人防主体结构木柱的加固措施研究

曾小强

（惠州市人防工程设计院有限公司　惠州　516000）

人防主体结构木柱的加固措施研究

曾小强

（惠州市人防工程设计院有限公司惠州516000）

人防工程是我国主要的建设项目，人防工程对主体结构的要求比较高，目的是确保人防工程具备稳定的防护能力。木柱加固在人防主体结构中，具有很高的实践能力，有利于发挥人防主体结构的功能，提高人防主体结构的可靠性。本文通过对人防主体结构进行研究，分析木柱加固措施的应用。

人防工程；主体结构；木柱加固

人防工程是防护建筑中的主要代表，需要实现平战功能转换，提供可靠的防护服务。木柱加固措施，是人防主体结构中的重要部分，按照平战兼容的要求，促使人防工程快速实现功能转变。木柱加固技术在人防主体结构中，通过减小主体结构之间的跨度，提高战时人防工程的载荷，促使人防工程快速进入备战状态，确保主体结构具备充足的承载。

1　人防主体结构木柱加固措施的要求

木柱加固措施在人防主体结构中的应用，最根本的要求是稳定与迅速，因为平战转换的时间比较快速，木柱加固措施必须在最短的时间内完成结构改进，所以木柱加固措施应该遵循根本要求[1]。人防主体结构中，采用了后加固方法，而木柱是后加固中常用的材料，此类材料容易获取，对专业性的要求不高，即使非专业人员操作，也能达到稳定的标准。

针对人防主体结构木柱加固措施，提出几点主要的实践要求。①木柱加固措施在人防主体结构中比较常用，考虑到人防工程的防护需要，尽量增加活动木柱的数量，减小人防结构的跨度，控制木柱的数量，规范跨度划分，达到抗力等级；②注重木柱加固方式的选择，特别是柱形的选用，借助验算的方法设计木柱加固形式，木柱间距控制时，要以人防主体结构为主，以免影响动载荷的分布；③木柱加固时的节能要求，木柱是最理想的加固材料，战时取材容易，战后还可将木材重新利用。

2　人防主体结构木柱加固措施的应用

以某人防工程为例，分析该人防工程中后加固技术对木柱加固措施的应用，满足人防工程战时载荷受力的要求。

2.1人防工程简介

该人防工程中，防护级别为6级，采用8400mm×6000mm的柱网完成工程结构的布置，工程顶板厚度=400mm，每个结构柱的规格为600mm×600mm，人防工程的墙体厚度=400mm，人防工程为钢筋混凝土结构，该工程的钢筋混凝土中，使用了Ⅱ级钢筋，混凝土密度=2.4×104N/m3，据测量，该人防工程结构的弹性模量=3.34×1010Pa。该人防工程的结构，具有对称的特性，为了提高木柱加固措施的实践水平，以该人防工程主体结构的四分之一为研究对象，优化木柱加固措施的应用。

2.2木柱加固的试验测试

木柱加固的试验测试，有助于掌握人防主体结构的实际情况，合理分配木柱加固措施的应用[2]。试验测试中，按照该人防主体结构的状态，选择了小尺寸构件，便于设计加固试验。试验构件的规格为：几何比例=1：4、配筋率=1.4％、混凝土标号=C30、木柱规格=100mm×100mm，木楔在构件中，使用橡皮垫完成加固，按照试验测试的要求，木柱间距=40cm，均匀布设在试验构件内。

2.3木柱加固措施的分析

2.3.1木柱加固

木柱加固在构件中的应用，明显提高了试验构件顶板部分的承载，促使其具备较高的抗弯性能。该人防工程试验测试中，使用逐级加载的方式，最大加载力=0.54MPa，表明该人防工程的顶板，能够承载0.54MPa的承载，平常该人防工程设计的承载为0.05MPa，木柱加固措施的承载值超出设计的10倍，起到了优质的防护作用。例如：核武器空中爆炸实验内，如果TNT的含量为100 万t，产生的加载压力约为0.35MPa，由此可见木柱加固措施的稳定性。当木柱（规格=100mm×100mm）加固措施应用到人防主体结构立柱的1/2间距处时，分析主体结构中内柱的冲切力V。

式中：V前-木柱加固前，主体结构承载的冲切力；q-等效载荷；l-木柱间距。按照上述方法加固后，公式如下：

经过计算后得出，V前：V后≈1：3，所以实际承载冲切力的能力，要高于立柱加固前。

2.3.2构件破坏分析

人防主体结构中，板柱节点、不平衡弯矩是木柱加固中的两项弱点，容易影响木柱加固措施的应用效率[3]。如果主体结构的跨度发生破坏，就会牵连相邻的跨区。该试验中，构件破坏分为两种：①主筋屈服，无法支撑主体结构，进而破坏整体；②锥面冲切，是由结构裂缝引起的。构件破坏是木柱加固中应该重点考虑的影响因素，根据构件破坏的原因和状态，优化设计木柱加固，致力于解决木柱加固中的破坏问题。

2.3.3柔性连接分析

柔性连接是木柱与顶板的连接方式，起到缓解冲切力的作用。上述试验中，对柔性连接做了较好的分析。构件试验中，木柱的安装采用了柔性连接的方式，即：木柱与顶板的连接点处，使用木楔+橡皮垫的方式，提高连接加固的能力，柔性连接方法非常简单，其可在平战转换中迅速完成木柱加固，更重要的是柔性连接允许木楔在安全范围内移动，促使木柱能够在安全范围内进入加固状态，分散了木柱连接点的受力，在很大程度上降低了冲切力的干扰。柔性连接使用时，应该注意木柱刚度的分配，以免影响柔性连接的可靠性。

3　人防主体结构木柱加固措施的效益分析

木柱加固措施的应用，提高了人防主体结构平战功能转换的时间效率，规范了人防主体结构的加固应用。结合人防主体结构中木柱加固措施的应用，实行效益分析，如下：

（1）木柱加固间距的合理控制，可以强化顶板承载，抵御战时引起的空气冲击力，可以达到理想的加固状态[4]。根据人防主体结构的性能，提前设计出木柱加固的方便，以便及时应用到战时人防工程的功能转换中，体现木柱加固措施的效率。

（2）木柱加固措施，对顶板承载有很大的促进措施，按照试验的设计分析，规范木柱加固措施的应用，促使木柱加固符合人防主体结构的需求，而且木柱加固在人防主体结构加固中，朝向成熟化的状态发展，降低了平战功能转换中的加固风险，提升木柱加固措施的服务水平，优化人防主体结构的加固环境。

（3）木柱加固措施在人防主体结构中，具有灵活的改进优势，贴近人防主体结构的实际，预防主体结构破坏，保护人防工程的安全性，为战时提供可靠的人防工程，全面维护人防主体结构的性能，保障人防工程的防护功能。

4　结束语

木柱是人防主体结构中，后加柱方法中的核心，人防主体结构采取木柱加固措施进行改进，能够在短时间内改变主体结构的受力，促使人防主体结构具有稳定的承载，支持人防工程的战时应用。木柱加固措施的优势比较明显，其在人防主体结构改进中应用便捷，而且符合人防主体结构的实践要求，体现了木柱加固措施的价值。

[1]王天运，申祖武，刘国强，刘水江.人防工程主体结构木柱加固方法探讨[J].郑州大学学报（工学版），2003，02：33～36.

[2]陈斌，诸宏博.普通地下室主体结构加固改造方法分析[J].安徽建筑，2014，02：154～155.

[3]王玉岚，张光辉，蒋沧如.人防工程主体结构加固受力性能研究[J].地下空间，2004，03：306～311+422.

TU746.3

A

1673-0038（2015）22-0022-02

2015-5-18

曾小强（1986-），男，江西吉安人，学士，研究方向为人防结构设计。