探析建筑人防地下工程的结构设计要点

2018-02-14张录山

建材与装饰 2018年3期

张录山

（青海省规划设计研究院青海西宁 810001）

1 建筑人防地下工程的概述

现代建筑人防地下工程与建筑工程中单体工程相连而建，主要是因为附建式人防地下工程施工工艺比较简便，成本消耗较低，而且可以有效的节约土地资源。附建式人防工程在平时的使用过程中人们就将人防工程可以当作车库、地下储藏室或者地下商业来使用。而在发生战争时，人防工程可以作为避难场所使用，这样充分的发挥出了建筑结构的使用价值。人防地下工程结构设计时，要充分考虑到在战争发生过程中存在的这个因素，尤其是核弹爆炸所认识的冲击波。因此人防地下工程建设需要通过准确计算，合理进行结构设计。

2 建筑人防地下工程结构设计的主要特征

建筑人防地下工程结构的特征主要表现为：①综合考虑建筑的结构体系，合理的设置好地下室内部的梁、墙体等承重结构。②计算好动力效应。人防结构工程所承受的荷载属于一种动力性荷载。在相同的静力荷载和动力荷载的作用下，后者产生的动应力变形要大很多。③人防地下工程结构塑性较强的特征。一般建筑结构的可塑性较差，基本不会进入塑性阶段的工作。人防结构工程承受的荷载属于一种瞬时性的荷载，当构建能够进行塑性工作的时候，产生的动力荷载会较快的消失，构件在此基础上也会产生一定的变形，当达到一定的数值之后，将不会产生变化。

3 建筑人防地下工程结构设计要点的分析

（1）某建筑人防工程的概况。该人防工程为建筑地下一层，日常作为停车库，战时可以作为防空地下室使用。建筑高度为27.20m，地下室高度为4.3m，整体结构为框架剪力墙。其中地下室的人防结构为6级，甲级防护级别，总面积约7700m2，人防面积约4500m2。

（2）建筑人防地下工程结构的构件设计要点分析。由于建筑人防地下工程需要承受的荷载较大，而且需要承受核弹爆炸的动荷载作用，因此其结构材料、抗渗等级、构件的最小厚度等都要高于普通结构的要求。人防地下工程结构构件的截面尺寸往往比较大，因此需要合理进行配筋设计，以防止结构物在荷载的作用下出现压溃现象。人防地下工程的板、墙等都应该采用双面配筋，并且按照规范要求设置梅花形拉结筋，确保构件在震动状态下钢筋与混凝土结合良好，共同受力。人防地下工程不宜在防护单元内设置沉降缝、伸缩缝，而应该在室外出入口和主体结构相连接的位置设置沉降缝。

（3）确定人防地下结构工程载荷。以国家相关法规作为依据，根据有可能会遇到的空袭威胁对地下室人防等级进行划分，该人防工程结构设计要求达到甲类人防级别。根据相关规定：①要考虑到核武器爆炸时的防护要求；②要考虑到常规武器的防护要求；③要考虑到生化武器的防护要求。对工程防护需要以及建筑所处具体位置，决定将地下室设计为全埋式，主体结构为钢筋混凝土。为了满足美观需求，需要对顶板进行覆土绿化处理，覆土厚度大约在1m左右。人防工程地下室各部位等效静载荷分析：①顶板，对该工程上部建筑结构进行分析发现，其底层为填充墙，具体结构为框架，而墙面开孔面积在一半以上，所以在计算载荷时，可以忽略上部建筑的超压作用。具体等效静载荷的确认要参考相关规范，最终确认为70kN/m2；②侧墙，对该工程勘察后发现，地下室位置在地下水位以下，地基主要土质为淤泥，确认载荷时同样要参考相关规范，最终确认为60kN/m2；③底板，上述说明该工程为甲类防护，设计桩基时，要将单桩承载力的特征值作为依据，等效静载荷最终确认为25kN/m2；最后是其他位置，其中门框窗与墙体之间的作用载荷为200kN/m2，标准值要根据实际情况来确定，要看门窗型号，同时也要看门窗尺寸。临空墙的等效静载荷被确认为130kN/m2。对于隔墙来说，防护单元如果相邻，等效静载荷可以确认为50kN/m2，人防单元与普通地下室之间的等效静载荷可以确认为110kN/m2。

（4）严格人防地下工程结构的构造要求与平战转换设计的要点分析。建筑人防地下工程设计时要满足两个基本要求：①完整性；②密封性，因此施工时要设置后浇带，不单独留有沉降缝，后浇带设置完成、沉降结束以后在开展浇筑工作。顶板以及底板都要采用双面配筋，内层与外层之间拉结钢筋的数量要足够，与混凝土结构保持一致性。平战转换的设计思想，就是兼顾日常需求与战时需求，一些特殊部位能够满足地下室日常使用需要，战时又能起到防护作用，采取简单措施就能够实现二者之间的转换。设计时需要考虑到以下几个问题：①设计转换构件时，要计算好转换前后受力发生了怎样的变化，图纸中要表明转换构件的位置以及具体转换方法；②转换步骤要求尽量简便，花费时间短，即使没有专业的技术人员和专业设备也能顺利完成；③构件要一次性制成，就近放置，做好便于识别的标记。