探析地下室人防工程结构设计的关键点

2018-07-13张政钦

建材与装饰 2018年31期

张政钦

（广东中人工程设计有限公司　广东广州　510000）

1　前言

随着我国建筑设计水平的日益提升，人防地下室建筑设计也越来越受到人们所重视，因为地下室建筑设计的合理与否，直接关乎到人们的生命财产安全，所以为了进一步发挥人防地下室建筑的安全性能，相关设计人员在实际操作时，就要严格按照相应的设计规范和要求来进行，确保地下室设计方案的合理性，并针对一些常见问题进行全面分析，进而针对性的制定出对应的解决方案，以便在保证人防地下室质量的同时，更好的增强其使用的安全性和实效性。

人防地下室建筑在设计过程中，既要考虑人们日常生活所用，又要结合战争标准，对其墙柱、顶板、底板、梁以及外墙等进行精细化设计，确保比普通建筑地下室的尺寸要大。同时，还要在满足平时使用功能需要的基础上，对其进行临战前的转换设计，例如设计战时封堵墙、洞口等，此外，若是军事建筑人防地下室，一定要在其顶板之上设置水平遮弹层，以便可以有效阻挡炸弹、导弹等重型武器的猛烈冲击。

2　地下室人防工程构造要求

2.1　人防顶板厚度未考虑防护厚度的要求

人防构件确足结构厚度的应包括三个方面在要求：①最小厚度要求（构造及安装要求）；②防早期核辐射的厚度要求（非力学因素）；③受力计算的厚度要求（力学因素）。

2.2　后浇带不应设在人防门或口部位置

面积较大的地下室，力了防护及防水的要求，不建议设变形缝，地上建筑可设，而利用后浇带、加强带等措施，来减小混凝土收缩的对结构不利影响。《人防施工规范》6.4.11条，工程口部、防护密团段、采光井、水库，水封井、防毒井、防爆井等有防护要求的部位，应次整体浇筑混凝土。首先应该明白原理，是由于人防口部、采光井、防爆井等处的钢筋拉结非常密，搭接多，施工工艺复杂，有门框预埋件及门槛凹槽处预埋钢材，所以规范才要求应次性浇筑。防毒通道，虑毒室等部位对防毒密团性要求非常严格的部位，如防毒通道，虑毒室，更要后浇带避开。另外，后浇带应尽量避开防护密团门以及临战封堵门框墙等受力重要部位。

2.3　室内人防顶板混凝土没有采用抗渗混凝土

在战时，人防地下室具有防备空袭和核武器、生化武器袭击的作用，是个具有战时出入口的独立密团空问，必须保证它的封团性。有些地方设计时可能会遗/屈考虑人防荷载，如汽车坡道底是防护区，当时车道般会单独绘制施工图，容易遗/屈人防荷载，设计时应汪意避免当有车道侧边墙体不落地的情况时，车道侧板也应满足人防构造要求及人防荷载作用下的承载力要求。人防顶板直接承受来自上部的强大冲击波，是相对薄弱的部位，人防顶板不允许穿越任何无关的孔洞（包括水暖电各专业的管线）。当人防地下室设在地下二层时，排水管等设备管道不能穿过人防顶板进入人防区，地下层的车库排水需在负层设集水坑，集水坑底板侧板均应满足人防构造要求。人防地下室还应满足抗渗要求，以防止化学武器的毒素与细菌的渗透。抗渗混凝土的密实性可有效阻止室外毒气渗入防空区域，保持凊洁区正常的毒剂水平。底板、基础、外墙、室外顶板即使在普通地下室中，也是要求用抗渗混凝土的。但普通地下室顶板在室内是不要求用抗渗混凝土的。所以应特别注明人防顶板，不管是在室内还是室外，一层还是负一层，均应采用抗渗混凝土。

2.4　地下室外墙底板底部配筋大样节点配筋存在误区

《FG01防空地下室设计荷载及结构构造》60页“外墙与顶板、楼板和底板的链接”大样如图1所示，笔者觉得这个大样外墙与底板的又接处，墙外侧纵筋伸入底板的长度＞1.51af，在某些情况下是不能满足底板作力外墙的固接端的要求。当底板厚度远大于外墙厚度时，图集做法没有问题，此时底板完全可以平衡墙底负弯矩。当底板厚度等于外墙厚度时，地下室外墙计算是下部设力固接时，外墙钢筋在底板内的锚入长度应该更长，因力如果底板配筋较小时，根据弯矩平衡原理，而墙钢筋锚固长度不够，则平衡不了外墙底部的负弯矩，实际上是做不到完全固接的，会使墙内侧跨中弯矩增加，那么墙内侧纵筋配筋会不足，有不安全隐患。当底板厚度小于外墙厚度时，更应该在外墙边局部加厚板厚，如图2所示，否则计算边界条件与实际受力情况不符，有安全隐患。

图1　

图2　

3　地下室人防工程载荷取值

3.1　梁侧有高差处梁缺少人防载荷计算

如图3所示，梁侧有高差处，梁侧会受到冲击波冲击，梁宽应该满足人防楼板厚度要求，梁侧变腰筋及外侧箍筋均应受力钢筋配置，才能满足人防板钢筋最小配筋的要求，按一般梁计算来配箍筋和腰筋、拉筋无法满足人防板钢筋最小配筋。梁外侧箍筋应按上下两端简支、侧边载荷同人防顶板载荷计算结果配置。

图3　

3.2　室内次要入口楼梯不需要考虑人防载荷

《人防规范》4.8.11条，当核5级、核6级及6B级防空地下室战时主要出入口采用室外楼梯出入口时，作用在出入口内楼梯踏步与休息平台上的核武器爆炸动载荷应按构件正面和反面不同时受力分别计算。当防空地下室的室内出入口，除临空墙外，其他与防空地下室无关的墙、楼梯踏步和休息平合等均不计入核爆动荷载作用。这是由于遭受核袭击射，大量的上部建筑的倒塌物和飞溅物会填满室内出入口，会堵塞出入口，短时间无法把倒塌物搬出去，形成出入通道。所以楼梯踏步和休息平台考虑即使人防载荷战时也无法成为出入口，故可不考虑人防载荷。战时次要出入口只是战前确保使用，战后不确保使用。

4　人防地下室建筑设计常见问题及相关解决措施分析

4.1　主要出入口设计

人防地下室的主要出入口设计必须结合地下室的应用功能来定，若是甲类防空地下室，则其人防主要出入口应尽量设置在室外，且要保证与地面连接的部分必须延伸到地面建筑防倒塌范围之外，也可设置相应的防倒塌棚架，以便可以最大化预防战时地下室的主要出入口被上部建筑构件所封堵。另外，由于汽车库的坡道大多处在室外，所以若是设计条件允许，应尽量将汽车库坡道作为人防地下室的主要出入口。

4.2　人防门的设计

4.2.1人防门的开启方向不合理

通常，人防地下室的人防门重量十分之大，这样就会加大门扇启闭的难度，进而使得其安装完毕后的使用率极低。因此，为了避免门扇自重过大而产生变形现象，设计人员在对其进行设计时，要在门扇下增设相应的垫块，进而来缓解门扇的自重。同时，还要保证开启后的门扇可以与墙边完全贴合，以便一方面可以缩小占地面积，另一方面又可以避免遮挡门洞或消防栓。此外，若是密闭通道的尺寸较小，则滤毒室密闭门的开启就会给人员的通行造成严重阻碍，所以可以调整密闭门开启的方向，使其为朝内开启设计。

4.2.2人防门开启困难

在人防地下室建筑设计中，人防门的设计最为关键，按照相关规定，附建式防空地下室的出入口必须以楼梯式设计为主，而楼梯作为公共通道，在实际设计时，还要考虑其消防功能和排水功能，必须设置上相应的消防设施，如：消火栓、管道井、给排水管道和消防管道等。同时，由于人防门设计应符合抗爆以及密闭等方面的要求，所以与普通的地下室门设计要有所差异，切记不能将其镶嵌于洞口中，门扇的尺寸也要大于洞口面积。

另外，人防门在进行开启关闭工作时，要确保其周围无顶板梁、消防管道或消火栓等设施，并且还要按照人防门的安装与开启关闭的要求来准确定位人防门门前通道的尺寸。例如，防护密闭设计要在其门洞上方通道内侧加设一道后凸梁，所以为了避免防护密闭门上方的后凸梁阻碍密闭门的正常开启，应在密闭门后部预留出后凸梁的距离。

4.3　人防疏散出口的设计

一般情况下，人防地下室建筑设计对其疏散口的宽度有着严格的标准，即每100人不小于0.3m，且每樘门疏散人数不得超过700人。但是这种设计方式却使得疏散人口的数量受到很大的局限。另外，若是将楼梯做为疏散口，则其疏散宽度设计往往是结合楼梯间的中轴线距离来进行，却忽视了对楼梯净宽度的测量，进而导致疏散口宽度与实际疏散要求完全不相符。因此，要想解决这种设计弊端，就要对人防疏散出口的宽度和楼梯的净宽度进行精准测量，并结合实际情况，合理设置樘门疏散宽度，以确保能够容纳一定疏散人口为最佳。