探析建筑人防地下工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

張錄山

（青海省規(guī)劃設(shè)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(dāng)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(shè)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(rèn)識的沖擊波。因此人防地下工程建設(shè)需要通過準(zhǔn)確計算，合理進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。

2 建筑人防地下工程結(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)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(yīng)。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(yīng)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(dāng)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(chǔ)上也會產(chǎn)生一定的變形，當(dāng)達(dá)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(shè)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(shè)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(shè)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(yīng)該采用雙面配筋，并且按照規(guī)范要求設(shè)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(shè)置沉降縫、伸縮縫，而應(yīng)該在室外出入口和主體結(jié)構(gòu)相連接的位置設(shè)置沉降縫。

（3）確定人防地下結(jié)構(gòu)工程載荷。以國家相關(guān)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(shè)計要求達(dá)到甲類人防級別。根據(jù)相關(guān)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(shè)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(rèn)要參考相關(guān)規(guī)范，最終確認(rèn)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(rèn)載荷時同樣要參考相關(guān)規(guī)范，最終確認(rèn)為60kN/m2；③底板，上述說明該工程為甲類防護，設(shè)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(rèn)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(biāo)準(zhǔn)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(rèn)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(rèn)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(rèn)為110kN/m2。

（4）嚴(yán)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(shè)計的要點分析。建筑人防地下工程設(shè)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(shè)置后澆帶，不單獨留有沉降縫，后澆帶設(shè)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(shè)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(shè)計時需要考慮到以下幾個問題：①設(shè)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(shè)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(biāo)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(shè)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(shè)計要點分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)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(shè)計研究[J].西安建筑科技大學(xué)，2015.