人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中結(jié)構(gòu)選型分析

1、 人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中結(jié)構(gòu)選型分析 摘要：人防工程在現(xiàn)代化的建筑設(shè)計中有新型的發(fā)展模式，早期的人防工程地下結(jié)構(gòu)主要是戰(zhàn)爭時期對人員的撤離、物資的保護發(fā)揮作用，隨著社會和平安穩(wěn)地發(fā)展，地下室設(shè)計更加注重對現(xiàn)代化建筑的設(shè)計與經(jīng)濟適用性。人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅需要滿足平時設(shè)計的需求，而且要考慮戰(zhàn)時設(shè)計，人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計越發(fā)復(fù)雜，文章就人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計加以分析。關(guān)鍵詞：人防地下室；結(jié)構(gòu)設(shè)計；荷載確定地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性直接影響著建筑設(shè)計優(yōu)劣，人防工程中的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計不同于一般的建筑結(jié)構(gòu)，在人防地下室工程中需考慮平戰(zhàn)結(jié)合設(shè)計，人防結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計上需要考慮更多的問題。為滿足人防地下室平戰(zhàn)使用要求、

2、上部建筑結(jié)構(gòu)類型、防護要求、節(jié)約成本等因素，需要從基礎(chǔ)選型、樓蓋（屋蓋）結(jié)構(gòu)選型、荷載確定等方面綜合考慮。1基礎(chǔ)選型在考慮地下室基礎(chǔ)時一般根據(jù)工程地質(zhì)資料中地質(zhì)條件進行選型，當(dāng)基礎(chǔ)持力層較深可采用樁基，較淺可采用柱下獨立基礎(chǔ)，存在地下水時還需加防水底板?；A(chǔ)形式有柱下獨立基礎(chǔ)加防水板、滿堂筏板正（反）帽柱，主次梁式底板等。以下僅對甲類防空地下室底板上的等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值進行分析，基礎(chǔ)采用樁基且按單樁承載力特征值設(shè)計時，應(yīng)按照人民防空地下室設(shè)計規(guī)范第4.8.15條要求，對底板上的等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值進行取值；若無樁基（筏形基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)等）應(yīng)按人民防空地下室設(shè)計規(guī)范第4.8.5條要求采用；若采用柱下獨

3、立基礎(chǔ)加防水板或條形基礎(chǔ)時，底板上的等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按人民防空地下室設(shè)計規(guī)范第4.8.16條要求采用?；诨A(chǔ)類型及底板人防荷載取值不同，人防結(jié)構(gòu)設(shè)計可根據(jù)工程周邊環(huán)境、綠化設(shè)計和地質(zhì)資料所提供的內(nèi)容選定基礎(chǔ)型式，考慮提高基礎(chǔ)整體剛度，地下室的整體抗毀能力，地基變形等因素，有樁、無樁，底板不同做法等進行經(jīng)濟比較。充分考慮以上內(nèi)容為人防地下室打下了良好的基礎(chǔ)。2樓蓋（屋蓋）結(jié)構(gòu)選型一般人防地下室多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，防空地下室的結(jié)構(gòu)選型，應(yīng)考慮上部建筑結(jié)構(gòu)體系。豎向承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件宜與上部建筑的豎向承重構(gòu)件一一對應(yīng)，讓上部建筑的荷載結(jié)合人防地下室的結(jié)構(gòu)有效傳遞到基礎(chǔ)上，即受力清晰、內(nèi)力傳遞簡單和整

4、體性、延性較高的結(jié)構(gòu)。地下室結(jié)構(gòu)樓蓋布置通常選取形式有主次梁樓蓋、十字梁樓蓋、無梁樓蓋等多種結(jié)構(gòu)型式。人防地下室頂板不僅考慮平時較重的覆土荷載以及0.2mm的裂縫要求，還要滿足戰(zhàn)時較大的爆炸動荷載。當(dāng)前地下室設(shè)計中，滿足上部建筑功能要求同時仍需考慮地下室結(jié)構(gòu)各部位（如出入口、防護設(shè)備、與主體結(jié)構(gòu)）使用性、安全性，這也導(dǎo)致結(jié)構(gòu)布置不規(guī)則、跨度大、局部轉(zhuǎn)換等越趨復(fù)雜化。根據(jù)地下室結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置情況，采用主次梁、十字梁結(jié)構(gòu)布置是較為合理的，梁板結(jié)構(gòu)的分割均勻合理，樓板承擔(dān)荷載內(nèi)力分配對于平時彈性分析和戰(zhàn)時塑性分析都起到有利作用。無梁樓蓋以板柱型式為例，板柱結(jié)構(gòu)以減低層高為最大優(yōu)勢，但在地下室設(shè)計中較難

5、滿足各種功能使用，基于人防荷載較大情況，常常設(shè)計造成問題，比如，結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置不規(guī)則，容易造成局部應(yīng)力較大，板柱節(jié)點開裂或沖切破壞；給排水專業(yè)設(shè)計時，集水井放置致使層高問題產(chǎn)生，采用板柱結(jié)構(gòu)優(yōu)勢喪失；根據(jù)人民防空地下室設(shè)計規(guī)范附錄d規(guī)定，無梁樓蓋的板內(nèi)縱向受力鋼筋的配筋率不應(yīng)小于0.3%和0.45ftd/fyd，含鋼量較大。個人認為，在滿足建筑地下室設(shè)計使用（層高等）要求和各規(guī)范前提下，盡可能不采用無梁樓板結(jié)構(gòu)型式。3荷載確定按人民防空地下室設(shè)計規(guī)范防護要求區(qū)分甲類、乙類防空地下室。甲類防空地下室戰(zhàn)時需要防核武器、防常規(guī)武器、防生化武器等；乙類防空地下室不考慮防核武器，只防常規(guī)武器和防生化武器。

6、按照抗力級別劃分，可分為常5級、常6級、核4級、核4b級、核5級、核6級和核6b級。根據(jù)人民防空地下室設(shè)計規(guī)范第4.1.5條防空地下室結(jié)構(gòu)在常規(guī)武器爆炸動荷載或核武器爆炸動荷載作用下，其動力分析均可采用等效靜荷載法。人防結(jié)構(gòu)設(shè)計中，按照防空地下室的防護要求、抗力級別、覆土厚度、樓板跨度、上部建筑等因素確定防空地下室各防護結(jié)構(gòu)構(gòu)件的等效靜荷載。地下室的人防頂板、基礎(chǔ)底板及外側(cè)墻分別根據(jù)防護等級的要求確定計算控制作用的等效靜荷載來計算結(jié)構(gòu)構(gòu)件。4荷載組合依據(jù)防空地下室戰(zhàn)時荷載組合中不考慮一般活荷載，戰(zhàn)時荷載組合中包括動荷載和靜荷載兩類。作用在防空地下室結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的荷載，應(yīng)包括爆動荷載、上部建筑物自

7、重、上部結(jié)構(gòu)荷載、土壓力、水壓力及防空地下室自重等。按人民防空地下室設(shè)計規(guī)范第4.9條相關(guān)規(guī)定，對人防地下室不同結(jié)構(gòu)部位，根據(jù)項目防護級別應(yīng)考慮的荷載參照規(guī)范列出的表格確定所需進行荷載組合。荷載組合時，需要明白以下兩點：一是如何確定上部建筑物自重，人民防空地下室設(shè)計規(guī)范條文說明第4.9.3條解釋說明了各種不同的上部結(jié)構(gòu)型式，在進行荷載組合時可分為全部計入、計入一半和不計入三種情況，設(shè)計時應(yīng)分析準(zhǔn)確。二是頂板的組合中是否考慮上部建筑物的倒塌荷載值，按規(guī)范規(guī)定的倒塌荷載產(chǎn)生的靜荷載值為50knm2，其小于沖擊波對頂板的等效靜荷載值，在頂板荷載組合中不必計入倒塌荷載值。根據(jù)荷載組合計算出不同受力狀態(tài)

8、下結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力值后，應(yīng)取其控制條件作為截面設(shè)計依據(jù)。在人防地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，其承載力設(shè)計應(yīng)采用極限狀態(tài)設(shè)計，主要是將戰(zhàn)時組合的內(nèi)力與平時組合的內(nèi)力情況進行比較，選取控制結(jié)果來設(shè)計結(jié)構(gòu)構(gòu)件。結(jié)構(gòu)的頂板和埋置較淺的外側(cè)墻基本上都由人防荷載控制，埋置較深的外側(cè)墻和基礎(chǔ)底板則因地下室的結(jié)構(gòu)型式的不同而以實際情況確定，一般由平時荷載控制。設(shè)計結(jié)構(gòu)柱時，一般人防地下室都在建筑物的最下面，當(dāng)建筑物為高層或者活荷載很大的時候，柱子控制結(jié)果一般由平時荷載控制；單建式的人防地下室柱子控制結(jié)果是由戰(zhàn)時控制。人防地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計，正確確定人防結(jié)構(gòu)等效靜荷載是人防設(shè)計的核心。應(yīng)重點參照人民防空地下室設(shè)計規(guī)范中各圖表和公式的使用范圍，參透各個名詞術(shù)語的解釋，了解人防工程的設(shè)計原理。5結(jié)束語人防地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個綜合性較強的專業(yè)，涉及內(nèi)容繁多且復(fù)雜，要熟練做好人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計，在人防建筑、設(shè)備、電氣、暖通專業(yè)知識也需涉及掌握，積極貫徹防空地下室設(shè)計“長期準(zhǔn)備、重點建設(shè)、平戰(zhàn)結(jié)合”的方針，不斷研究技術(shù)問題，總結(jié)工程經(jīng)驗，