人防主體結構木柱的加固措施研究

曾小強

（惠州市人防工程設計院有限公司　惠州　516000）

人防主體結構木柱的加固措施研究

曾小強

（惠州市人防工程設計院有限公司惠州516000）

人防工程是我國主要的建設項目，人防工程對主體結構的要求比較高，目的是確保人防工程具備穩定的防護能力。木柱加固在人防主體結構中，具有很高的實踐能力，有利于發揮人防主體結構的功能，提高人防主體結構的可靠性。本文通過對人防主體結構進行研究，分析木柱加固措施的應用。

人防工程；主體結構；木柱加固

人防工程是防護建筑中的主要代表，需要實現平戰功能轉換，提供可靠的防護服務。木柱加固措施，是人防主體結構中的重要部分，按照平戰兼容的要求，促使人防工程快速實現功能轉變。木柱加固技術在人防主體結構中，通過減小主體結構之間的跨度，提高戰時人防工程的載荷，促使人防工程快速進入備戰狀態，確保主體結構具備充足的承載。

1　人防主體結構木柱加固措施的要求

木柱加固措施在人防主體結構中的應用，最根本的要求是穩定與迅速，因為平戰轉換的時間比較快速，木柱加固措施必須在最短的時間內完成結構改進，所以木柱加固措施應該遵循根本要求[1]。人防主體結構中，采用了后加固方法，而木柱是后加固中常用的材料，此類材料容易獲取，對專業性的要求不高，即使非專業人員操作，也能達到穩定的標準。

針對人防主體結構木柱加固措施，提出幾點主要的實踐要求。①木柱加固措施在人防主體結構中比較常用，考慮到人防工程的防護需要，盡量增加活動木柱的數量，減小人防結構的跨度，控制木柱的數量，規范跨度劃分，達到抗力等級；②注重木柱加固方式的選擇，特別是柱形的選用，借助驗算的方法設計木柱加固形式，木柱間距控制時，要以人防主體結構為主，以免影響動載荷的分布；③木柱加固時的節能要求，木柱是最理想的加固材料，戰時取材容易，戰后還可將木材重新利用。

2　人防主體結構木柱加固措施的應用

以某人防工程為例，分析該人防工程中后加固技術對木柱加固措施的應用，滿足人防工程戰時載荷受力的要求。

2.1人防工程簡介

該人防工程中，防護級別為6級，采用8400mm×6000mm的柱網完成工程結構的布置，工程頂板厚度=400mm，每個結構柱的規格為600mm×600mm，人防工程的墻體厚度=400mm，人防工程為鋼筋混凝土結構，該工程的鋼筋混凝土中，使用了Ⅱ級鋼筋，混凝土密度=2.4×104N/m3，據測量，該人防工程結構的彈性模量=3.34×1010Pa。該人防工程的結構，具有對稱的特性，為了提高木柱加固措施的實踐水平，以該人防工程主體結構的四分之一為研究對象，優化木柱加固措施的應用。

2.2木柱加固的試驗測試

木柱加固的試驗測試，有助于掌握人防主體結構的實際情況，合理分配木柱加固措施的應用[2]。試驗測試中，按照該人防主體結構的狀態，選擇了小尺寸構件，便于設計加固試驗。試驗構件的規格為：幾何比例=1：4、配筋率=1.4％、混凝土標號=C30、木柱規格=100mm×100mm，木楔在構件中，使用橡皮墊完成加固，按照試驗測試的要求，木柱間距=40cm，均勻布設在試驗構件內。

2.3木柱加固措施的分析

2.3.1木柱加固

木柱加固在構件中的應用，明顯提高了試驗構件頂板部分的承載，促使其具備較高的抗彎性能。該人防工程試驗測試中，使用逐級加載的方式，最大加載力=0.54MPa，表明該人防工程的頂板，能夠承載0.54MPa的承載，平常該人防工程設計的承載為0.05MPa，木柱加固措施的承載值超出設計的10倍，起到了優質的防護作用。例如：核武器空中爆炸實驗內，如果TNT的含量為100 萬t，產生的加載壓力約為0.35MPa，由此可見木柱加固措施的穩定性。當木柱（規格=100mm×100mm）加固措施應用到人防主體結構立柱的1/2間距處時，分析主體結構中內柱的沖切力V。

式中：V前-木柱加固前，主體結構承載的沖切力；q-等效載荷；l-木柱間距。按照上述方法加固后，公式如下：

經過計算后得出，V前：V后≈1：3，所以實際承載沖切力的能力，要高于立柱加固前。

2.3.2構件破壞分析

人防主體結構中，板柱節點、不平衡彎矩是木柱加固中的兩項弱點，容易影響木柱加固措施的應用效率[3]。如果主體結構的跨度發生破壞，就會牽連相鄰的跨區。該試驗中，構件破壞分為兩種：①主筋屈服，無法支撐主體結構，進而破壞整體；②錐面沖切，是由結構裂縫引起的。構件破壞是木柱加固中應該重點考慮的影響因素，根據構件破壞的原因和狀態，優化設計木柱加固，致力于解決木柱加固中的破壞問題。

2.3.3柔性連接分析

柔性連接是木柱與頂板的連接方式，起到緩解沖切力的作用。上述試驗中，對柔性連接做了較好的分析。構件試驗中，木柱的安裝采用了柔性連接的方式，即：木柱與頂板的連接點處，使用木楔+橡皮墊的方式，提高連接加固的能力，柔性連接方法非常簡單，其可在平戰轉換中迅速完成木柱加固，更重要的是柔性連接允許木楔在安全范圍內移動，促使木柱能夠在安全范圍內進入加固狀態，分散了木柱連接點的受力，在很大程度上降低了沖切力的干擾。柔性連接使用時，應該注意木柱剛度的分配，以免影響柔性連接的可靠性。

3　人防主體結構木柱加固措施的效益分析

木柱加固措施的應用，提高了人防主體結構平戰功能轉換的時間效率，規范了人防主體結構的加固應用。結合人防主體結構中木柱加固措施的應用，實行效益分析，如下：

（1）木柱加固間距的合理控制，可以強化頂板承載，抵御戰時引起的空氣沖擊力，可以達到理想的加固狀態[4]。根據人防主體結構的性能，提前設計出木柱加固的方便，以便及時應用到戰時人防工程的功能轉換中，體現木柱加固措施的效率。

（2）木柱加固措施，對頂板承載有很大的促進措施，按照試驗的設計分析，規范木柱加固措施的應用，促使木柱加固符合人防主體結構的需求，而且木柱加固在人防主體結構加固中，朝向成熟化的狀態發展，降低了平戰功能轉換中的加固風險，提升木柱加固措施的服務水平，優化人防主體結構的加固環境。

（3）木柱加固措施在人防主體結構中，具有靈活的改進優勢，貼近人防主體結構的實際，預防主體結構破壞，保護人防工程的安全性，為戰時提供可靠的人防工程，全面維護人防主體結構的性能，保障人防工程的防護功能。

4　結束語

木柱是人防主體結構中，后加柱方法中的核心，人防主體結構采取木柱加固措施進行改進，能夠在短時間內改變主體結構的受力，促使人防主體結構具有穩定的承載，支持人防工程的戰時應用。木柱加固措施的優勢比較明顯，其在人防主體結構改進中應用便捷，而且符合人防主體結構的實踐要求，體現了木柱加固措施的價值。

[1]王天運，申祖武，劉國強，劉水江.人防工程主體結構木柱加固方法探討[J].鄭州大學學報（工學版），2003，02：33～36.

[2]陳斌，諸宏博.普通地下室主體結構加固改造方法分析[J].安徽建筑，2014，02：154～155.

[3]王玉嵐，張光輝，蔣滄如.人防工程主體結構加固受力性能研究[J].地下空間，2004，03：306～311+422.

TU746.3

A

1673-0038（2015）22-0022-02

2015-5-18

曾小強（1986-），男，江西吉安人，學士，研究方向為人防結構設計。