建筑結(jié)構(gòu)中的人防設(shè)計(jì)與抗震設(shè)計(jì)

呂媛媛

摘? ? 要：為了人類的住房安全，要提高建筑質(zhì)量，就要從各方面來提高，包括對建筑物的人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。雖說二者都有各自的要求以及作用，但是二者有著共通的特點(diǎn)，而且可以相互融合貫通，對建筑的質(zhì)量有很多的提高，使得建筑物更適合人類居住，以及帶來更好的效益。本文從實(shí)際出發(fā)分析了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中人防設(shè)計(jì)以及相關(guān)抗震設(shè)計(jì)的措施。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu);人防設(shè)計(jì) 抗震設(shè)計(jì)

1? 前言

建筑抗震設(shè)計(jì)一般包括三個(gè)層次的內(nèi)容與要求：（1）概念設(shè)計(jì)是根據(jù)人們在學(xué)習(xí)和實(shí)踐中所建立的正確概念，運(yùn)用人的思維和判斷力，正確和全面地把握結(jié)構(gòu)的整體性能，即根據(jù)對結(jié)構(gòu)品性（承載能力、變形能力、耗能能力等）的正確把握，合理地確定結(jié)構(gòu)的總體布置與細(xì)部構(gòu)造。（2）抗震計(jì)算是對地震作用進(jìn)行定量分析，確定工程結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的地震效應(yīng)，再將地震效應(yīng)與其他荷載組合驗(yàn)算結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的強(qiáng)度與變形。（3）抗震構(gòu)造措施是指采用滿足計(jì)算以外的措施，以保證結(jié)構(gòu)整體性、加強(qiáng)局部薄弱環(huán)節(jié)等，保證抗震計(jì)算結(jié)果的有效性。

2? 人防工程建筑設(shè)計(jì)

2.1? 主體設(shè)計(jì)

建筑工程中的地下室一般分為戰(zhàn)時(shí)地下室和平時(shí)地下室兩種，地下室在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要按照平戰(zhàn)結(jié)合的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先根據(jù)功能、抗力級別、有無防化要求及需建的人防面積確定結(jié)構(gòu)體系，并劃分防護(hù)區(qū)與非防護(hù)區(qū)、染毒區(qū)與清潔區(qū)，然后劃分防護(hù)單元，并在防護(hù)單元中再進(jìn)行抗爆單元?jiǎng)澐?。每個(gè)防護(hù)單元的防護(hù)設(shè)備和內(nèi)部設(shè)施應(yīng)自成系統(tǒng)，相鄰的防護(hù)單元之間的隔墻應(yīng)為鋼筋混凝土防護(hù)密閉墻，厚度應(yīng)通過結(jié)構(gòu)計(jì)算確定。為了保證相鄰防護(hù)單元之間的連通，相鄰防護(hù)單元應(yīng)至少設(shè)置一個(gè)連通口，在連通口的防護(hù)單元隔墻兩側(cè)應(yīng)各設(shè)置一道防護(hù)密閉門，此門框墻厚度不宜小于500mm。防護(hù)單元內(nèi)相鄰的抗爆單元之間應(yīng)設(shè)置抗爆隔墻，兩相鄰抗爆單元之間應(yīng)至少設(shè)置一個(gè)連通口，在連通口處抗爆隔墻的一側(cè)應(yīng)設(shè)置抗爆擋墻。不影響平時(shí)使用的抗爆隔墻，宜采用厚度不小于120mm的現(xiàn)澆鋼筋混凝土隔墻或厚度不小于250mm的現(xiàn)澆混凝土墻，不利于平時(shí)使用的抗爆隔墻和抗爆擋墻均可在臨戰(zhàn)時(shí)構(gòu)筑。

2.2? 口部設(shè)計(jì)

當(dāng)防護(hù)單元建筑面積大于1000m2時(shí)，應(yīng)設(shè)置不少于兩個(gè)出入口（不含防護(hù)單元之間的連通口和垂直式出入口），其中至少有一個(gè)為直通室外地面的戰(zhàn)時(shí)主要出入口，各口之間的距離不宜小于15m，并設(shè)置成不同朝向。當(dāng)防護(hù)單元建筑面積不大于1000m2，可設(shè)置一個(gè)直通室外地面的戰(zhàn)時(shí)主要出入口及一個(gè)通向相鄰防護(hù)單元的連通口。對于指揮工程應(yīng)設(shè)不少于2個(gè)直通地面的出入口，其出入口通道凈寬不應(yīng)小于2.0m，凈高不應(yīng)小于2.6m。直通室外地面的戰(zhàn)時(shí)主要出入口宜設(shè)置在地面建筑倒塌范圍以外，當(dāng)受條件限制不能滿足時(shí)，口部應(yīng)有防倒塌堵塞的措施。

2.3? 場地、地基

歷次震害經(jīng)驗(yàn)分析，場地、地基情況對建筑物的抗震影響重大。穩(wěn)定良好的場地地基能夠有效地減輕地震災(zāi)害，復(fù)雜多變的場地地形會加重地震災(zāi)害。因此，建筑場地地質(zhì)情況的研究分析，對于建筑抗震分析顯得尤為重要。地震災(zāi)害分析表明，地形平坦、堅(jiān)硬均勻的建筑場地對于建筑抗震極為有利;相反，山地地形、軟弱土、易液化場地土、地質(zhì)斷層帶等場地地基對建筑抗震極其不利。

3? 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中的抗震設(shè)計(jì)

3.1? 建筑結(jié)構(gòu)體系

歷次震害分析表明，規(guī)則合理的建筑結(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計(jì)最有效的措施。規(guī)則合理的結(jié)構(gòu)體系能夠有效合理的傳遞地震作用，傳力路徑合理且不間斷、計(jì)算軟件模型的抗震分析與實(shí)際地震時(shí)的情況較為接近。相反，不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)體系在建?？拐鸱治鰰r(shí)與實(shí)際地震情況相差甚遠(yuǎn)，應(yīng)進(jìn)行專門研究方可。因此，規(guī)則合理的建筑結(jié)構(gòu)體系顯得尤為重要。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，對于復(fù)雜不規(guī)則的建筑，采用空間計(jì)算模型計(jì)算地震力，更接近實(shí)際地震情況。震害研究分析表明，設(shè)置多道抗震防線的建筑，地震中的破壞程度明顯低于一般建筑。震害嚴(yán)重的建筑多數(shù)因?yàn)槟骋换蛘吣硯讉€(gè)受力構(gòu)件地震破壞而引發(fā)整棟建筑對重力荷載的承載力不足而全部倒塌。所以，應(yīng)避免采用部分構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或喪失重力荷載承載能力的結(jié)構(gòu)體系。合理安全的結(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計(jì)最關(guān)鍵部分，合理的建筑結(jié)構(gòu)體系具有良好的變形能力和消耗吸收地震能量的能力。

3.2? 選擇有利于抗震的建筑平面和立面布置

建筑設(shè)計(jì)及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、對稱，盡量使結(jié)構(gòu)剛度中心與質(zhì)量中心相一致，并應(yīng)具有良好的整體性，以利于減輕結(jié)構(gòu)的地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)及應(yīng)力集中現(xiàn)象。建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則，結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度宜變化均勻，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度宜自下而上逐漸遞減，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變產(chǎn)生薄弱層，造成應(yīng)力集中。按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求進(jìn)行水平地震作用計(jì)算和內(nèi)力調(diào)整，并對薄弱部位采取有效的抗震措施。對體型復(fù)雜、平立面特別不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，可按實(shí)際需要在適當(dāng)部位設(shè)置防震縫，形成多個(gè)較規(guī)則的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單元。防震縫應(yīng)根據(jù)抗震設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)材料種類、結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)單元的高度和高差情況，留有足夠的寬度，其兩側(cè)的上部結(jié)構(gòu)應(yīng)完全分開。

3.3? 建筑結(jié)構(gòu)材料的選取

建筑結(jié)構(gòu)材料的好壞決定著建筑在地震發(fā)生時(shí)的安全性。事實(shí)上，高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)就是將各個(gè)建筑構(gòu)件的延性整合起來，并對其進(jìn)行相應(yīng)的協(xié)調(diào)與把握，其目的就使建筑在面對地震時(shí)能夠安全穩(wěn)定。對于在垂直方向受力的鋼筋，要采用熱軋鋼筋，以HRB400級和HRB335級為標(biāo)準(zhǔn)，對于箍筋，則是以HRB335、HRB400和HPB235級熱軋鋼筋為佳。在選取建筑結(jié)構(gòu)材料過程中，一定要時(shí)時(shí)考慮材料抗震方面的性能，因此，在對建筑結(jié)構(gòu)材料選取的過程中，一定要找到建筑成本與抗震新性能之間的點(diǎn)，兼顧二者，以期實(shí)現(xiàn)以最少的材料獲取最佳的抗震效果。

3.4? 根據(jù)人口分布布局城市人防工程

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市面積不斷擴(kuò)大，城市人口急劇膨脹，人口超過千萬的大中型城市在越來越多，而且城市人口的分布并不均勻，城市具有不同的功能分區(qū)，有商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)和居民區(qū)之分。居民區(qū)人口最多，工業(yè)區(qū)相對要少一些，但是也不絕對，由于城市人口流動(dòng)較大，都過著早出晚歸的生活，所以居民區(qū)在夜晚時(shí)人口最為集中，白天的時(shí)候工業(yè)區(qū)和商業(yè)區(qū)人口會明顯增多。所以不同的時(shí)間段城市人口分布存在較大區(qū)別。這種人口流動(dòng)的特點(diǎn)給城市人防工程的建設(shè)帶來了很大挑戰(zhàn)。由于面積大，再加上人口分布不均勻，流動(dòng)性很大，要求城市人防工程在規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮各種復(fù)雜情況，合理布局人防工程。規(guī)劃的目標(biāo)應(yīng)該是使不同區(qū)域的人們能夠在最短的時(shí)間內(nèi)抵達(dá)防空洞。

3.5? 抗震設(shè)計(jì)的其他方面

在地震多發(fā)地區(qū)，要確定高層建筑的結(jié)構(gòu)類型時(shí)，除了前面的結(jié)構(gòu)材料用量、建筑內(nèi)部空間大小、建筑樓房的適用高度等限制條件外，還要考慮關(guān)于抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。

4? 結(jié)語

根據(jù)多年的工程施工經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)理論知識，筆者認(rèn)為，抗震結(jié)構(gòu)與人防結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在某些部分存在著許多共同點(diǎn)，與此同時(shí)差異性也同樣存在，因而，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需取長補(bǔ)短，以此提高我國建筑物使用質(zhì)量，推動(dòng)建筑行業(yè)的快速、健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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