人防結構設計范文

時間:2023-03-19 00:03:52

導語:如何才能寫好一篇人防結構設計,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

篇1

關鍵詞:人防地下室 土中壓縮波 等效靜荷載

中圖分類號:S611文獻標識碼: A

一、土中壓縮波

人防工程設計中,在常爆、核爆的情況下,由地面空氣沖擊波及其引起的土中壓縮波作用,造成結構存在動力的相互作用,結構動載的確定方法很復雜。結構分析的最終目的是要給出結構的動變位和動內力,其所采用的力學模型可歸納為兩類:一類是首先確定作用于結構周邊上的荷載,將土和結構分離開來,如同地上結構那樣去作動力分析;另一類是將土體和結構作為一個整體統(tǒng)一考慮,然后應用波動理論或動力理論的解析方法,或應用有限元等數(shù)值方法,按無限(或半無限)平面(或空間)問題求解。

按第一類分析方法,在確定動載時,必須注意正確的反應波和結構的相互作用,否則,給出的動載不能反映實際情況。第二類分析方法,將土和結構認為是一個整體,按有限元分析法計算,其精度主要取決于土介質及結構材料力學參數(shù)的選取。第二類分析方法相當復雜,因此工程計算目前主要采用第一類分析方法。

二、影響土中壓縮波荷載的因素

地下結構所受到的荷載和許多因素有關:1)地面空氣沖擊波及其引起的土中壓縮波,或武器爆炸直接產生的壓縮波的特性;2)土介質的特性,壓縮波在自由場中傳播時的參數(shù)變化;3)覆土厚度的影響;4)壓縮波遇到結構時產生反射,這個反射壓力取決于波與結構的相互作用。

1、結構板跨尺寸

結構板跨尺寸對荷載也有影響。結構板的尺寸大小是有限的,它的二側是上下連續(xù)的土壤介質。壓縮波遇到結構板反射,但通過二側的土壤時不存在反射。板面上方的土壤因受較大的反射壓力,有向二側擠壓的趨勢,逐次向中間疏松,致使板面的反射壓力降低。結構板跨尺寸較小時,反射壓力很快疏散,結構受到壓縮波動力作用減弱。結構板上的反射壓力并非均勻分布,就其平均值來說,結構板的橫向尺寸越大,受到的平均反射壓力也越大。

2、土體力學特性

壓縮波荷載與土體力學特性密切有關。如具有抗剪強度的非飽和土壤,當結構埋深較大時,一般使結構的荷載減小,而飽和土則不能。

3、介質與結構的相互作用

當壓縮波作用于結構板上時,結構將發(fā)生整移和變形,這些反過來影響原來壓縮波荷載,即介質與結構之間的動態(tài)相互作用。對平頂結構而言,壓縮波作用下結構板的變形是順著波的傳播方向,所以結構變形使得壓縮波荷載減小。

4、結構埋深

當壓縮波遇到結構頂板時,將會產生反射壓縮波并朝反向傳播,當它達到自由表面時,因地表無阻擋面使土體趨向疏松,形成向下傳播的拉伸波。如果頂板埋置較深,拉伸波到達時間較晚,在此之前結構頂板可能已達到最大變形,因而拉伸波不能起到卸載作用;如果埋深很淺,由于拉伸波產生的卸載作用,將會抵消大部分入射波在頂板上形成的反射作用。同時,隨傳播距離的增加,土中壓縮波峰值壓力近似按指數(shù)規(guī)律衰減,升壓時間近似按線性比例增長,其效果是隨深度的增加結構的動力作用逐漸降低。

5、土含水量

壓縮波荷載與土壤含水量關系極大。當結構處于地下水位較高的地區(qū),更要考慮地下水的影響。壓縮波在飽和土層中傳播時很少衰減,同時因為飽和土的壓縮性極小,使得結構所受的荷載大幅度增加。

三、土中結構荷載的分析方法

1、土與結構相互作用方法

土與結構相互作用方法(SSI)基于一維波動理論分析公式,能夠解釋多種現(xiàn)象。對于剛性較大的及剛性較小的結構具有較好的精度。此方法是將土體和結構作為一個整體,從地面沖擊波或土中壓縮波到達開始,用波動理論分析波在土的介質中傳播,以及遇結構后的反射及卸載等效應,最終求得作用在結構上的荷載。

2、綜合反射系數(shù)法(三系數(shù)法)

綜合反射系數(shù)法是一種半經驗半理論的方法。它考慮了壓縮波在傳播過程中的衰減,引入衰減系數(shù)α;在確定結構板上的荷載時,綜合考慮波與結構以及自由地表之間的相互作用影響,引入綜合反射系數(shù)Kf;并在最后采用等效靜載法,引入動力系數(shù)Kd或荷載系數(shù)Kh,計算不同等級人防工程作用于結構上的等效靜載。此法是規(guī)范目前對人防工程等效靜荷載確定的計算方法。

3、拱效應方法

拱效應的概念本來是在靜荷載作用下提出來的,它的實質是依靠土的抗剪能力將土的壓力從較大變形處轉移到較小變形處,所以拱效應的大小取決于結構的變形程度和土的抗剪強度。在動荷載作用下,開始時無拱效應,經過幾秒鐘后呈現(xiàn)拱效應,減少作用在結構上的后期荷載。如果外加壓力太大,超過土體的抗剪強度,將不能形成拱效應,通常只有壓力在3.5MPa以下時才能考慮。拱效應方法難以準確的描述爆炸壓縮波作用下土與及結構的相互作用機理,僅是一種半經驗半理論的方法。

四、等效靜荷載的確定

1、等效靜載法

工程實際中常把核爆動荷載變換為等效靜荷載,所采用的方法稱為等效靜載法。

等效靜載法的優(yōu)點在于計算簡單,并能沿用靜力計算的公式和圖表,但它有一定的局限性,一般對于掘開式淺埋結構是適用的,對于大跨度和復雜的結構,宜采用有限自由度法求其動力解。

采用等效靜載法的基本假定和原則:

a、假定荷載同時作用在整個結構上;

b、假定結構或構件為單自由度體系,并按照某一假定的振型振動,不論在彈性或彈塑性階段,認為振型的形狀不變;

c、結構或構件在動載作用下最大內力和反力是等效靜載作用下的內力和反力。等效靜載的數(shù)值按結構工作狀態(tài)可分為彈性階段和彈塑性階段兩種動力計算方法。通常確定等效靜載時宜采用彈塑性階段,即等效靜載的數(shù)值是動載最大值與動力系數(shù)或荷載系數(shù)的乘積。

d、結構或構件動力系數(shù)與荷載系數(shù)認為與同樣自振頻率的簡單彈簧質點體系完全相同。

在核爆動載作用下,地下室頂板、外墻、底板的均布等效靜載標準值按下列公式計算:

qe1=Kd1Pc1

qe2=Kd2Pc2

qe3=Kd3Pc3

Kd1、Kd2、Kd3分別是頂板、外墻、底板的動力系數(shù)。

2、動力系數(shù)

計算等效靜載所涉及的動力系數(shù),需要根據(jù)構件的延性比來確定。結構構件的延性比[β]是構件出現(xiàn)最大變位與彈性極限變位的比值。

結構在彈性工作階段,在荷載作用下構件產生的變形和位移隨作用力增大而增大。力和位移的比值為常數(shù),并且當作用力消失由作用力所產生的變位也隨之消失,構件恢復到原來的位置,沒有任何殘余變形存在;而構件在彈塑性工作階段所產生的變位,在荷載停止作用和并不完全消除掉時,有殘余變形存在,然而正是這種變位使得構件在彈塑性階段比彈性工作階段吸收更多的核爆炸的能量,這對結構抵抗核爆動荷載是十分有利的。

3、自振頻率的計算方法

在強迫振動下哪一種主振型占主要成分與動載的分布形式有很大關系。一般來說與以動載作為靜力作用時的撓曲線相接近的主振型起著主導作用,因此宜取將動載視為靜力所產生的靜撓曲線形狀作為基本振型。

五.結束語

人防地下室結構設計是一項復雜的工作,其中非常重要的一項內容就是確定人防工程計算的等效靜荷載,它將直接影響工程結構合理性、經濟性、安全性。通過對人防地下室結構荷載相關問題的探討,希望能和廣大工程設計人員共同提高業(yè)務水平,促進人防工程的建設。

參考文獻:

篇2

關鍵詞:人防結構;抗震結構;設計;比較

中圖分類號: S611 文獻標識碼: A

引言

從根本上說的建筑施工都是以減少震動危害為目的的,因此具有一定程度的相同點,同時由于二者所承受的震動性質不一致,因此實施上設計手段也存在差異。

一、建筑工程人防結構設計與抗震結構設計的內容

(一)建設工程人防結構設計

人防建筑結構在建筑施工之前需要進行系統(tǒng)的結構設計,結構設計必須進行科學的數(shù)據(jù)分析和實地勘探考察,設計質量與施工質量二者有明顯的關系??茖W的結構設計能夠產生相應的人防效果,在戰(zhàn)爭時期和和平時期都能夠對群眾的生命財產起到保護作用。從目前的施工建設經驗分析,主要存在的人防結構設計手段有掘開式人防工程和暗挖式人防工程兩種,其中掘開式人防工程又包括單建式人防工程和附建式人防工程,而暗挖式人防工程則包括坑道式和地道式兩種。

(二)建設工程抗震結構設計

雖然我國的地震發(fā)生概率比較小,地震帶來的危害較之地震頻發(fā)國家來說相對較小,但是為了保證建筑物使用質量,確保用戶的人身財產安全,減少地震發(fā)生時的重大人身傷亡,進行必要的抗震結構設計也是必不可少的,尤其是對于地震發(fā)生概率比較高的省份來說,更應該成為建設施工的重點?,F(xiàn)有的建設施工安全文件中,規(guī)定安全性指標是指建筑工程結構在正常設計、施工和使用條件之下,能夠承受在施工與使用情況下出現(xiàn)的各種荷載或變形,特殊情況下發(fā)生的偶然荷載或突發(fā)事件要保證在發(fā)生事件前后結構的穩(wěn)定性能不變。而適應性指標主要是指在建筑結構正常使用的情況下能夠在規(guī)定使用期限內其結構不產生變形、裂縫和振動等。

二、設計原則對比

從理論上分析,無論是人防結構還是抗震結構都是以提高抗震動帶來的危害為基礎,他們的施工特點都是提高建筑物的抗震動能力,保證在遭受到重大震動時建筑物能夠最大程度的保持完好,從這一方面來說,二者都遵循“強柱弱梁”、“強剪弱彎”等基本設計原則。此外,二者的結構設計理念都尊重整體建筑的協(xié)調性和合作性。以往的建設施工實踐表明,即使整體的建構設計都符合基本的承受系數(shù)標準,但是只要存在一個環(huán)節(jié)甚至是一個小結構的弱承受能力,在地震等災害發(fā)生時,該小的薄弱環(huán)節(jié)就成為災難發(fā)生的源泉,這一點與工程力學上所講的應力集中現(xiàn)象類似。按照物理學力的基本原理,我們發(fā)現(xiàn)建筑結構的內部各個組成部分具有一定的收縮系數(shù)標準,換句話說,施工人員可以通過提高建筑內部的動能運動和吸收能力,來減少外部受到的動能威脅,從而降低外部震動對建筑物帶來的嚴重破壞,或者降低危害系數(shù)?;谶@一理論,建筑施工人員可以從動能力量轉換角度出發(fā),進行設計施工。例如可以充分地利用結構受彎構件或大偏心受壓構件的變形吸收動荷載的能量,通過緩沖作用減輕各個構件支座截面的抗剪負擔和受力柱的抗壓負擔,以確保建筑結構在完全曲屈服前不再出現(xiàn)另外的剪切力破壞,在屈服后還具有足夠的延性以保證構件形成最終的塑性破壞,從而達到提高建筑結構整體承載力的目的。

三、設計方法的對比

從物理學角度分析,人防結構設計主要是提高其的承受能力,因此,它的設計方法也是從物理學應用實際出發(fā),現(xiàn)行主要的設計方法是采取等效靜荷載的辦法展開設計分析工作。由于建筑抗震結構設計是基于擬建工程結構在施工或使用的條件下的設計過程,建筑結構構件在各種動荷載的綜合作用下,結構構件振型與相應靜荷載作用下?lián)锨€非常相似,而且在動荷載的作用下建筑結構構件的破壞規(guī)律與相應的靜荷載作用下的破壞規(guī)律也相似,因此在動力分析過程中,可以通過將建筑結構構件進一步簡化為一種單自由度體系,查表可得相應的動力系數(shù),以動力系數(shù)與動荷載峰值相乘得到等效靜荷載。這樣一來,建筑結構構件相當于在等效靜荷載的作用下,而其各項內力就是在各種動荷載作用下的內力最大值。此外,提高人防結構的質量,不僅要選用科學的設計方案,還需要選用具有一定承受力和荷載力的高效建筑結構材料,現(xiàn)在施工單位為了提高原有建筑材料的使用效果,通常在建筑材料內加入材料強度綜合調整系數(shù)予以調整修正,最后通過建筑結構構件在綜合動荷載作用下,在其變形極限允許延性比加以控制,按照允許延性比進行彈塑性能的驗算得到最終的設計結果。

由于地震災害的破壞力大,而且地震災害具有不可預測的性質,因此對于地震災害的預防工作,在建筑施工過程中難度系數(shù)非常高。現(xiàn)有的抗震結構設計理念基本可以概括為,抗震建筑物能夠在較低級別的地震災害中確保質量安全,不發(fā)生破壞,而在相對高的地震災害發(fā)生時,出現(xiàn)細微的破壞性,但是可以通過后期的修補和維護繼續(xù)居住,在較高級別的地震災害發(fā)生時,建筑物能夠保證不坍塌,內部居住居民可以安全撤離,減少地震發(fā)生時的破壞力,但是建筑物無法進行二次使用,需要在災后進行重建。這種設計理念與人防結構設計之間存在差異性,人防結構設計的方法一般先取小震地震動參數(shù)計算結構彈性下的地震作用效應,進行相關的結構構件截面承載力的驗算,然后是對大震下的結構彈塑性變形力驗算完成二階段設計要求,最后通過應用工程結構概念設計和抗震構成措施來完成大震不倒的第三水準設計要求。

四、提高延性的設計構造措施

(一)核武器與常規(guī)武器爆炸均是偶然性荷載,有很大量值,作用時間較短以及逐漸衰減的特征,彈塑性工作階段就是結構構件承受動荷載時,結構構件具有較大的延性,有利于吸收動能和抵抗動荷載。人防結構設計時,構造上應采取“強剪弱彎”“強柱弱梁”“強節(jié)點弱構件”的設計原則。如何充分利用受彎構件和大偏心受壓構件的變形吸收武器爆炸動荷載作用的能量,以減輕支座截面的抗剪與柱子抗壓的負擔,確保結構在屈服前不出現(xiàn)剪切破壞和屈服后有足夠的延性,最終形成塑性破壞,提高結構的整體承載能力;又如受彎構件應雙面配筋,對承受動荷載作用下可能的回彈和防止在大撓度情況下構件坍塌十分重要。

(二)對梁、柱剪跨比和梁、柱剪壓比及柱軸壓比都要求在合理的范圍內,規(guī)范中也有相關的規(guī)定。在塑性鉸區(qū)需配置足夠的箍筋,可約束核心混凝土,顯著提高塑性鉸區(qū)混凝土的極限應變值,提高抗壓強度,防止斜裂縫的擴展,能夠充分發(fā)揮塑性鉸的變形和耗能能力,提高梁、柱的延性;同時鋼箍作為縱向鋼筋的側向支承,阻止縱筋壓屈,使縱筋充分發(fā)揮抗壓強度。避免地震作用下框架柱過早地進入屈服階段,就必須增大屈服時柱的變形能力,提高柱的延性和耗能能力,全部縱向鋼筋的配筋率不應過小。

(三)強剪弱彎。適筋梁或大偏壓柱,在截面破壞時可以達到較好的延性,可以吸收和耗散地震能量,使內力重分布得以充分發(fā)展;而鋼筋混凝土梁柱在受到較大剪力時,往往呈現(xiàn)脆性破壞。所以在進行框架梁、柱設計時,應使構件的受剪承載力大于其受彎承載力,使構件發(fā)生延性較好的彎曲破壞,避免發(fā)生延性較差的剪切破壞,而且保證構件在塑性鉸出現(xiàn)之后也不過早剪壞,這就是“強剪弱彎”的設計原則,它實際上是控制構件的破壞形態(tài)。

結語

綜上所述,從目前的建筑施工現(xiàn)狀調查數(shù)據(jù)分析,我國的建筑設計越來越重視人防結構和抗震結構的設計質量,尤其是在遭受到兩次重大地震和如今局勢的影響之下,用戶對二者施工的質量要求也相對提高。

參考文獻:

篇3

1平時使用與戰(zhàn)時使用相結合。一般情況下,人防工程在平時主要是作為民用的儲藏室或者停車場等,但是在戰(zhàn)爭時期,人防工程主要用作軍用的群眾避難場所,從這個角度說,地下人防工程既是民用工程也是軍用工程。因此,我們在對地下人防工程進行結構設計的時候要充分考慮到地下人防工程的這兩種功用,使地下人防工程不僅能夠在平時充分發(fā)揮其作為儲藏室或者停車場作用,還能夠在戰(zhàn)爭時期保證人民群眾的生命安全。由此可知,平時使用與戰(zhàn)時使用相結合是地下人防工程結構設計的最主要特點。

2鋼筋混凝土的結構組成。目前,我國大部分的地下人防工程的結構設計往往采用鋼筋混凝土的結構構件,這也是地下人防工程的結構設計特點之一。一般來說,地下人防工程的結構構件在塑性階段的吸收能力要高于彈性階段的吸收能力,因此在地下人防工程的結構設計過程中,我們要以結構構件彈性階段的吸收能力作為主要的參考依據(jù),這樣才能夠在最大程度上保證鋼筋混凝土的結構構件的安全與穩(wěn)定,促進地下人防工程的結構設計質量的提高。

二、地下人防工程的結構設計策略

地下人防工程是復雜的系統(tǒng)性工程,如何提高地下人防工程的設計質量是建筑行業(yè)的發(fā)展面臨的重大問題,為此我們要加強技術創(chuàng)新,找出地下人防工程結構設計的有效策略,促進地下人防工程的結構設計質量的不斷提高。筆者認為地下人防工程的結構設計策略主要有以下幾個方面。

1科學布置地下人防工程的平面結構構件。地下人防工程的平面結構構件的布置是地下人防工程的結構設計的重要內容,因此必須要采取積極措施,科學布置地下人防工程的平面結構構件。地下人防工程的平面結構構件布置的本質是用結構方式來表現(xiàn)建筑平面人防信息,為此我們要根據(jù)科學的標準對人防區(qū)和非人防區(qū)進行合理的劃分,在此基礎上劃分出人防外墻、人防隔墻、人防門框墻和人防臨空墻等。其次,我們要對劃分以后的墻體按照科學的順序進行編號,并確定其具體的荷載類型,為接下來的計算過程以及配筋表的編制奠定基礎。最后,我們在結束了上述工作的基礎上要科學確定墻體的具體厚度以及門框墻的具體的尺寸。綜上所述,只有科學布置地下人防工程的平面結構構件,才能使地下人防工程的結構設計質量得到有效保證。

2加強地下人防工程的荷載設計。地下人防工程結構設計的核心內容是根據(jù)相關的規(guī)定來確定地下人防工程的具體荷載數(shù)值。一般情況下,地下人防工程的具體荷載可以分為靜態(tài)荷載和動態(tài)荷載兩種類型。具體來說,平時地下人防工程的荷載以靜態(tài)荷載為主,戰(zhàn)爭時期,地下人防工程會受到一定的沖擊,此時的荷載主要以動態(tài)荷載為主。其中的難點問題在于動態(tài)荷載的設計,筆者認為地下人防工程的動態(tài)荷載設計的思路是把爆炸沖擊所產生的動態(tài)荷載轉化為等效的靜態(tài)荷載,然后在此基礎上根據(jù)荷載的總體組合狀況,按照一般結構力學的具體方法來計算地下人防工程結構的設計內力。地下人防工程的動態(tài)荷載之所以能夠轉化為等效的靜態(tài)荷載,是由于地下人防工程的動態(tài)荷載對于不同結構構件的沖擊不一定在同一時間達到荷載的最大值,所以我們可以將地下人防工程的整個結構分割開來獨立地計算各個構件的荷載最大值??傮w來說,加強地下人防工程的荷載設計是提高地下人防工程結構設計質量的必要措施。

3保證地下人防工程結構構件的質量。地下人防工程結構構件的質量至關重要,它直接決定著地下人防工程結構的安全與穩(wěn)定,因此我們必須采取積極的措施保證地下人防工程結構構件的質量完全符合相關規(guī)范和技術標準的要求。首先,地下人防工程結構構件要采用符合等級要求的混凝土,并保證所采用的混凝土的抗?jié)B等級符合相關要求。其次,要特別注意保證地下人防工程結構構件的厚度符合要求,比如,地下人防工程的密閉通道的隔墻的厚度必須在200mm以上,地下人防工程的連通口處的防護密閉門門框墻厚度必須在500mm以上。因此,我們必須嚴格按照相關的要求,保證地下人防工程結構構件的質量,只有這樣才能真正提高地下人防工程結構設計質量。

4努力提高地下人防工程地下室孔口的設計質量。一般情況下,地下人防工程地下室孔口是整個人防工程的關鍵部位,是地下人防工程結構設計的重要內容,因此我們必須努力提高地下人防工程地下室孔口的設計質量。地下人防工程地下室孔口的主要設計內容包括防護密閉門的設計、消波系統(tǒng)的設計、出入口通道內臨空墻的設計以及出入口通道門框墻的設計等等。具體來說,門框墻的設計一般情況下是按照懸臂梁來計算的,但是要注意平時使用和戰(zhàn)時使用的區(qū)別。地下人防工程地下室出入口通道的平時寬度比較大,而對于戰(zhàn)時來說,又相對比較窄,在這種情況下,門框墻的懸臂梁長度就會過長,從而引起水平筋過大。此時我們可以通過加設一定的支柱和懸梁來改變門框墻的受力效果,但是這一操作必須要在不影響門框墻的具體使用功能的前提下進行。另外,在地下人防工程地下室孔口的設計過程中,要深入貫徹平戰(zhàn)轉換的思想方針,使地下人防工程能夠在戰(zhàn)時迅速投入使用,為廣大人民群眾提供一個安全的避難場地。

三、結語

篇4

關鍵詞:地下室設計;人防設計;人防荷載

0 引言

在人民防空工程即人防工程的概念中,一是為保障戰(zhàn)爭時期人員安全與物資掩蔽、人防指揮、醫(yī)療需要等而修建的地下防護建筑。防空地下室是在戰(zhàn)爭時期用于人民防空的,并且兼具有一定防護能力的地下室。其中防空地下室是整個人防工程中的重要組成部分。與其它人防工程類似,它被要求必須具有國家規(guī)定的戰(zhàn)時防護能力和各項戰(zhàn)時防空功能,是實施戰(zhàn)時人民防空保障最重要的物質基礎。而對于地下室的設計來說,既要考慮非戰(zhàn)爭時期地下室荷載較小,需滿足地上建筑使用上大空間的問題,又要考慮戰(zhàn)時人防時荷載較大,結構上很難滿足大空間的需求。這就對在地下室的設計中對人防荷載的計算和應用提出了一定要求。

1 人防設計結構的特點

1.1設計原則

人防結構設計原則可以概括為:平戰(zhàn)結合,取控制條件。地下室的人防設計首先應符合人防建設設計與城市建設設計相結合的原則。在平面布局、結構選擇、通風排氣、采光照明和給水排水等方面,與地上建筑相輔相成。是地下室成為在非戰(zhàn)時民用的方便之選,戰(zhàn)時軍用的安全保障。

1.2地下室的人防主體結構設計

根據(jù)地下室人防設計的原則,在設計中可以將其主體結構設計的可靠性可以降低,即一般建筑結構 pf=10%,而人防結構pf=6%。第二、充分考慮結構在動力響應方面的性能。第三、結構主要構件可考慮塑性工作狀態(tài)。在考慮塑性階段工作時,構建可否承受更大動力的荷載,決定著其是否能夠具有更大的經濟意義和國防安全意義。第四、建筑材料設計的強度可以提高。經證明,在高速加載的前提下,材料的力學性能可以發(fā)生較明顯的改變,這種改變主要表現(xiàn)為材料強度的提高。但是材料的變形性能包括塑性性能等基本保持不變。材料強度的變化對結構設計工作起到有利作用。第五、重視構造。人防設計的許多構造要求是與一般的建筑的結構設計要求有所不同,人防設計的要求與其他建筑設計要求相比更為嚴格。在普通的民用建筑設計中人防地下室的結構設計荷載,一般只涉及 5 級或6級人防荷載設計,結構的頂板不再考慮范圍之內,而是由戰(zhàn)時需要改變。

1.3孔口防護設計

所謂孔口防護設計,包括出入口的防護和消波系統(tǒng)。其中出入口的防護包含防護密閉門的選用、門框墻、臨空墻的計算、出入口通道、風井的計算等幾個方面,而消波系統(tǒng)則包含防爆破活門的選用和擴散室(箱)的設計。

門框墻:其所受荷載分為兩種,一是直接作用在墻上的荷載力;二是由門扇中轉傳來的經計算后的等效靜載標準值。

臨空墻:要根據(jù)工程施工中的實際情況取其等效靜荷載標準值以實地計算為準。

隔墻:隔墻包括兩個類型,一是相鄰防護單元間隔墻二是人防地下室與普通地下室相鄰間的隔墻。而有關于荷載的其他各種防護密閉門、防爆波活門、擴散室的設計等全部按照規(guī)范中有關規(guī)定執(zhí)行,當所有計算后的所有構造構件的等效靜荷載值確定后,即可進行結構荷載的計算。人防地下室中每個防護單元的防護設施和內部設備皆自成系統(tǒng)。相鄰防護單元之間設置鋼筋混凝土防護密閉隔墻,墻上開設門洞處,在其兩側設置防護密閉門。相鄰抗爆單元之間設置抗爆隔墻,墻上開設連通口處,在洞口一側設置防爆擋墻。

染毒區(qū)與清潔區(qū)之間設置了整體澆注的鋼筋混凝土密閉隔墻,厚度 250。并在染毒區(qū)一側墻面用水泥砂漿抹光。防空地下室室內外出口處的臨空墻皆為鋼筋混凝土澆注,厚300mm。

2孔口防護和平戰(zhàn)兼顧

2.1.1孔口防護

風井的設計中只計算土中壓縮波的壓力,對空氣沖擊波則不予慮,因兩者不會同時作用。下面主要談談防護密閉門與消波系統(tǒng)的設計。當空氣沖擊波到達出入口通道時,雖然有通道出入口的擴散作用,但遇墻體和門的反射作用使作用在門上的總效應大于空氣沖擊波的壓力,約為 2. 0~3. 5 倍。一般工程的防空地下室設置于地下一層。平時為汽車庫,戰(zhàn)時為六級防護單元,均為二等人員掩蔽所。在人員掩蔽防護單元內設置了戰(zhàn)時清潔式、濾毒式和隔絕式通風系統(tǒng)。

2.1.2戰(zhàn)時通風方式的轉換說明

當接到核生化武器襲擊警報后,工程應立即轉入隔絕式防護,然后進行隔絕式通風。在隔絕式通風期間,防化專業(yè)隊伍要通過取樣管或測壓管取外界空氣氣樣進行化驗,查明毒劑的濃度、種類、性質,說明本濾毒器是否能過濾該毒劑。待有人急需進出工程,或室內 CO2 濃度上升至 2.5%以上人員難以忍受時,或者毒劑沿門縫進入工程,達到對隱蔽人員造成最低傷害濃度時,并證明過濾的毒劑且濃度較低時,才可以轉入濾毒式通風。待人員出入完畢,獲得以改善后,再轉入隔絕式通風。

2.1. 3人防排水

在每個防護區(qū)戰(zhàn)時主要出入口的防毒通道及其防護密閉門以外的通道、次要入口的密閉通道等設有集水坑,有效容積 1.0m3,防毒通道、簡易洗消區(qū)、擴散室及濾毒室的洗消廢水通過防爆地漏排到集水池內;另在人防潔凈區(qū)內設平戰(zhàn)結合的集水坑,人防潔凈區(qū)內的干廁沖洗廢水及盥洗間等廢水通過地漏排到平戰(zhàn)結合集水池內,由潛水泵統(tǒng)一提升至室外。人防給水管材采用鍍鋅鋼管;排水管材采用給水鑄鐵管。

2.2戰(zhàn)時電源

人防區(qū)內設 1 座戰(zhàn)時固定電站,安裝 2x120kW 戰(zhàn)時柴油發(fā)電機。戰(zhàn)時市電接地下室動力配電箱,戰(zhàn)時應急電源接戰(zhàn)時固定電站,戰(zhàn)時一級負荷由各防護單元應急照明配電箱供電。靠近戰(zhàn)時固定電站的人防單元設電力防爆波電纜井,用于戰(zhàn)時向區(qū)域內零散人防單元送戰(zhàn)時電源。

2.3 平戰(zhàn)兼顧

顧名思義在地下室人防設計中一定要遵守的設計原則。也是設計中的考慮因素之一。上文提到,鑒于平戰(zhàn)兼顧這一原則在防空地下室的設計中消波系統(tǒng),防爆破門,門墻,頂板等都作出了相應的調整。這都體現(xiàn)了人防荷載在具體設計中的應用。平戰(zhàn)兼顧設計是深入貫徹“平戰(zhàn)結合”建設方針一個重要環(huán)節(jié)。

3 影響土中壓縮波荷載的因素

3.1結構埋深

眾所周知,隨著傳播距離的上升,土地中壓縮波峰值壓力近似按指數(shù)規(guī)律遞減,升壓時間近似按線性比例遞增,其效果是隨深度的增加呈下降趨勢。所以如果頂板埋置較深的話,即拉伸波到達時間較晚,而之前頂板可能已經達到最大變形程度,因而拉伸波對頂板起不到卸載作用;相反如果埋深較淺的話,由于拉伸波對頂板產生的卸載作用,將會抵消大部分入射波在頂板上作用。根據(jù)以上多種影響因素綜合考慮,承受壓縮波作用的土中淺埋構件,會有一個頂板不利覆土厚度。

3.2土含水量

壓縮波荷載與土壤含水量關系極大。當?shù)叵率姨幱诘叵滤惠^高的地區(qū),一定要要考慮地下水的對結構的影響。壓縮波在飽和土層中傳播時很少減弱,同時由于飽和土的壓縮性極小,這會大大增加結構所承載的負荷作用。

4 結束語

人防結構在彈性工作階段,在荷載作用下結構部分構件所產生的變形和位移隨荷載作用力的增大而加劇。結構構件在塑性階段所產生的變型或移位,在荷載剛剛停止作用或者荷載作用并不完全消除掉時,結構構件仍會有殘余變形或移位存在,然而正是者使得構件在塑性階段比彈性階段能夠吸收更多的爆炸引起的能量,這對人防結構抵抗爆動荷載是重要的一項。

參考文獻:

篇5

關鍵詞:防空地下室;結構設計;轉換措施

1 前言

防空地下室是人防工程的重要組成部分,防空地下室工程的大量修建是戰(zhàn)時防空、保障人民生命安全的重要措施。防空地下室設計時必須滿足其戰(zhàn)時對核武器、常規(guī)武器和生化武器的各項防護要求,防空地下室設計中均不考慮核武器和常規(guī)武器的直接命中。防空地下室作為人防工程的一類,它的顯著特點除了在設計中要達到規(guī)定的抗力級別(也就是相應的人防等效靜荷載級別)外,還必須滿足戰(zhàn)時密閉性的要求。

2 人防結構設計的特點及原則

1.1 防空地下室結構設計的特點

1.1.1 設計目標可靠指標可適當降低

一般的工業(yè)與民用建筑在使用時的靜荷載,是其永久作用的主要荷載,一旦造成破壞,造成的后果非常嚴重,因此要求在民用工程設計中對結構構件承載能力極限狀態(tài)的可靠指標要求很高,而對人防工程而言,由于炮航彈的沖擊爆炸荷載或核爆炸沖擊波荷載作用時間很短,而且是只分別考慮一次瞬時作用,所以可以允許防空地下室防護結構有相對較低的安全度,承載能力極限狀態(tài)的可靠指標要低很多。

1.1.2 結構可采用按彈塑性體系設計

靜荷載作用下的鋼筋混凝土構件,如果構件的變形進入了塑性階段,此時構件就會在靜載的持續(xù)作用下因失去承載能力而破壞,而防空地下室的人防荷載是動荷載,具有瞬息和短暫作用的性質,并隨時間而衰減,因此即使結構構件進入了塑性屈服狀態(tài),只要動荷載作用引起的構件最大變形不超過結構破壞的極限變形,在荷載作用消失以后,構件作有阻尼的自由振動,其振動變形將因阻尼的影響而不斷衰減,最后恢復到一定的靜止平衡狀態(tài),此時雖然會出現(xiàn)殘余變形,但對防空地下室而言仍能達到承載能力和密閉性的要求。

1.1.3 設計采用的材料強度值要提高

人防結構承受的是瞬間作用的動荷載,在快速加載時,由于材料達到破壞的變形來不及展開,加載的數(shù)值已經達到最大并開始卸載,反映在材料試驗加載的數(shù)值上,就表現(xiàn)為材料的強度的提高,對于地基的承載力,人防動荷載作用時,其承載力也是要提高的,能提高幾倍到十幾倍,甚至更高。

1.2 防空地下室結構設計的原則

防空地下室防核武器抗力級別可分為五個抗力等級:4級、4B級、5級、6級和6B級。防常規(guī)武器抗力級別可分為二個抗力等級:5級和6級,按照人防工程“長期準備、重點建設、平戰(zhàn)結合”的建設方針,必須使結構設計做到安全可靠。設計荷載應全面考慮動荷載以及土體作用力、水壓力,防空地下室結構在武器爆炸動荷載作用下,應驗算基礎本身的強度(受彎、受剪、受沖切承載力等),可不驗算地基承載力與地基變形,基礎平面尺寸根據(jù)平時荷載組合作用計算確定,在武器爆炸動荷載作用下可不進行驗算,多層或高層地面建筑的防空地下室,防空地下室是整個建筑結構體系的一部分,其結構設計要同時滿足平時荷載效應組合和戰(zhàn)時荷載效應組合的要求,并應取其中控制條件作為防空地下室結構設計的依據(jù)。

3 防空地下室人防結構工程設計內容與方法

2.1 防空地下室底板及基礎設計

2.1.1 地下室底板人防荷載的確定

以某某花園防空地下室工程為例,由于是兩層地下室,地下二層底標高為一9.800,常年地下水穩(wěn)定水位為一7.800,基礎形式采用人工挖孔樁和獨立柱基,根據(jù)《人民防空地下室設計規(guī)范》不考慮常規(guī)武器的作用,所以應按核武器作用下的等效荷載計算,取人防底板荷載為25KN/m2,由于本工程基礎不是采用箱基和筏基,底板荷載組合中應計入水浮力,且設計水頭應為2米,在此項荷載組合中,人防荷載為等效靜荷載,分項系數(shù)為1.0,水浮力為對整體結構是不利的,分項系數(shù)應為1.2,荷載計算確定后,按倒樓蓋進行計算基礎梁及底板,基礎的截面則由平時荷載的組合確定。

2.1.2 地下室底板的特殊情況

在某些地區(qū),經常能碰到地下室沒開挖多深就見全巖了,且地下水水位較深,此時常采用獨立柱基,以中風化巖石為持力層,底板也完全座落在巖石上,此時可以不考慮人防底板荷載,也不用考慮200mm 的構造厚度,完全由平時荷載控制。另一種情況是基礎形式為端承樁,底板下~ 252 一土的類型為非飽和土,也可以不考慮人防底板荷載的作用,底板完全由平時荷載控制,按平時做法做。

2.2 防空地下室頂板設計

地下室人防荷載可參考《人民防空地下室設計規(guī)范》中相應款項,對于低級別的防空地下室,應先根據(jù)人防口部距外墻的距離來判斷是否考慮常規(guī)武器的作用,然后再與核武器作用下的荷載作比較,看頂板動荷載是由常規(guī)武器控制還是由核武器控制,這里應該注意的是在選用規(guī)范表4.8.2中核武器作用下的頂板荷載時頂板區(qū)格最大短邊凈跨1o時,對于粱板結構1O指的是次梁間的距離,對于無梁樓蓋,1O指的是柱軸線間的距離。以上述某花園為兩層地下室,地下一層考慮上部建筑的影響取為55KN/m2,地下二層的頂板應按防護單元間隔墻的等效荷載標準值確定,應取50KN/m2。當上下兩層為一個防護單元時,中問樓層可不考慮人防荷載的作用。但應按構造做200mm的鋼筋混凝土樓板,配筋按平時荷載組合計算。

2.3 防空地下室框架柱和口部墻體設計

防空地下室框架柱主要由平時荷載控制,對于高層建筑下的防空地下室可以不考慮人防荷載的作用,對于口部的門框墻,臨空墻則由人防荷載控制,其尺寸如果符合FG01~05的規(guī)定則可以套用圖集,否則要重新計算,在門框墻和有封堵的臨空墻計算中,我們常常會遇到門洞口有一邊或兩邊的門垛尺寸較長,超過了800mm時,或當門洞上邊墻懸臂較長時,需要在門邊加豎向柱和在門洞上邊加水平梁,這時如何選擇受力模型很關鍵,如果選擇不當則會造成截面和配筋過大,浪費經濟,根據(jù)我自己的設計經驗,看層高和門洞兩側的墻那個距離小,選距離小的為主梁,距離大的那邊加的梁或(柱)搭接在這道主粱上,這樣的計算模型為最合理的模型,也是最節(jié)約,最經濟的。

2.4 防空地下室臨戰(zhàn)轉換措施設計

防空地下室要做到平戰(zhàn)兩用才能取得更大的社會效益和經濟效益,這就要求防空地下室要能夠進行平戰(zhàn)轉換,就要進行封堵設計,我們目前用的人防標準圖集中對型鋼封堵洞口,都是在底板上預留一個200 mmxl50 mm的槽,臨戰(zhàn)時將型鋼放到槽中固定,這在實際施工中很容易被遺漏,施工單位施工起來難度也比較大,因此我在設計中將留槽改為預埋鋼板,封堵時只要將型鋼下端焊在鋼板上就可以了,鋼板的厚度和焊縫的大小,由具體的計算確定,這樣就大大降低了施工的難度,實踐證明,此改進是非??尚械?。以上是我對附建式防空地下室結構設計的一些看法,當然遇到具體的設計時。設計思路和處理的辦法是可以靈活變通的,但有一條原則,平戰(zhàn)結合的防空地下室設計不僅應滿足戰(zhàn)時的防護要求和使用要求,還要滿足平時使用的各項要求,使其做到安全、適用、經濟、合理。

參考文獻

篇6

【關鍵詞】人防工程地下室;結構設計;構造要求

隨著現(xiàn)代建筑經濟的迅猛發(fā)展,建筑行業(yè)也呈現(xiàn)出前所未有的繁榮的景象,但是建筑的大量興建同時也給各級城市土地的帶來了貧乏的缺陷,所以高層建筑和地下建筑如今成為必然的發(fā)展趨勢。根據(jù)建筑行業(yè)規(guī)范要求,高層建筑一定要設計地下室,有地下室就無法避免的需要設計人防工程,同時地下建筑更是需要人防工程,所以人防工程在于現(xiàn)代是越來越重要。從政府的決策與力度也就看出人防工程在建筑工程未來發(fā)展過程中是最為重要性,為此很有必要將人防工程的設計做以下的整理、總結、規(guī)范。

1 人防工程的簡述

人防工程就是地下室防空的工程,其中設計等級都是要分兩種: 甲種與乙種。甲種人防設計就是為了用來滿足戰(zhàn)時對核武器和常規(guī)武器以及生化武器的防護要求,乙類人防設計就是用來滿足戰(zhàn)時對常規(guī)武器和生化武器的防護要求,為此我們經常設計中都是定義為“甲類核n常n 級”和“乙類常n 級”,這樣同時也就注明了人防工程的設計等級和抗力等級。人防的抗力等級有甲類核4,4B,5,6,6B 級和乙類常5,6級。人防工程的設計可以分為專業(yè)人防設計和普通人防設計,專業(yè)人防設計主要是指揮工程、中心醫(yī)院、防空專業(yè)隊掩蔽所,普通人防設計主要是指人員掩蔽所和人防物資庫,專業(yè)人防設計由人防辦專業(yè)設計,我們通常說的人防工程設計都是指普通人防設計。根據(jù)人防面積的大小可將建筑地下室劃分為人防區(qū)和非人防區(qū),人防區(qū)又可按規(guī)范劃分為多個防護單元,防護單元再分為多個抗爆單元。人防區(qū)又分為染毒區(qū)和清潔區(qū),清潔區(qū)是滿足防毒要求的區(qū)域,染毒區(qū)是允許染毒的區(qū)域,如防毒通道、密閉通道、洗消間、簡易洗消間、濾毒室、除塵室、擴散室,清潔區(qū)和染毒區(qū)間有防毒要求,染毒區(qū)和非人防區(qū)間有防毒和抗力要求。

2 人防工程的結構設計

人防工程的建筑設計主要是總體方案的合理設計,包括人防分區(qū)的合理劃分和人防口部的合理布置,靈活性比較大,而人防結構設計則靈活性較小,關鍵是計算準確、構造合理,是人防工程設計中的主要計算部分。人防工程的結構設計主要分三方面內容: 人防平面結構構件的布置、標注、定位,人防結構構件的配筋計算,人防結構構件的構造要求。

2.1 人防平面結構構件的布置、標注、定位人防平面結構構件的布置主要是將建筑平面人防信息用結構方式表達,根據(jù)功能利用線型填充分出人防區(qū)和非人防區(qū),分出人防外墻、人防臨空墻、人防隔墻、人防門框墻; 然后標注各種墻體的編號和門框墻的編號、門洞尺寸、荷載類型,以便下一步計算和編制配筋表; 最后定位墻體厚度和門框墻的尺寸。

2.2 人防結構構件的配筋計算此項內容是人防結構設計的關鍵部分,主要分三項內容:

1) 根據(jù)人防等級查人防構件( 人防頂板、人防底板、人防外墻、人防臨空墻、人防隔墻、人防門框墻、人防樓梯) 的等效靜荷載; 2) 根據(jù)各構件的受力特性確定計算模擬簡圖,此項是人防結構設計的主要工作; 3) 根據(jù)計算的配筋結果整理人防墻和門框墻的配筋表,要注意門框墻的設計,保證人防門的安裝。在工程實踐中,通過對大量人防工程的認真設計和計算,已比較完善的總結出一套人防結構構件計算的方法,以下內容將著重說明人防結構設計中人防構件的模擬計算。人防構件的計算主要有兩部分: 人防墻的計算、人防口部的計算。人防墻的計算可以歸納為四種不同受力類型的墻體計算,分別是: FWQ,F(xiàn)Q1,F(xiàn)Q2,F(xiàn)Q3,各種編號墻體的具體使用范圍和計算模擬簡圖見表1,

上述模擬簡圖說明: FWQ,F(xiàn)Q1,F(xiàn)Q3 是按豎向板帶來模擬計算,配筋時豎向鋼筋布置在外側,F(xiàn)Q2 是按平面板塊來模擬計算,配筋時水平鋼筋布置在外側; FQ3 頂端兩側有板,可以認為對墻是固接支座。人防口部的計算可以歸納為三種受力構件的計算,分別是: 門框墻垛、門框墻橫梁、門框墻立柱。三種構件組合后共有三種橫向布置和兩種豎向布置。通常是門框墻長度短時做墻垛,太長時計算配筋不容易滿足,需要做立柱和橫梁,三種受力構件的計算模擬。人防門框墻垛、橫梁、立柱的設計和布置應注意橫梁和立柱的偏置方向,保證人防門的安裝面平整,注意人防門預埋件的設置,注意鋼筋的錨固方式。最后在人防結構構件的計算還應注意幾點: 1) 人防外墻的計算應取戰(zhàn)時荷載組合和平時荷載組合計算的較大配筋; 2) 人防計算的荷載組合,人防等效靜荷載的分項系數(shù)為1. 0; 3) 人防計算中混凝土和鋼筋的強度應按一定系數(shù)調整; 4) 人防構件的截面大小和配筋應滿足人防構造要求。

2.3 人防結構構件的構造要求

人防結構構件的計算很關鍵,同時構造要求也很重要,特別是不同于非人防部分的構造要求,主要注意以下幾點: 1) 混凝土等級,抗?jié)B等級; 2) 構件厚度的最小要求,特別應注意的是人防頂板上面層小于100 mm 厚時,板厚最小250 mm 厚; 人防密閉通道的密閉隔墻最小200 mm 厚; 人防連通口處雙側防護密閉門門框墻500 mm 厚; 懸板活門門框墻的厚度; 3) 混凝土保護層的厚度;4) 人防設計中縱向受力鋼筋的錨固長度和搭接長度; 5) 人防結構構件受力鋼筋的最小和最大配筋率; 6) 混凝土板、墻、門框墻中應設置梅花形拉結鋼筋; 7) 門洞四角內外側應布置斜向角筋; 8) 人防口部等處的集水坑應考慮人防構造設計。

3 結語

將人防工程的結構設計從平面布置、構件計算、構造要求三方面進行了系統(tǒng)的闡述。從大方向上的整體布置設計到小的細節(jié)設計構造,系統(tǒng)的總結了整個人防工程結構設計的方法和過程,將規(guī)范內容準確的應用于實際工程,希望能為更多的人防工程結構設計帶來方便。

參考文獻:

[1] GB 50038-2005,人民防空地下室設計規(guī)范[S].

[2] 07FG01-05,防空地下室結構設計[S]

篇7

關鍵詞:等效靜荷載標準值,人防荷載,荷載組合,平戰(zhàn)結合。

中圖分類號: TU318文獻標識碼: A 文章編號:

1.工程概況:

本工程為北京市某廠職工住宅樓工程。結構型式為地上6層磚混結構,地下室為1層現(xiàn)澆混凝土結構,基礎為筏板基礎。地下室為人防工程,人防抗力等級為5級二等人員掩蔽所。

2.人防結構設計的特點

防空地下室結構設計的主要內容包含兩方面:一是主體結構設計,包括頂板、外側墻、底板等其它構件的結構設計;二是孔口防護設計,包括出入口的防護和消波系統(tǒng),其中出入口的防護包含防護密閉門的選用、門框墻、臨空墻的計算、出入口通道的計算等幾個方面,而消波系統(tǒng)則包含防爆波活門的選用和擴散室的設計,這些內容的結構設計與一般的結構設計有以下幾點不同:

第一,結構設計的可靠性可以降低;第二,考慮結構的動力響應;第三,結構構件可考慮進入塑性工作狀態(tài);第四,材料設計強度可以提高(實驗表明,在快速加載的情況下,這時材料力學性能發(fā)生比較明顯的變化,主要表現(xiàn)為強度提高,但變形性能包括塑性性能等基本不變,這對結構工作起到有利作用,例如鋼材強度可提高1.2~1.5倍,對砼和砌體強度可提高1.5倍,這在設計中是通過考慮材料強度綜合調整系數(shù)來完成的);第五,重視構造要求,人防設計的許多構造要求是與一般的結構設計不同的,要求更為嚴格,故不能只考慮受力計算,還要考慮規(guī)范中規(guī)定的構造措施。

根據(jù)以上所述的結構設計的特點,我們可以確定防空地下室結構設計的一般原則,①平戰(zhàn)結合,在民用建筑的人防地下室的結構設計中,一般只涉及5級或6級人防設計,結構的頂板基本上都由戰(zhàn)時控制,而側墻和底板則因地下室的結構型式的不同而由實際情況確定。②只進行強度的驗算,由于在核爆動荷載作用下,結構構件變形極限已用允許延性比來控制,且在確定各種構件允許延性比時,已考慮了對變形的限制,因而在防空地下室結構設計中,不必再單獨對結構構件的變形與裂縫開展進行驗算。③只考慮一次核襲擊。④注意各部件的協(xié)調,以免因設計控制標準不一致而導致結構的局部先行破壞,失去整個防護建筑的作用。⑤地面與地下承重結構體系要協(xié)調,不能出現(xiàn)兩者強弱相差較大的情況。了解了結構人防設計的特點及原則之后,我們首先就必須確定計算所需的荷載值。

3.人防荷載的確定

如前所述,人防地下室結構設計主要考慮抵抗空氣沖擊波。當核武器在空中爆炸沖擊波傳播到地表時,形成反射沖擊波,因反射波是在被入射波壓密和加熱過的空氣中傳播,且壓力又高,所以反射波的傳播速度要比入射波快,當反射波波陣面趕上入射波波陣面后,則匯合成單一的沖擊波,即合成波。防空地下室的頂板一般就直接承受地面沖擊波的超壓和負壓作用,而對于側壁和底板,因空氣沖作用于地表,壓迫土體并使其產生運動,上層土體受壓后連續(xù)向下傳遞壓力,這種土體的壓縮狀態(tài)由上向下逐層傳播過程稱為土中壓縮波的傳播,當遇到側壁或底板的阻擋后,則會產生超壓、動壓和負壓作用,這就是側壁和底板需考慮的問題。

本工程人防地下室防護等級為5級(級別的確定是根據(jù)國家制訂的《人民防空工程戰(zhàn)術技術要求》確定的,是由人防部門確定后發(fā)文予設計單位),采用全埋式現(xiàn)澆鋼筋混凝土人防地下室,各部位等效靜荷載取值分別為:

3.1頂板:首層外墻為240mm燒結普通頁巖磚,且墻面開孔面積小于50%,故計入上部建筑物對地面空氣沖擊波超壓作用的影響,頂板覆土厚度為0.8m,持力層為圓礫層,可根據(jù)規(guī)范提供的頂板等效靜荷載標準值表確定等效靜荷載標準值qe1=120KN/m2。

3.2外墻:上部建筑物為抗震設防的砌體結構,故應計入上部建筑物對地面空氣沖擊波超壓值的影響,根據(jù)本工程地質條件,地下室側壁等效靜載荷標準值qe2=50KN/m2。

3.3底板:本工程采用筏板基礎,根據(jù)規(guī)范提供的鋼筋混凝土底板等效靜荷載標準值表確定等效靜荷載標準值qe3=100KN/m2。

3.4門框墻:所受荷載由兩部分組成,一是直接作用在門框墻上的等效靜荷載標準值qe=380KN/m2;二是由門扇傳來的等效靜載標準值,分別按門扇的型號、大小計算確定。

3.5臨空墻:依工程實際情況和規(guī)范臨空墻的等效靜荷載標準值表取其等效靜荷載標準值為210KN/m2。

3.6隔墻:相鄰防護單元間隔墻水平等效靜荷載標準值為100KN/m2。

其它各種防護密閉門、防爆波活門、擴散室的設計壓力均由規(guī)范中有關規(guī)定選用,當所有構件的等效靜荷載值確定后,即可進行結構計算。

4.荷載組合和內力分析

作用在防空地下室結構上的荷載,應包括核爆動荷載、上部建筑物自重、土壓力、水壓力及防空地下室的自重等,規(guī)范中對防空地下室不同部位應考慮的荷載組合給出了一個表格,結構設計時可根據(jù)各工程的結構特點結合表格確定所需進行荷載組合的項目。

防空地下室結構荷載組合

在進行荷載組合時,需要明確兩個問題:一是上部建筑物質自重標準值的確定,規(guī)范中已詳細說明了各種不同的上部結構型式,在進行荷載組合時可分為全部考慮、考慮一半和不考慮三種情況。二是頂板的組合中是否考慮上部建筑物的倒塌荷載值,因為倒塌荷載的作用時間滯后于沖擊波峰值作用時間,且規(guī)范規(guī)定的倒塌荷載產生的靜荷載值為50KN/m2,小于沖擊波對頂板的等效靜荷載值,因此在頂板荷載組合中不必計入倒塌荷載值。

在防空地下室結構的設計中,其承載力設計應采用下列極限狀態(tài)設計表達式:γ0 (γGSGK+γQSQK)≤R(fcd,fsd,αk,……),需要指出的是幾個系數(shù)的定義:γ0—結構重要性系數(shù),取1.0;γQ—等效靜荷載分項系數(shù),取1.0;fcd—混凝土動力強度設計值;fsd—鋼筋動 力強度設計值。由上式可明顯看出人防設計的特點。

求出構件的內力代入理正人防計算軟件即可分別計算出各構件的配筋,剩下需注意的問題還有一些構造要求,《規(guī)范》中已作了很詳細的規(guī)定在此不一一敘述。

5.孔口防護和平戰(zhàn)兼顧

孔口防護包含三部分的設計內容:一是防護密閉門與消波系統(tǒng)的設計,二是出入口通道內臨空墻、門框墻的設計,三是孔口其它構件,如風井、防倒塌棚架、開敞式通道、相鄰單元之間的隔墻等的設計。其中第二、三條中的臨空墻、相鄰單元之間的隔墻已在上面已經談到了荷載的確定,而門框墻的設計一般是按懸臂梁計算,但需注意的就是因平時使用時需要的出入口通道均較寬,而戰(zhàn)時又相應較窄,這樣有可能會使門框墻的懸臂長度過長,而使水平筋過大,這種情況下,可考慮在不影響功能使用的前提下,加設柱、梁改變門框墻的受力型式,得到較為經濟的設計效果。下面主要談談第一條的設計內容,當空氣沖擊波到達出入口通道時,雖然有通道出入口的擴散作用,但遇墻體和門的反射作用使作用在門上的總效應大于空氣沖擊波的壓力,約為2.0~3.5倍 。為方便工程設計人員,國家將防密門進行系列化處理,依據(jù)設計壓力和門洞尺寸就可直接選擇定型的防密門。而消波系統(tǒng)的產生是因為濾毒通風設備所能承受的允許壓力遠小于空氣沖擊波,若其防護措施不能與主體抗力相適應,將直接影響整體工程防護能力。消波系統(tǒng)的基本思想是以堵為主,堵消結合,堵就是采用防爆波活門將沖擊波的大部分阻擋在室外,消就是使從活門孔進入的少量沖擊波通過擴散室的擴散膨脹作用削弱其壓力,使其進入內部的壓力不超過設備的允許壓力。

平戰(zhàn)兼顧設計是深入貫徹“平戰(zhàn)結合”建設方針一個重要環(huán)節(jié),由于人防工程是戰(zhàn)時遭受敵襲擊時作為保障城市居民生命安全和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(shù)百倍,而且密閉要求很高,所以在設計中應盡量減小結構跨度,減少并縮小直通大氣的各種孔口,而這種處理原則,恰為平時使用造成諸多困難,《規(guī)范》中對此點也作了指導性的規(guī)定,本工程人防地下室在平時主要作為自行車庫使用。

6.結語

2005年底建設部頒發(fā)了新版《人民防空地下室設計規(guī)范》,新規(guī)范自2006年3月1日起實施,同時宣布原規(guī)范作廢。由于本工程人防部分審批時在2005年7月,所以還是按照老規(guī)范進行設計。新老規(guī)范的區(qū)別主要是新規(guī)范中將人防地下室分為甲乙兩類,甲類人防地下室結構應能承受常規(guī)武器和核武器爆炸動荷載的分別作用;乙類人防地下室結構應能承受常規(guī)武器爆炸動荷載的作用。按照新規(guī)范的劃分,本工程應屬乙類人防地下室,防常規(guī)武器抗力等級為5級。經對比新老規(guī)范發(fā)現(xiàn),按老規(guī)范五級二等人員掩蔽所選取的各構件等效靜荷載標準值均大于新規(guī)范乙類防常規(guī)武器抗力五級人防地下室各構件的靜荷載標準值,故本工程的荷載取值相對新規(guī)范的要求是偏于保守的,是安全可靠完全滿足設計要求的。

參考文獻

[1] 人民防空地下室設計規(guī)范(2003年版)

[2] 人民防空地下室設計規(guī)范(2005年版)

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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(zhàn)時保護人員與物資、醫(yī)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(xiàn)代建筑行業(yè)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(xiàn)最為頻繁,本文結合實際出現(xiàn)的問題加以分析解決,以達到節(jié)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(guī)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(jié)約成本,充分發(fā)揮結構的潛力,提高整體效率。

1.2各體系部件相協(xié)調

防空地下室的結構設計,應根據(jù)防護要求和受力情況做到結構各個部位抗力相協(xié)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(fā)生。尤其是地上與地下承重結構體系要協(xié)調,不能出現(xiàn)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(xié)調其他部件的功能,發(fā)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(zhàn)結合,滿足戰(zhàn)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(zhàn)期間各種保護人力、物資、醫(yī)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(zhàn)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(zhàn)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(zhàn)時存在差異化標準的時候,需要及時的實現(xiàn)平戰(zhàn)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?shù)亟ㄖ膶嶋H受力情況,依靠數(shù)據(jù)來設計配筋。地下室內部的橫隔墻較多時可雙向計算,當?shù)叵率覂炔繖M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(jù)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(jù)作戰(zhàn)時的防護要求、平戰(zhàn)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(xiàn)一些結構選擇不合理、材料選擇不科學的現(xiàn)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(zhàn)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(zhàn)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(guī)范、圖集條文和計算公式非常熟悉,對專業(yè)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(xiàn)遺漏

人防工程區(qū)別于其它建筑物的地方在于它是以平戰(zhàn)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(zhàn)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(shù)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(xiàn)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(yè)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(yè)大學工程咨詢設計研究院有限公司

參考文獻

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關鍵詞:人防;地下室;變形縫

中圖分類號:R852文獻標識碼: A

引言

人防建設是我國經濟和社會發(fā)展的重要方向,是全面建設小康社會的重要內容,是城市可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。為了合理利用土地,有效解決城市環(huán)境質量差、交通擁擠、抗震減災等問題,中心城市地下停車場、地下商業(yè)街、地下人行通道等工程的建設必然加速。對于這些平時使用的地下空間,經過合理設計、技術處理,就能在戰(zhàn)時轉換為人民防空工程。在大量的人防工程結構設計中,難免會遇到變形縫的設置問題。如何解決變形縫的設置是結構設計需要研究的課題。

一、變形縫的通常設置標準

設置變形縫的做法通常是:將建筑物在其長度方向上每隔一定的距離就設置一個一定寬度的縫隙,將建筑物的構件如:屋頂、側墻體、地下室地面等全部斷開。然而,防空地下室的變形縫,要出于防水的要求,通常采用內埋式或者可卸式止水帶,比如一些橡膠、塑料、金屬等等,并且再用瀝青砂漿、麻絲等填嵌變形縫。但是,建筑物的基礎部分深埋在地底下,受溫度的影響不太大,所以不用設置變形縫。

根據(jù)我國現(xiàn)行規(guī)范《混凝土結構設計規(guī)范》,變形縫的兩縫間距一般為2厘米到3厘米,但是一般終究是一般,特殊情況還是存在的,因為建筑材料受溫差影響的大小不一,施工條件不定,當?shù)販夭畲笮〔灰粯拥鹊龋砸鶕?jù)實際情況確定,間距大或是小都會減弱變形縫的功能,影響變形縫的使用壽命。所以變形縫的間距要適宜。

二、變形縫兩側設雙墻雙柱

當遇到地下室由于地質條件限制或上部荷載差異較大等不得不設變形縫時,通常在縫的兩側設雙墻雙柱,人為地將變形縫兩側劃分為相鄰的兩個防護單元。如果兩個單元之間需要開設通道口時,需要根據(jù)5規(guī)范6第3.2.11條的規(guī)定,在變形縫至防護密閉門之間必須留足門扇的開啟距離。這種處理方式雖然滿足了人防防護功能的要求,但影響了人防單元的劃分,給地下室平時設計帶來很多問題,同時又增加了一道墻,相應地在車道位置又會增加一道臨戰(zhàn)封堵。這樣既影響了地下室的平時使用功能,甚至會占用車位,又增加了臨戰(zhàn)封堵量,建設單位一般不愿接受這種處理方式。

三、在人防地下室中變形縫的設置與否

在一般的建筑中必須設置變形縫的情況主要有三類:一是建筑物長度超過一定限度;二是建筑平面復雜,變化較多;三是建筑中結構類型變化較大。

我國人防工程急劇擴大,大面積的人防地下室被建造,它不僅僅用于戰(zhàn)時的藏匿,更用于平時的生活需要。人防地下室的長度遠遠超過了人們的想想,而且又需要滿足現(xiàn)代人們創(chuàng)新的需求,它已經不僅僅是一個洞,它需要外觀的設計,內層的創(chuàng)新,建筑結構類型的繁雜,致使變形縫結構不得不被采用,用以加強人防地下室的結構強度和性能,給人們以安全,經濟,實用的感覺。

而且由于大型地下室大多采用超長超寬混凝土結構,故必須在平面應力集中部位采取有效措施解決其抗裂問題,所以必須設置變形縫。這樣一來,變形縫也起到了抗?jié)B防漏的作用。

設置變形縫是為了滿足混凝土干縮和熱脹冷縮的變形要求。大量工程實踐證明,結構留縫與否并非決定結構變形開裂的惟一條件,混凝土開裂的主要原因是變形作用所引起,包括溫、濕度和不均勻沉降等。超長結構結構設計時要考慮的主要問題是由變形作用引起的裂縫,而結構長度是影響溫度應力的重要因素,為了削減溫度應力,取消溫度變形縫。

由此看來,變形縫的設置與否,或是設置的寬度大小,要根據(jù)實際情況而設定。

四、設置變形縫過程中遇到的問題

1、設定變形縫的兩縫間距相當重要,然而照本宣科的做法永遠不可能適用一切的實際問題,所以確定縫隙的大小成了一個很關鍵的步驟。采用的縫隙過大或過小,以及沒有考慮安裝時的溫度而調整間隙,特別是針對板式橡膠伸縮裝置,易造成破壞,而且不是縫隙越大越好的,縫隙越大伸縮裝置越容易遭破壞,所以合理預留變形縫寬度,可使其在夏季擠緊,到冬季溫度降低時才會拉開,從而有效提高變形縫壽命。建筑物上設置單個變形縫的最大間距,應根據(jù)建筑材料、結構形式、使用情況、施工條件以及當?shù)貧鉁睾蜐穸茸兓纫蛩卮_定,磚石結構為100~150米,鋼筋混凝土結構為35~75米,無筋混凝土為10~20米。

2、沒有一個統(tǒng)一的標準,只能根據(jù)有關規(guī)定以及相關的經驗設定。在建筑物中設置變形縫及其最大間距問題,目前認識不盡一致,國與國之間的規(guī)定和作法也不相同。例如一些東歐的國家,則采取嚴格的變形縫間距,以防止人防地下室產生裂縫現(xiàn)象。但是日本、美國等是在計算中考慮溫度應力,一般不設變形縫。中國也是剛剛開始研究變形縫的問題,提出了初步的理論依據(jù),解決了一些實際問題。

3、人防地下室的變形縫設置不當,還會引起滲漏現(xiàn)象。一般的施工時間跨越夏季和秋季,主要集中在夏秋之交施工。發(fā)現(xiàn)滲漏時一般已是冬季,此時室外溫度在-1℃~-3℃。主要原因還是施工時沒有完全考慮到溫差所帶來的影響,致使變形縫的性能發(fā)揮受到影響。而且地下室混凝土受季節(jié)溫差、內外溫差影響較大,可以判定變形縫的變形的主要原因是受溫差影響造成水平方向的收縮而引起的。

五、解決這些問題的措施

1、由于混凝土在澆灌后的一段時期內會出現(xiàn)較大規(guī)模的形變過程,然后在逐漸趨于穩(wěn)定,我們可以再施工的時候利用這一特性,將沿鋼筋混凝土結構的長向分成幾段,在它們中間留變形縫,等到這一期工程完成30到60天后,再澆灌合縫。這種只在施工期間保留的臨時性溫度收縮縫,稱為后澆縫,或稱收縮帶。后澆縫的寬度一般為50~100厘米,縫的間距約為20~25米,并盡量和施工時的接縫結合設置;此外,縫的填充材料可用摻鋁粉的混凝土。

2、對于人防地下室的變形縫受溫差的影響太大的情況,可以將止水帶上網中環(huán)直徑設計值加大至9cm,當施工放入時,可以擠壓成扁環(huán)狀,這樣就可以給以后由于溫差的變化而引起的變形縫的形變預留出了足夠的空間。

3、在修補加強時,縫側混凝土內預留斜插注漿孔,底板、墻板設可拆卸式止水帶,墻縫外側設鋼筋混凝土擋板及嵌縫材料,頂板上設泛水墻,頂板中埋式止水帶設于泛水墻上部,頂板縫底設天溝。

4、設置膨脹加強帶。為了防止或是減少混凝土裂縫現(xiàn)象的發(fā)生,我們在施工的時候可以在一定的部位(例如混凝土結構收縮應力和收縮變形較大的部位),設置強度等級較高,而且具有一定的體積膨脹率的混凝土補償帶。因為這樣就減少了收縮應力,從而限制混凝土的變形和開裂。具體做法是,在原規(guī)定設置變形縫處留出2m~3m左右距離澆筑摻有膨脹劑的補償混凝土,但是與其他混凝土同時澆筑完成。這種方法實際上是使混凝土在硬化過程中產生膨脹作用,受鋼筋和臨位的約束,在結構中建立一定的預應力來補償混凝土在硬化過程中產生的溫度和干縮拉應力。在施工時,加強帶外用相對較低標號的膨脹補償收縮混凝土,加強帶內用相對較高標號的膨脹混凝土。我們有時候采用這種方法來代替后澆帶,既達到了連續(xù)澆筑的目的,也解決了混凝土裂縫的問題,又大大加快了施工的進度。

結束語

總之,人防地下室設計是工程建設中經常遇到的問題,而在這之中,變形縫的設置又占有舉足輕重的地位。我們在施工過程中,要綜合考慮各種因素,選定好變形縫的縫隙大小,盡量避免施工過程中以及后續(xù)防護過程中的麻煩問題。

參考文獻

[1]王躍峰.淺析橋梁伸縮縫的病害及防治[J].山西建筑,2010,(22).

篇10

【關鍵詞】 人防地下室;設計;施工

中圖分類號:TB482.2文獻標識碼: A 文章編號:

1設計中常出現(xiàn)的問題

1.1人防地下室外墻配筋。人防地下室外墻為一側與室外巖土接觸,直接承受土中壓縮波作用,另一側為防空地下室內部的墻體。頂板與外墻之間二者剛度接近時,外墻上部可近似按固定端與鉸支之間的支座情況考慮;底板剛度遠大于外墻時,外墻下部支座可視作固定端,各構件之間支座條件應相互協(xié)調一致,需注意配筋及構造應與實際受力狀況相符。

當?shù)叵率覂炔繖M隔墻較多或上層建筑的柱子沿外墻向下直通到基礎底板,外墻可按支承在內部橫墻(柱子)與樓板上的雙向(單向)板計算;當?shù)叵率覂炔繖M隔墻較少或無橫隔墻時可考慮上下兩端支承,按下端嵌固在基礎底板、上端簡支或嵌固在頂板的單向板計算。

即地下室外墻按受彎構件計算,這與外墻所受平面外水平荷載(爆炸等效靜荷載、土壓力、水壓力等)的作用特點是一致的。這樣計算得到的配筋是受力主筋,即豎向分布筋。對于單向板或雙向板而言,受力主筋應布置于墻板外側,而非受力的水平分布筋布置于墻板內側。這與一般剪力墻分布筋的排列方式不同。但很多設計中外墻鋼筋按一般剪力墻的排列方式布置,這將造成墻體的有效厚度減小。

人防工程中的臨空墻和防護單元隔墻鋼筋也應同外墻布置,如果兼作剪力墻時,仍需滿足平時荷載工況作用下的承載力和穩(wěn)定性要求。

1.2防護墻體的厚度局部削弱。人防地下室與非人防地下室之間的防護密閉隔墻(臨空墻)由于設備(消防栓、配電箱、接線盒等)暗裝,導致防護隔墻局部不滿足防護與密閉要求的厚度。《人民防空地下室設計規(guī)范》(GB50038-2005)中第3.2.5,3.2.6,3.2.9,3.2.10,3.2.11,4.7.2等強制性條文都對防護墻體的厚度作出了明確規(guī)定。

這就要求結構專業(yè)設計人員對此問題予以重視,注意與設備專業(yè)之間的協(xié)調,與人防地下室相關的墻體上不宜設置暗裝的設備箱盒。若不可避免時,應與相關專業(yè)協(xié)調處理,以滿足防護密閉隔墻的強度和密閉要求。

1.3門框墻上擋墻加強梁的設置位置。當防護密閉門上擋墻較長時,往往需在擋墻下端設置加強梁,作為抵抗水平沖擊波荷載的加強構件。需注意的是,加強梁距上擋墻下邊緣應預留250~300mm高度,以便內側的密閉門或防護密閉門有足夠的水平開啟空間。而且加強梁縱筋應錨入門框兩側的豎向加強暗柱(或柱)中,以形成明確的洞口加強傳力體系。

1.4防倒塌措施。城市地下空間結建式人防工程的開發(fā),多是以經濟利益為主,常常忽略人防工程的出入口防倒塌問題,多數(shù)出入口設置在建筑物倒塌范圍之內,有的甚至沒有采取防倒塌和堵塞措施,也沒有進行戰(zhàn)時防倒塌和堵塞的轉換設計。這些對戰(zhàn)時人防工程出入口構成了安全隱患,需要設計時合理布局出入口。

對于人防地下室抗力等級為5,6級的室外出入口,戰(zhàn)時需設置防倒塌棚架,而平時不便設置永久性防倒塌棚架,可按照國標圖集05SFG04《防空地下室室外出入口部鋼結構裝配式防倒塌棚架結構設計》選用臨戰(zhàn)快速組裝的鋼結構裝配式防倒塌棚架,在混凝土結構施工時預留埋件即可。

2施工中經常出現(xiàn)的問題

2.1梅花形拉結筋的布設。人防地下室的維護結構戰(zhàn)時受沖擊荷載較大,需要設置梅花形拉結筋以利于抗剪,同時方便施工。《人民防空地下室設計規(guī)范》(GB50038-2005)第4.11.11條規(guī)定:“除……外,雙面配筋的鋼筋混凝土板、墻體應設置梅花形排列的拉結鋼筋,拉結鋼筋長度應能拉住最外層受力鋼筋。”

施工人員由于缺乏人防工程專業(yè)規(guī)范要求的知識,將人防工程按照普通地下室進行施工操作,漏設人防底板、頂板的拉結筋。但是,當人防工程底板內力由平時荷載控制時,可不設置梅花形拉結筋,這點需要設計人員注明。

為避免此問題的發(fā)生,設計人員需在圖紙交底時強調相關注意事項,監(jiān)理單位也應重視施工前和施工中的監(jiān)理。

2.2墻體施工縫止水鋼板處拉結筋、箍筋的布置。根據(jù)現(xiàn)行國家標準《地下工程防水技術規(guī)范》(GB50108-2008)的規(guī)定,地下室外墻、水池側墻、扶壁柱(框架柱)等有防水要求的墻體,在高出底板表面不小于300mm的位置留設水平施工縫,而此處的結構受力(彎矩、剪力)通常較大,地下室墻體的施工縫需按照構造設置止水鋼板,止水鋼板寬度范圍內的拉結筋、箍筋時常被施工人員割斷,破壞了結構的安全性。

結構設計按照受力分析,選擇受力較小又便于施工的位置留設施工縫,必要時采取技術措施避免拉結筋、箍筋被截斷,如改用遇水膨脹止水條或用斜筋代替箍筋等等。

2.3墻體拆模后留有拉結模板的螺栓孔。施工單位為了增加模板工具的周轉使用次數(shù),在地下室墻體(門框墻、臨空墻)中使用帶套管的對拉螺栓,拆模后留下連通孔,嚴重影響人防地下室的密閉性與防水性能。

施工圖設計文件中應注明嚴禁使用帶套管的對拉螺栓,施工單位在人防地下室的所有墻體施工時應采用帶有止水環(huán)的對拉螺栓固定模板,拆模后將螺栓切割斷,再補孔抹平。

2.4平時出入口的封堵不符合規(guī)范與構造要求。有的施工單位為了預埋件與墻體抹灰面平整,而將平時出入口的封堵預埋邊框凸出墻面,影響戰(zhàn)時的封堵效果;有的垂直封堵地溝長度僅與出入口寬度相同,不滿足封堵的構造要求。

將預埋件的制作時的偏差控制在規(guī)范允許范圍之內,安裝時控制垂直度在允許范圍之內,出入口周圍200mm范圍內墻體不抹灰,僅涂刷防霉涂料;垂直封堵的地溝長度至少每側比洞口寬200mm,便于封堵構件安裝。

2.5人防口部施工問題??诓渴侨朔拦こ痰闹匾M成部分,也是易受打擊的部位,它的好壞直接影響工程是否能達到防護要求。口部防護的重點是防護密閉門及其配套的防護密閉門門框墻;防爆波活門及其配套的活門門框墻;門框墻的預埋件、通風、給排水、電氣等設備所需的預埋管等。在人防工程口部施工中還存在一些問題,門框墻預埋件不到位;上擋墻施工方向性錯誤;下門檻及門框墻不與主體一次澆筑混凝土到位;活門門框墻的上擋墻與下門檻及左右活門門框墻大部分漏做;設備工種的預埋管遺漏。

3結語

人防工程建設已成為城市建設的重要組成部分,要充分發(fā)揮人防工程的平戰(zhàn)結合功能,需要設計、施工、監(jiān)理等各方通力合作,才能消除上述例舉的工程問題,使人防地下室的建設質量符合國家工程建設規(guī)范要求。

參考文獻

1人民防空地下室設計規(guī)范(GB50038-2005)[S].內部發(fā)行,2005