關于防空地下室結構設計常見問題解析

馬志春

摘 要：近年來，隨著我國經濟水平的穩步增長，我國城市建筑行業已到達了飛速發展的黃金時期。到目前為止，城市地下防空建設已成為我國建筑行業中一個重要的部分，而作為防空地下室設計重點的結構設計，因其設計概念較為復雜，設計過程較為繁瑣而成為影響防空地下室建設質量的主要因素之一。在我國，防空地下室結構設計過程中存有很多弊端，主要表現為設計資料短缺，設計人員不專業，設計方法不科學等。本文作者以目前我國防空地下室結構設計的現狀為研究基礎，綜合分析了防空地下室結構設計過程中的特點，闡述了防空地下室結構設計的重點，旨在為我國防空地下室結構設計奠定堅實的基礎。

關鍵詞：防空地下室；結構設計；常見問題；解析

隨著我國科學技術水平的不斷提升，我國城市建設發展步入黃金時期。在以地下間開發、利用為重點的民用建筑發展背景下，防空地下室結構設計已成為民用建筑工程發展的重要部分。到目前為止，我國防空地下室結構設計中普遍存在著設計資料不齊全、工作人員匱乏以及設計步驟過于繁瑣的弊端。除此之外，因設計人員對設計概念的認識程度不夠，不能明確設計重點，也對防空地下室結構設計的水平造成了嚴重影響。

1 內力分析、截面設計及外墻計算模型的構建

第一，內力分析及截面設計。防空地下室可以分成甲、乙兩種類型。對于甲類防空地下室，要綜合考慮核武器、常規性武器爆炸后的等效靜載量和相應的靜載作用。而對于乙類的防空地下室，則只需要考慮常規性武器爆炸后的等效靜載力及相應的靜載作用。在實際施工過程中，應該結合施工區域的土質類型、風土水文等自然環境條件來確定結構的等效靜載。人防等效靜載的確定是防空地下室結構設計過程中的一項基礎性工作。通常而言，可以按實際工程的分布情況直接選用，而不用另外進行計算。在現實生活中，因為工作人員對設計圖紙理解的偏差，或者是因為技術人員不夠專業，時常會在計算人防等效靜載時出現錯誤?？傊m然防空地下室結構內力的分析方法和以往的建筑物分析方法略有不同，但是截面設計的方法卻同一般建筑的設計方法一樣。

第二，外墻計算模型的構建。通常來講，防空地下室的外墻計算應按照單向板進行，計算方法為：將防空地下室的樓板、底板等作為外墻的支點，以單位長度外墻為計算尺度，按照地下室層數中連續板的數目進行計算。根據工程結構外墻和施工周邊結構的剛度比例系數可以確定出外墻的支撐條件。如果外墻的寬度比周邊結構的寬度大，則應該按照簡支梁來考慮，反之則應按固端來考慮。

2 協調性問題

根據防空地下室結構設計的原則可知，在進行防空地下室結構設計的時候，應注重建筑物各個部位之間抗力的協調性?？沽f調指的是在某一特定人防荷載的作用下，各結構部位仍可正常工作的能力。因為建筑物不同部位受到的作用力不同，所以結構各部位所發生的損壞程度及應配備的安全措施就不一樣。工程結構的協調性主要表現在三個方面，分別為：工程主體結構各部位間的協調統一，防空地下室出入口各部位的協調統一，以及防空地下室出入口與工程主體結構之間的協調統一。

在防空地下室結構設計過程中經常出現以下問題：

第一，條形基礎未考慮頂板處的人防荷載作用；

第二，有頂蓋的通道沒有考慮等效靜載；

第三，電梯墻壁未安裝配筋；

第四，樁身沒有進行強化。

以上幾點只是部分問題，在設計建設中一定要多加注意，減少工程隱患。

3 抗浮問題

抗浮問題是防空地下室結構設計過程中的一個重點問題。在我國很多建筑商為了盡可能擴充地下可利用空間，選擇構建了單層和多層地下室，抗浮問題由之產生。浮力計算的前提是抗浮設計水位，在實際操作過程中，應該根據工程實際合理規劃抗浮設計水位。從根本上講，抗浮設計水位并不是施工區域常年最高降水水位，也不是工程勘察過程中的當前水位?？垢≡O計水位的確定，應該在綜合分析施工區域歷年水文風土材料的前提下，結合施工區域具體的地下水類型、水位變化情況、地下水排泄通道等進行確定。

總而言之，防空地下室不論是在施工階段還是在使用工階段，都應該符合相關的抗浮要求。一般來說，抗浮設計和抗浮計算都是針對使用過程進行的，而施工階段則會對地下水位的排水和降水提出明確要求。在進行階段性的抗浮計算時，一般會采用安全系數法進行驗算?？垢“踩禂凳强垢×藴屎退×藴实谋壤禂?。國際上和地方上的抗浮安全系數是不一樣的，有的地方規定抗浮安全系數要高于1，有的地方規定抗浮安全系數要不低于1.05，具體的抗浮安全系數應以當地有關規定為準。

在實際施工過程中，常有著整體抗浮和局部抗浮的問題。前者是對整個工程來講，后者則是針對部分施工區域來講。并且整體抗浮滿足并不帶表著局部抗浮就會滿足，所以，在對工程整體進行抗浮驗算的時候，應酌情進行工程局部的抗浮驗算。通常情況下，在工程整體抗浮滿足的前提下，如果工程主體外，小范圍內存在結構比重較小的區域，則可以通過增強地下室剛度來提升建筑物整體的抗浮性能，反之則需要進行局部抗浮設計。

4 其他

第一，抗震問題。在防空地下室結構設計的過程中，防控地下結構的抗震性也是設計人員需要重點關注的一個問題。高層建筑規范和抗震設計規范對防空地下室的結構組成、頂棚厚薄、以及植筋數目等都有著明確的規定。在進行防空地下室結構設計的時候，要確保地下室的承重墻體和地上部分的墻體協調一致，從而保障建筑物豎向上的連續性。至于防抗等級，如果地上部分的嵌固部位是地下室的頂板，那么地下一層的抗震等級與其相連上部的抗震等級是一樣的。與此同時，防空地下室每深一層抗震等級便會相應降低一級，且全部樓層的抗震等級都應高于四級。至于那些超出主樓樓體部分，且沒有上部結構的防空地下室，則應結合具體情況選用三級或四級。此外，防空地下室結構設計的基本要求和三級抗震要求基本一樣。

第二，超長結構和后澆帶問題。近年來出現了許多大型和超大型的防空地下室，伸縮縫可以將這些特殊規模的地下室分割成許多個單元，方便人們更好地對這些空間進行使用。而不設縫則可能造成空間控制困難，造成空間浪費。當然，對防空地下室來說，不設置伸縮縫是一種不錯的選擇，這樣做不但可以使用用戶更加自由的對空間進行規劃，而且減輕了施工工程的工作量，從某一方面來說極大提升了工作效率。目前我國已有很多大型防空地下室選擇了不設縫的建筑方式，所采用的的方式主要為，在構建后澆帶以及膨脹加強帶的基礎上，通過精化施工手法、改變施工用料以及優化施工結構等方法，解決超長防空地下室結構的裂縫控制問題。通過這種方法處理過的超長防空地下室，有效縮短了建筑過程中的結構長度，使裂縫控制成為可能。

5 結語

綜上所述，防空地下室結構設計不但在一定程度上提升了它的功能性，協調了其結構設計、通風等之間的關系，更是一個對舊的設計方案的創新和優化過程。其中，人防型地下室結構設計的步驟較為復雜，在設計時要將平時的工程進度，和戰時工程進度綜合起來考慮，在保證工程質量的同時，盡可能縮減施工用時，提升工程效益。當然，因為在進行防空地下室結構設計時會牽扯到同用戶及政府部門的溝通協調，所以還需要設計人員不斷對設計方案進行改革、總結，以滿足社會各界的需求。與此同時，在實際施工過程中，還應該靈活運用各種高新設計軟件，共同提升防空地下室結構設計的水平。

參考文獻

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