人防地下室結構設計分析

時間:2022-10-08 11:11:06

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人防地下室結構設計分析

摘要:人防是人民防空的簡稱,而人民防空最重要的就是建造人防地下室,所以人防地下室的結構設計就顯得尤為重要,它關系到人防地下室是否能夠真正發揮作用,是否能夠在最大程度上發揮作用,達到成本最低化和效率最大化。本文就人防地下室結構設計的幾個主要問題進行分析,并提出科學合理的解決方案,找到合適且節約成本的設計方案,推動我國的人防建設事業的發展。

關鍵詞:人防地下室;結構設計;問題分析

人民防空工程是為了在作戰時保護人員與物資、醫療救護等需要而修建的地下防護建筑。防空地下室是人防工程中最重要的構造之一。同時人防地下室是現代建筑行業中不可或缺的一部分,結構設計問題在整個工程的建設過程中出現最為頻繁,本文結合實際出現的問題加以分析解決,以達到節約成本、確保效率的目標。

1人防地下室的結構設計的基本原則

1.1結構可靠度較低

一般來說,滿足國家標準的人防地下室規定混凝土結構構件延性破壞時可靠指標和失效概率、脆性破壞可靠指標均低于一般結構的混凝土各項指標。結構可靠度低降低了成本,目的是為了達到只使用一次的效果,各部分的結構構件可考慮采用可塑性的材料,按彈塑性工作階段計算結構內力,以便節約成本,充分發揮結構的潛力,提高整體效率。

1.2各體系部件相協調

防空地下室的結構設計,應根據防護要求和受力情況做到結構各個部位抗力相協調,避免因局部遭到損壞而失去整個防護工程作用等情況的發生。尤其是地上與地下承重結構體系要協調,不能出現兩者強弱相差較大的情況。在各部件都符合工程安全標準的情況下找出最合適的材料和元件,以協調其他部件的功能,發揮整體作用。在人防地下室結構設計中考慮鋼筋混凝土的可塑性,有利于提升工程的整體經濟效益。

1.3平戰結合,滿足戰時和平日需求

無論是多層或高層建筑,其防空地下室結構,是整個建筑結構體系不可或缺的一部分,其結構設計既要滿足平時使用的要求,又要滿足作戰期間各種保護人力、物資、醫療設備等要求,即防空地下室結構設計應同時滿足平時和戰時兩種不同荷載效應組合的要求。因此在設計過程中要特別考慮平戰結合的原則,綜合本地水土類型、防護要求、平時使用要求等因素,在確保安全的基礎之上,選擇出經濟成本最低、最科學合理的結構類型。當平日的結構需求和戰時存在差異化標準的時候,需要及時的實現平戰功能的轉換,完成人防地下室角色的轉變。

2人防地下室結構設計的問題分析

2.1人防地下室的外墻配筋問題

人防地下室的外墻兩側不完全相同,其一側與室外巖土接觸,接承受土中壓縮波作用,另一側為防空地下室內部的墻體。外墻在地下室承重功能上面起到很大一部分作用。外墻的配筋和結構應該通過計算當地建筑的實際受力情況,依靠數據來設計配筋。地下室內部的橫隔墻較多時可雙向計算,當地下室內部橫隔墻較少時可單向計算。無論是單向板還是雙向板,力主筋都應該被布置在墻板的外側,將不受力的水平分布筋布置在墻板的內側。另外外墻配筋的鋼筋間距最好采用100或150的間距,這樣可以大大提高墻體的抗裂防水效率,注意根據墻體的框架結構控制好墻體在框架柱處的水平鋼筋配筋率。由于整個地下室超長,所以應該采取補償收縮混凝土,膨脹加強帶,后澆帶,增加水平溫度筋等措施以防止地面和墻體開裂。

2.2材料可塑性低,結構選擇不合理

防空地下室結構的選擇,應該根據作戰時的防護要求、平戰結合的原則、工程地質情況等因素綜合分析確定。但是在實際情況中總會出現一些結構選擇不合理、材料選擇不科學的現象,造成人防地下室的設計成本浪費。地下室本身是不利于平戰結合的,所以在設計其結構時要考慮諸多復雜的布置方式。加載速率會直接影響到建筑材料的力學性能。作戰時武器爆炸會使人防地下室的部件經歷毫秒級快速變形,這對材料的采用提出了極高的要求,所以設計人員必須對相關規范、圖集條文和計算公式非常熟悉,對專業知識、經驗有一定的掌握和積累,走在科技前沿,才能為地下室設計選取最合適的材料,設計更加合理的人防地下室結構,將成本和損害降到最低。

2.3荷載取值不足或出現遺漏

人防工程區別于其它建筑物的地方在于它是以平戰結合為原則而設計的,既要滿足平時的居住需求,又要滿足在戰時保護城市居民生命安全的要求并堅持工作的一種具有特殊功能要求的建筑物,因此它需要承受的荷載較一般結構大幾十倍至數百倍,而且密閉要求很高。有時一些工程為了滿足平時使用的諸多要求,往往會忽略了荷載取值的精準度,在工程建設過程中,常常會出現荷載取值不足或荷載遺漏的情況。在進行荷載組合時,必須要明確上部建筑物自重標準值,設計時應認真分析確定采用哪種組合模式。另一方面考慮頂板的組合中上部建筑物的倒塌荷載值,倒塌荷載作用的時間較短,作用范圍也有一定的局限性,因此要結合實際情況,慎重考慮是否在頂板荷載組合中計入倒塌荷載值。聘請專業的投計人員,在設計過程中采取等效靜荷載的方法,在明確了人防地下室結構的各個構建的等效靜荷載值后,開展結構計算,以達到精準取值的效果。

作者:王桂起 單位:東北林業大學工程咨詢設計研究院有限公司

參考文獻

[1]中華人民共和國國家標準.《人民防空地下室設計規范》(GB50038-2005).建設部、家質量監督檢驗檢疫總局聯合,2006.

[2]上海市地下建筑設計研究院.中國標準設計研究院.FG01~05防空地下室結構設計(2007年合訂本)[S].2007.