探討地下室人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的若干問題思考

靳風(fēng)貴

鄭州市人防工程設(shè)計(jì)研究院

1、地下室人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

人防地下室全稱為人民防空地下室人防地下室，是現(xiàn)代人防工程中的重要組成環(huán)節(jié)，是落實(shí)人民防空系統(tǒng)的重要物質(zhì)性基礎(chǔ)，其主要包括以下幾方面特點(diǎn)：(1)由于人防地下室在人民防空系統(tǒng)中占有重要的作用，這就要求在對人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)充分考慮戰(zhàn)時(shí)規(guī)定武器爆炸動(dòng)荷載。對于武器爆炸動(dòng)荷載而言，具有荷載量偶然性、持續(xù)衰減性等特點(diǎn)，對于人防地下室結(jié)構(gòu)沖擊形式以空氣沖擊波為主，且人防地下室主要承載結(jié)構(gòu)則以墻體、建筑物支撐柱為主。因此，人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)著重考慮武器爆炸動(dòng)荷載對其墻體、建筑物支撐柱影響。(2)人防地下室另一個(gè)重要用途是作為和平時(shí)常規(guī)建筑物使用，其建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與戰(zhàn)時(shí)建筑物使用要求不同。因此，在對人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)兼顧考慮戰(zhàn)時(shí)和和平時(shí)建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，做好二者差異化標(biāo)準(zhǔn)，并可以實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)時(shí)和和平時(shí)功能的轉(zhuǎn)換。(3)由于人防地下室特殊的使用特點(diǎn)，其在支撐墻、外墻等結(jié)構(gòu)構(gòu)件選擇方面與常規(guī)建筑物有所不同。為應(yīng)對規(guī)定武器爆炸動(dòng)荷載，人防地下室外墻、支撐墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件選擇時(shí)，使用了諸如受彎構(gòu)件替代常規(guī)的鋼筋混凝土構(gòu)件，對于確保其動(dòng)力載荷承受能力方面具有顯著意義。(4)據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，人防地下室結(jié)構(gòu)件要求較常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)化靜載試驗(yàn)時(shí)，其對動(dòng)荷載要求更高，其材料力學(xué)性能應(yīng)更加穩(wěn)定。因此，為滿足人防地下室使用要求，可提高其建筑材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度，降低其建筑構(gòu)件的安全度、可適度。

2、地下室人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

人防地下室在設(shè)計(jì)原則上主要遵循以下幾點(diǎn)：①人防地下室是整體建筑的一部分，一方面需要滿足日常使用狀況，另一方面又能有效的滿足戰(zhàn)時(shí)需求，有利于戰(zhàn)備運(yùn)營工作的開展，在設(shè)計(jì)上要滿足日常與戰(zhàn)時(shí)情況下的荷載差異狀況，依據(jù)建筑情況自身狀況來合理設(shè)計(jì)，從而有效的滿足實(shí)際多方面的承載需求標(biāo)準(zhǔn)。②人防地下室設(shè)計(jì)要符合應(yīng)有的強(qiáng)度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。沖擊波荷載情況下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到變形的最大限度，通過延性比做有效控制，對各構(gòu)件在延性比做有效確定，對變形限制與防護(hù)密閉需求做應(yīng)有關(guān)注，從而可以不必對結(jié)構(gòu)變形與裂縫做獨(dú)立的驗(yàn)算。③在防控設(shè)施上需要考慮到受到常規(guī)武器或者核武器的破壞可能性，設(shè)計(jì)中要以最強(qiáng)烈破壞情況做作用力后果的預(yù)想與人防地下室結(jié)構(gòu)的有效設(shè)計(jì)，從而保證人防地下室設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的抗破壞能力。④在人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，需要保證各部位抗力設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)處理，避免設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不一致導(dǎo)致的內(nèi)部結(jié)構(gòu)自身的毀壞問題，避免因此而產(chǎn)生建筑使用壽命縮短以及人防地下室防護(hù)實(shí)際功效。

3、地下室人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要注意的問題

3.1 人防平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置、標(biāo)注、定位

對于人防區(qū)域結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)布置要根據(jù)建筑平面和人防信息相結(jié)合，根據(jù)一些線性功能進(jìn)行劃分人防區(qū)域和非人防區(qū)域，并劃分出人防外墻、人防門框墻等一些重要墻體，然后對每一面墻體和門進(jìn)行編號和尺寸大小的設(shè)計(jì)，也同時(shí)增加載荷類型，方便直接計(jì)算出配筋數(shù)量。

3.2 人防主體設(shè)計(jì)

人防建筑主體主要是防護(hù)單元。人防區(qū)域根據(jù)不同使用功能要求劃分若干防護(hù)單元，不同防護(hù)單元的面積要求不同，相鄰單元要設(shè)置密閉隔墻確保各單元互不影響，如果單元間需要連通，要在單元兩側(cè)設(shè)置防護(hù)密閉門。每個(gè)防護(hù)單元除連通口外，須設(shè)置至少兩個(gè)出入口。

3.3 孔口防護(hù)設(shè)計(jì)

孔口防護(hù)的設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)考慮一下幾個(gè)方面的內(nèi)容：首先是防護(hù)密閉門與消波系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其次是出入口通道內(nèi)臨空墻與門框墻的設(shè)計(jì)，最后是孔口其他構(gòu)件，如風(fēng)井、防倒塌棚架、開敞式通道、相鄰單元之間的隔墻等的設(shè)計(jì)，臨空墻、相鄰單元之間的隔墻已在上節(jié)中談到了荷載的確定，設(shè)計(jì)人員可按一般墻體的計(jì)算模式，考慮人防設(shè)計(jì)的特點(diǎn)計(jì)算出內(nèi)力和配筋。

3.4 結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計(jì)

從實(shí)際情況的角度進(jìn)行分析，戰(zhàn)時(shí)人防地下室結(jié)構(gòu)所承受的主要荷載作用來源于爆炸等情況產(chǎn)生的較為強(qiáng)烈的空氣沖擊波，首先從地下室頂板結(jié)構(gòu)的荷載情況來看，其通常需要直接承受地面沖擊波，并且要抵抗超壓及負(fù)壓的作用，其次，從側(cè)壁和底板的荷載情況來看，其所承受的荷載壓力通常是由作用于地面的空氣沖擊波對地表土體進(jìn)行壓迫并通過土體運(yùn)動(dòng)將壓力傳遞至下層地下室周圍的土體中，從而對地下室的側(cè)壁及底板產(chǎn)生超壓、動(dòng)壓及負(fù)壓等不同的荷載作用。在人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對以上的荷載作用情況進(jìn)行充分的考慮。

3.5 平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)

人防設(shè)計(jì)中平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)也是重要的一環(huán)，非戰(zhàn)時(shí)期人防設(shè)計(jì)的應(yīng)用是對土地資源的節(jié)約。“平戰(zhàn)結(jié)合”要求進(jìn)行人防設(shè)計(jì)時(shí)既要考慮平時(shí)功能需求，又要考慮戰(zhàn)時(shí)功能需求；使人防區(qū)域既能滿足平時(shí)使用要求，又能滿足防護(hù)需求。在實(shí)際中，平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換主要著重于人防設(shè)計(jì)中出入口和其他孔洞在平時(shí)能夠保證人們的正常需求，又能夠在戰(zhàn)時(shí)及時(shí)封閉，比如平時(shí)需要的設(shè)備安裝口、采光口和專用出入口能夠在封閉時(shí)達(dá)到抗力、密閉、防護(hù)的要求，能夠有效及時(shí)的封堵。平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換還包括平時(shí)不需要使用的戰(zhàn)時(shí)設(shè)備比如除塵濾毒裝置能夠在戰(zhàn)時(shí)及時(shí)安裝；儲水間、物資等能夠在緊急狀態(tài)下馬上投入使用等。

總之，人防地下建筑工程無論是建設(shè)規(guī)模，還是建設(shè)水平都有較高的提升，進(jìn)一步加強(qiáng)設(shè)計(jì)非常重要，需要引起我們的重視。

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