分析人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題

摘要：在設(shè)計(jì)人防地下室的過程中不僅要保證其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與荷載能力，也要強(qiáng)調(diào)其平站轉(zhuǎn)換性能，下文筆者結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，就人防地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行討論，主要包括其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)要點(diǎn)與設(shè)計(jì)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(jì)；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(diǎn)，城市的防災(zāi)抗襲成為重點(diǎn)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(cái)產(chǎn)安全，還是人民防空事業(yè)的重要組成部分，對(duì)防空有著重要的作用。所以應(yīng)擴(kuò)大防空建筑規(guī)模，增加城市防控設(shè)置數(shù)量，同時(shí)對(duì)防空設(shè)計(jì)人員水平的要求也愈來愈嚴(yán)格，越來越完善的人防工作迫使設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出更人性化的作品。

1.人防地下室概述

具有預(yù)定戰(zhàn)時(shí)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(duì)其預(yù)定的戰(zhàn)時(shí)對(duì)核武器、常規(guī)武器和生化武器的各項(xiàng)防護(hù)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(duì)其預(yù)定的戰(zhàn)時(shí)對(duì)常規(guī)武器和生化武器的各項(xiàng)防護(hù)要求是該防空地下室的基本設(shè)計(jì)要求。防空地下室不僅要滿足平時(shí)的使用要求而且必須按照戰(zhàn)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)。

2.人防地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

2.1考慮規(guī)定武器爆炸動(dòng)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(jì)結(jié)構(gòu)需要考慮戰(zhàn)時(shí)規(guī)定武器爆炸動(dòng)荷載的作用進(jìn)行設(shè)計(jì)。偶然性荷載是武器爆炸動(dòng)荷載的本質(zhì)，其作用的時(shí)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(jì)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(huì)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(huì)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(shí)和平時(shí)的結(jié)構(gòu)需求

因整個(gè)項(xiàng)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(shí)滿足戰(zhàn)時(shí)抵抗力承受力的結(jié)構(gòu)要求。戰(zhàn)時(shí)和日常的兩種不用荷載效應(yīng)組合標(biāo)準(zhǔn)都是人民防空地下室平時(shí)可以達(dá)到的使用標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)日常結(jié)構(gòu)需求與戰(zhàn)時(shí)需求存在差別化標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，需及時(shí)實(shí)現(xiàn)日常與戰(zhàn)時(shí)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(duì)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(huì)坍塌。在設(shè)計(jì)人防地下室的同時(shí)需要著重考慮鋼筋混凝土在彈塑性階段及準(zhǔn)備狀態(tài)下是否順暢工作，這一點(diǎn)不僅可以使其更深程度的動(dòng)力荷載，而且對(duì)工程效益可以起到提高的作用。

2.4材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度可提升，構(gòu)件安全度可舒適降低

經(jīng)過大量的試驗(yàn)表明，加載速率將直接影響建筑材料的力學(xué)性。人防地下室結(jié)構(gòu)構(gòu)件經(jīng)歷毫秒級(jí)快速變形影響需在戰(zhàn)時(shí)武器爆炸所造成的動(dòng)荷載環(huán)境下，，相較于標(biāo)準(zhǔn)化的靜載試驗(yàn)來說，人防地下室的結(jié)構(gòu)構(gòu)件會(huì)進(jìn)行明顯的變化，同時(shí)加載速率提升了上百倍且材料的強(qiáng)度會(huì)有明顯的提升。

同時(shí)，因戰(zhàn)事武器爆炸動(dòng)荷載是一種偶然性荷載。所以其正常現(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(duì)于靜荷載作用舒適度會(huì)有所降低。

3.人防地下室構(gòu)設(shè)計(jì)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(gè)建筑設(shè)計(jì)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(shí)日常所需功能還可以在備戰(zhàn)狀態(tài)下立即進(jìn)行戰(zhàn)時(shí)狀態(tài)。甚至可以承受各種各樣級(jí)別的防護(hù)要求。所以，對(duì)人防地下室的設(shè)計(jì)需滿足平時(shí)與戰(zhàn)時(shí)兩種狀態(tài)的運(yùn)用要求，防空地下室的設(shè)計(jì)需根據(jù)自身控制條件進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)，且符合多重承載條件。

3.2人防地下室結(jié)構(gòu)要強(qiáng)度驗(yàn)算

當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形達(dá)到極限是處于核爆動(dòng)荷載的作用下，此時(shí)需使用延性比進(jìn)行控制以確定各種構(gòu)件允許延性比時(shí)，而且需要充分考慮變形限制與防護(hù)密閉的要求，這是就不需要對(duì)結(jié)構(gòu)變形和裂縫進(jìn)行單獨(dú)的驗(yàn)算。

3.3 防空地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)防護(hù)要求加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)且需要對(duì)受力情況另行分析，使各個(gè)部位的抗力相互協(xié)調(diào)。從而避免因設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)的不一致而導(dǎo)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(hù)作用。

4.人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

4.1口部集水坑的設(shè)計(jì)問題

在處于戰(zhàn)時(shí)狀態(tài)時(shí)，防空地下室的主要出、入口的防護(hù)密閉門外通道、進(jìn)風(fēng)口、豎井、以及通道內(nèi)部都需對(duì)洗消污水的集水坑進(jìn)行設(shè)置。而且還需要對(duì)地漏及集水坑進(jìn)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(jìn)風(fēng)擴(kuò)散室、進(jìn)風(fēng)豎井、戰(zhàn)時(shí)出入口的洗消間、除塵室及所有人員通道。因排風(fēng)豎井與外界空氣相連，所以在一定程度上會(huì)受到一定的污染，空襲后應(yīng)由專業(yè)隊(duì)對(duì)其進(jìn)行清理，同時(shí)也需要對(duì)地漏、集水坑進(jìn)行處理。

集水坑施工難度與進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)豎井以及擴(kuò)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(dǎo)致施工難度較大的情況時(shí)，可于豎井以及擴(kuò)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(duì)防爆波閥或者是閘閥進(jìn)行設(shè)置來解決此問題。

4.2人防工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.2.1防平而結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置、標(biāo)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(dá)，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(duì)各種墻體進(jìn)行不同的編號(hào)、設(shè)計(jì)門洞尺寸及荷載類型以便進(jìn)行計(jì)算與實(shí)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(jì)

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

人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是其中內(nèi)力分析，進(jìn)行人防工程的結(jié)構(gòu)分析，需根據(jù)建設(shè)單位設(shè)計(jì)委托書中確定的工程的抗力等級(jí)由此確定工程防護(hù)等級(jí)要求。可根據(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(jì)涉及面較廣、影響因素較多，所以是一項(xiàng)復(fù)雜的工作。另外人防地下室需要同時(shí)具備戰(zhàn)時(shí)要求與平時(shí)功能，使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度增加，在設(shè)計(jì)工作中應(yīng)參考相關(guān)規(guī)范和指導(dǎo)，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。

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