淺談人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原理與特點(diǎn)

董杰

摘要：近幾年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，城鎮(zhèn)建設(shè)的規(guī)模和建設(shè)水平不斷提高，發(fā)展和利用城市地下空間，日益引起人們的關(guān)注，與此同時(shí)，對(duì)城市的綜合防災(zāi)能力提出了更高的要求。把人防工程與城市建設(shè)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，特別是人防地下室工程建設(shè)得到了前所未有的發(fā)展。分析了地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，提出人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的主要問(wèn)題和解決方法;期望得到各方的關(guān)注。

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

前言：

目前高樓大廈中一般都設(shè)有地下結(jié)構(gòu)（一般用作地下停車場(chǎng)）的現(xiàn)象，平時(shí)可用于正常地下建筑的功能使用，戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期可改成人防地下室，以實(shí)現(xiàn)城市地下空間的有效利用。與此同時(shí)，也達(dá)成地下結(jié)構(gòu)利用功能的最優(yōu)化。但是有一點(diǎn)需要特別注意：因?yàn)榈叵驴臻g比較大，所以其構(gòu)造形式較為復(fù)雜，緊密聯(lián)系于大量的構(gòu)件，所以，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要做好相應(yīng)的工作。本論文將試著將某人的地下室防盜案作為一個(gè)切入點(diǎn)，開(kāi)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的相關(guān)分析工作。

一、人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)原則

1.1人防的防御就是人民防空，人防工作是以國(guó)防為本，調(diào)動(dòng)、組織群眾進(jìn)行保護(hù)，防災(zāi)減災(zāi)空中災(zāi)害。不讓人員撤離除了測(cè)量以外，還是戰(zhàn)時(shí)防空的一項(xiàng)重要舉措。

1.2 防空洞地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)方面：

第一，主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，包含屋頂、外墻、其他部件如底板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，

第二，出入口保護(hù)設(shè)計(jì)，入口保護(hù)設(shè)計(jì)包括保護(hù)封閉門(mén)的門(mén)框墻、微空墻等人防墻設(shè)計(jì)戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期的重要入口加強(qiáng)設(shè)計(jì)，戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期重要出入口的防塌設(shè)計(jì)，戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期的風(fēng)井，風(fēng)井的防塌及其它若干問(wèn)題。

1.3僅驗(yàn)算強(qiáng)度，

因?yàn)槭艿胶吮▌?dòng)荷載，構(gòu)造件的變形受容許塑性比率[β]控制?？伤苄员嚷蔥β]，系指構(gòu)件所容許的最大變形與彈性極限變化之比，[β]≤1時(shí)，采用彈性作業(yè)階段;當(dāng)[β]﹥1時(shí)，組件處于彈塑性工作狀態(tài)。因此，在防空洞的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不再單獨(dú)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形和裂縫進(jìn)行再驗(yàn)算;

二、人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題分析

（一）人 防區(qū)域劃分不清楚

填入人防荷載圖紙，第一，明確人防區(qū)域的劃分，例如保護(hù)等級(jí)多高，有多人防護(hù)，各保護(hù)裝置的特定位置等。人防區(qū)域，通常指出入口防護(hù)密閉門(mén)外的區(qū)域。無(wú)人看守區(qū)的樓梯和小樓梯可不按照人防樓梯設(shè)計(jì)，以及人防樓梯的周圍，根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（二）底板荷載取值不正確

基礎(chǔ)工程項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)中的底板當(dāng)量靜載荷取值，適用于《人體防護(hù)規(guī)范》，不僅與地質(zhì)情勢(shì)（飽和土或非飽和土）有關(guān)，也與受力類型的樁基計(jì)算有關(guān)。在表格中，“端樁”為無(wú)摩擦的純端承樁，其他樁基均按“不端樁”進(jìn)行核對(duì);水的反作用力大于建筑物的重量，用 JCCAD樁、筏板計(jì)算底板時(shí)，水反力不符合實(shí)際水頭的輸入量.制造的底板所受的水土反力都小于實(shí)際情況;在未將 PKPM按倒樓蓋計(jì)算的情況下，平時(shí)與戰(zhàn)時(shí)，底板水反力的輸入值不相同。因?yàn)?PM中輸入的水反力是等載標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)與人防載荷相結(jié)合時(shí)，軟體會(huì)自動(dòng)計(jì)算1.2的常負(fù)荷分項(xiàng)，當(dāng)被輸入時(shí).要考慮這一系數(shù)的積極效應(yīng)，不然就會(huì)產(chǎn)生浪費(fèi)。

（三）受力分析和結(jié)構(gòu)計(jì)算

對(duì)人防地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要注意它的受力狀況，在這個(gè)基礎(chǔ)上，執(zhí)行聯(lián)合載荷，從而實(shí)現(xiàn)合理的設(shè)計(jì)。本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)人防地下室結(jié)構(gòu)墻體進(jìn)行了分析。人防地下室的墻主要分為四個(gè)方面，它們分別是外墻、密閉式、臨空式、單元式等。對(duì)于密封的隔板，沒(méi)有必要進(jìn)行應(yīng)力分析及相應(yīng)的計(jì)算。人防墻主要在水平方向承受荷載，當(dāng)建立它的計(jì)算模型時(shí)，先架設(shè)單向板，使地腳墻下端保持固定，對(duì)于上層，要根據(jù)頂板剛度的不同，判定為簡(jiǎn)支或固端。就設(shè)計(jì)而言，頂厚通常大于墻厚，可以將墻板作為固端來(lái)計(jì)算，相反，若頂厚不大于墻厚，那么，應(yīng)該被簡(jiǎn)化支付。對(duì)于框架墻而言，它就像一個(gè)開(kāi)孔的臨空墻，所以，當(dāng)模型計(jì)算的時(shí)候，在孔的周圍形成一個(gè)懸臂，單獨(dú)進(jìn)行計(jì)算。如果懸臂梁的長(zhǎng)度超過(guò)開(kāi)孔邊長(zhǎng)一半，要設(shè)計(jì)橫梁位于兩側(cè)的柱子。應(yīng)當(dāng)指出，人防水層的墻基本上按單件計(jì)算，就建筑而言，設(shè)計(jì)者應(yīng)該小心地協(xié)調(diào)墻與周圍構(gòu)件之間的彎曲狀態(tài)，并且加大對(duì)結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

三、人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)鍵要點(diǎn)

（一）結(jié)構(gòu)布置

這個(gè)項(xiàng)目的綜合性很強(qiáng)，而且，為適應(yīng)辦公需求，地下建筑共設(shè)有兩個(gè)出入口，可以使用車道通行，一個(gè)位于人防建筑范圍之外;每一保護(hù)單元都有一個(gè)主要和次要出入口，人防的地下室主要分布在裙房和戶外地面下面。辦公大樓主要設(shè)備間需設(shè)在地下室北側(cè)，使人的防護(hù)間與高層垂直受力構(gòu)件分開(kāi)設(shè)計(jì);戶外通道和豎井的直通大部分不設(shè)在防塌區(qū)域，降低局部防塌構(gòu)件的設(shè)計(jì)。

（二）彈塑性設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)計(jì)算

第一，彈塑性設(shè)計(jì)，應(yīng)充分考慮爆炸動(dòng)力載荷作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形極限，以延性比例來(lái)控制，標(biāo)準(zhǔn)中已考慮了各種結(jié)構(gòu)的容許塑性比值及形變限值和保護(hù)密封要求，因此，防空地下室結(jié)構(gòu)不需要在爆炸動(dòng)載荷作用下的變形驗(yàn)算;加載取值僅考慮一次核爆炸攻擊;與此同時(shí)，要注意各個(gè)部分的抗力配合，防止部分先期破壞。另外，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中，出現(xiàn)下列問(wèn)題：由于辦公大樓的柱網(wǎng)布設(shè)局部性，因此，在結(jié)構(gòu)計(jì)算中很少有大跨度混凝土梁延性難以通過(guò)，但是，提高混凝土整體強(qiáng)度等級(jí)非常不經(jīng)濟(jì)，最后，我們使用了以下方法：在受拉筋上加筋率籽插籽 max，增加配筋截面受壓鋼筋，能有效地降低壓力區(qū)域，保證延性比符合規(guī)格要求;當(dāng)值 max、增加受彎件的截面尺寸，使受拉鋼筋配筋率與殼層的 max加壓加筋的配比。第二，人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：預(yù)留主結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，頂板、底板、外壁等構(gòu)件的設(shè)計(jì);孔口保護(hù)設(shè)計(jì)消聲系統(tǒng)、走道下的臨空墻壁設(shè)計(jì);開(kāi)孔部件，例如風(fēng)井、防塌棚架、相鄰的單元隔墻等。用于人防載荷的取值，載荷的組合，其中明確規(guī)定了計(jì)算模式和內(nèi)力分析有關(guān)的規(guī)范和圖表，為此，建議有兩點(diǎn)注意：淤泥用于民用建筑人防地下室、通常僅包括5、6個(gè)級(jí)別的人防設(shè)計(jì)，建筑頂部基本是受戰(zhàn)爭(zhēng)年代控制的，并因地下室結(jié)構(gòu)形式、埋設(shè)深度、側(cè)墻、底板抗浮力設(shè)計(jì)水位等因素取平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)不利條件。

（三）鋼筋的設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目在地下一段鋼筋構(gòu)造中按三級(jí)抗震標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值確定需在所需的取值基礎(chǔ)上上浮5%。與此同時(shí)，人防地下室工程中的臨空墻和頂、外墻與頂面板交接處受彎力作用較大，因此，要考慮整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性因素，把地下室邊墻外立桿的鋼筋水平伸入人防屋頂。與此同時(shí)，保證橫向鋼筋能滿足結(jié)構(gòu)錨桿長(zhǎng)度的要求。

（四）出入口樓梯的設(shè)計(jì)

從整體考慮地下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以及地下結(jié)構(gòu)的安全考慮，此項(xiàng)目對(duì)地下室墻板及出入口樓梯進(jìn)行拉通處理。同樣，在其他類似工程中，也可以分兩部分加以處理，但是前提條件要滿足“斷筋面積1/2，比同截面受拉鋼筋還要高。

結(jié)束語(yǔ)：

建筑地下工程是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的工程，所涉及的問(wèn)題很多也很復(fù)雜，不管是正常的工作條件還是戰(zhàn)時(shí)的工作條件，而且現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)計(jì)算軟件的功能都不夠完善，人防建筑設(shè)計(jì)中的技術(shù)問(wèn)題需要進(jìn)一步研究，分析設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

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