷可以確認為110kN/m2。

（4）嚴格人防地下工程結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求與平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設計的要點分析。建筑人防地下工程設計時要滿足兩個基本要求：①完整性；②密封性，因此施工時要設置后澆帶，不單獨留有沉降縫，后澆帶設置完成、沉降結(jié)束以后在開展?jié)仓ぷ?。頂板以及底板都要采用雙面配筋，內(nèi)層與外層之間拉結(jié)鋼筋的數(shù)量要足夠，與混凝土結(jié)構(gòu)保持一致性。平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換的設計思想，就是兼顧日常需求與戰(zhàn)時需求，一些特殊部位能夠滿足地下室日常使用需要，戰(zhàn)時又能起到防護作用，采取簡單措施就能夠?qū)崿F(xiàn)二者之間的轉(zhuǎn)換。設計時需要考慮到以下幾個問題：①設計轉(zhuǎn)換構(gòu)件時，要計算好轉(zhuǎn)換前后受力發(fā)生了怎樣的變化，圖紙中要表明轉(zhuǎn)換構(gòu)件的位置以及具體轉(zhuǎn)換方法；②轉(zhuǎn)換步驟要求盡量簡便，花費時間短，即使沒有專業(yè)的技術(shù)人員和專業(yè)設備也能順利完成；③構(gòu)件要一次性制成，就近放置，做好便于識別的標記。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著社會變化發(fā)展，建筑人防地下工程結(jié)構(gòu)也以經(jīng)濟、美觀、堅固為主，逐漸的從地道式結(jié)構(gòu)演變成為現(xiàn)在的附建式結(jié)構(gòu)，并且為了充分利用人防工程的使用價值，通常采用平戰(zhàn)結(jié)合的方法，對人防工程結(jié)構(gòu)進行合理設計，從而充分發(fā)揮人防工程的作用。

[1]辛鈺，等.淺述人防工程設計要點分析[J].建筑工程技術(shù)與設計，2015（17）.

[2]付圣剛.人防地下空間平戰(zhàn)結(jié)合商業(yè)開發(fā)防火設計研究[J].西安建筑科技大學，2015.