探析地下室人防工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)

季曉衛(wèi)

摘要：在現(xiàn)代建筑工程中，人防地下室工程是最關(guān)鍵的部分。人防地下室的設(shè)計(jì)水平直接影響上層建筑的安全性和穩(wěn)定性，一旦發(fā)生疏忽，必然會(huì)造成嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：地下室；人防工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

一、隨著我國(guó)建筑設(shè)計(jì)水平的日益提升，人防地下室建筑設(shè)計(jì)也越來(lái)越受到人們重視，因?yàn)榈叵率医ㄖO(shè)計(jì)的合理與否，直接關(guān)乎到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，所以為了進(jìn)一步發(fā)揮人防地下室建筑的安全性能，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在實(shí)際操作時(shí)，就要嚴(yán)格按照相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范和要求來(lái)進(jìn)行，確保地下室設(shè)計(jì)方案的合理性，并針對(duì)一些常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行全面分析，進(jìn)而針對(duì)性的制定出對(duì)應(yīng)的解決方案，以便在保證人防地下室質(zhì)量的同時(shí)，更好的增強(qiáng)其使用的安全性和實(shí)效性。

二、 地下室人防工程構(gòu)造要求

（一）人防頂板厚度應(yīng)考慮防護(hù)厚度的要求

人防構(gòu)件應(yīng)滿(mǎn)足建筑結(jié)構(gòu)厚度。主要包括三個(gè)方面要求：①最小防護(hù)厚度要求（構(gòu)造及安裝要求）；②防早期核輻射的厚度要求（非力學(xué)因素）；③受力計(jì)算的厚度要求（力學(xué)因素）。

（二） 后澆帶不應(yīng)設(shè)在人防門(mén)或口部位置

面積較大的地下室，特別需要滿(mǎn)足防護(hù)及防水的要求，不建議設(shè)變形縫。地上建筑可設(shè)，地下室可利用后澆帶、加強(qiáng)帶等措施，來(lái)減小混凝土收縮的對(duì)結(jié)構(gòu)不利影響?！度朔朗┕ひ?guī)范》6.4.11條，工程口部、防護(hù)密團(tuán)段、采光井、水庫(kù)，水封井、防毒井、防爆井等有防護(hù)要求的部位，應(yīng)一次整體澆筑混凝土。

（三）室內(nèi)人防頂板混凝土需采用抗?jié)B混凝土

在戰(zhàn)時(shí)，人防地下室具有防備空襲和核武器、生化武器襲擊的作用，是個(gè)具有戰(zhàn)時(shí)出入口的獨(dú)立密閉空間，必須保證它的封閉性。當(dāng)人防地下室設(shè)在地下二層時(shí)，排水管等設(shè)備管道不能穿過(guò)人防頂板進(jìn)入人防區(qū)，地下層的車(chē)庫(kù)排水需在負(fù)一層設(shè)集水坑，集水坑底板側(cè)板均應(yīng)滿(mǎn)足人防構(gòu)造及設(shè)計(jì)要求。

（四） 地下室外墻底板底部配筋大樣節(jié)點(diǎn)配筋存在誤區(qū)

《FG01防空地下室設(shè)計(jì)荷載及結(jié)構(gòu)構(gòu)造》60頁(yè)“外墻與頂板、樓板和底板的鏈接”大樣如圖1所示，筆者覺(jué)得這個(gè)大樣外墻與底板的鏈接處，墻外側(cè)縱筋伸入底板的長(zhǎng)度>1.51af，在某些情況下是不能滿(mǎn)足底板作力外墻的固接端的要求。當(dāng)?shù)装搴穸冗h(yuǎn)大于外墻厚度時(shí)，圖集做法沒(méi)有問(wèn)題，此時(shí)底板完全可以平衡墻底負(fù)彎矩。如圖2所示，否則計(jì)算邊界條件與實(shí)際受力情況不符，有安全隱患。

三、實(shí)例分析人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（一） 工程概況

文章僅以某城市廣場(chǎng)的地下室為例展開(kāi)分析，此地下室主要用作商場(chǎng)、停車(chē)庫(kù)，上部無(wú)建筑物。此地下室面積南北、東西向長(zhǎng)度分別為128m、144m，地下面積為9900m2，柱網(wǎng)尺寸為800mm×800mm，建筑抗震設(shè)防烈度7度、抗震類(lèi)別丙類(lèi)、場(chǎng)地土類(lèi)別Ⅱ類(lèi)，框架柱抗震等級(jí)4級(jí)。在此地下室中，停車(chē)庫(kù)部分兼作戰(zhàn)時(shí)人防，根據(jù)綜合分析決定按6級(jí)人防物資儲(chǔ)備庫(kù)設(shè)計(jì)。

（二） 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

本工程地下水位處于頂板面位置，底板承受5m水頭浮力，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)考慮了3種方案：（1）平板式筏基；（2）梁板式筏基+抗拔樁；（3）梁板式筏基+板面覆毛石混凝土。根據(jù)分析可知：方案（1）中，地下底板的厚度需達(dá)到1.7m，造價(jià)最高，開(kāi)挖深度-6.25m；方案（2）開(kāi)挖深度-5.05m；方案（3）中，造價(jià)最低，開(kāi)挖深度-7.15m，由此基坑開(kāi)挖、支護(hù)要求均提高，因此也導(dǎo)致相應(yīng)的費(fèi)用提高。

通過(guò)綜合分析，決定采用方案（2），地下底板厚500mm，柱下雙向拉梁，梁寬、高分別為800mm、700mm。通過(guò)對(duì)場(chǎng)地條件、工程地質(zhì)的綜合分析，決定采用沉管灌注樁作為抗拔樁，直徑400mm，有效樁長(zhǎng)分為6.5m（590根）、10.0m（345根），單樁抗拔承載力設(shè)計(jì)值分別為75kN、170kN。

（三）預(yù)應(yīng)力梁設(shè)計(jì)

本工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中從經(jīng)濟(jì)性方面考慮，采用的方案（2）中開(kāi)挖深度只有-5.05m，因此層高有限，同時(shí)地下商場(chǎng)部分需作暖通、消防噴淋系統(tǒng)等，因此主梁高度進(jìn)一步壓縮，經(jīng)綜合比較后決定采用寬扁梁，為設(shè)備管線(xiàn)布置提供足夠的空間。為減小撓度、控制裂縫，主梁按有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋砼梁設(shè)計(jì)，本工程中扁梁橫截面為1000mm×500mm，局部荷載大、考慮人防荷載大，則截面調(diào)整為1000mm×700mm。

（四） 荷載取值與內(nèi)力分析

本工程頂板厚350mm，板面覆土恒載取33kN/m2，活荷載不考慮走消防車(chē)取5kN/m2，核爆破等效靜荷載取65kN/m2。本工程作為人防地下室，主要考慮以下3種荷載組合，本工程采用PKPM程序計(jì)算得到梁在不同的荷載組合下彎矩圖，并做好配筋設(shè)計(jì)。

四、人防地下室建筑設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題及相關(guān)解決措施分析

（一）主要出入口設(shè)計(jì)

人防地下室的主要出入口設(shè)計(jì)必須結(jié)合地下室的應(yīng)用功能來(lái)定，若是甲類(lèi)防空地下室，則其人防主要出入口應(yīng)盡量設(shè)置在室外，且要保證與地面連接的部分必須延伸到地面建筑防倒塌范圍之外，也可設(shè)置相應(yīng)的防倒塌棚架，以便可以最大化預(yù)防戰(zhàn)時(shí)地下室的主要出入口被上部建筑構(gòu)件所封堵。

（二） 人防門(mén)的設(shè)計(jì)

1、人防門(mén)的開(kāi)啟方向需設(shè)置合理

通常人防地下室的人防門(mén)重量十分之大，這樣就會(huì)加大門(mén)扇啟閉的難度，進(jìn)而使得其安裝完畢后的使用率極低。同時(shí)，為了避免門(mén)扇自重過(guò)大而產(chǎn)生變形現(xiàn)象，設(shè)計(jì)人員在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要在門(mén)扇下增設(shè)相應(yīng)的墊塊，進(jìn)而來(lái)緩解門(mén)扇的自重引起的變形，合理的設(shè)置人防門(mén)的開(kāi)啟方向可減少人防門(mén)在平時(shí)使用情況下的開(kāi)閉次數(shù)。

五、結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，地下室人防建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，通過(guò)優(yōu)化和改進(jìn)人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅可以提高建筑地下室空間利用率，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，還可以實(shí)現(xiàn)建筑工程項(xiàng)目的節(jié)能減排，從而促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)更好的發(fā)展。

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