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摘要:在现阶段的建筑工程中,人防地下室建设越来越多。人防地下室结构设计在工程实践中存在的一些问题也随之显现出来,本文通过对人防地下室结构设计在等效静载取值、战时出入口设置、人防门框墙封堵设计、战时通风井设计、桩基设计这些方面的若干问题进行了详细论述,并对这些问题提出相应较为合理的处理方法,供广大设计人员借鉴。
关键词:人防地下室;注意事项;经济性;合理性
引言
人防工程的发展是我国当前重点关注的问题,作为人防工程中的重要内容,人防地下室的结构设计非常关键,合理的结构设计可以提升人防地下室功能和质量,相反,如果结构设计工作出现问题,就会直接的影响到人防地下室的性能,产生非常不利的影响。基于此,在实际的结构设计环节,需要严格地按照流程进行,除了要参考一般建筑的设计要求,还需要结合人防工程的设计标准,保证人防地下室的性能以及质量可以符合战时标准。
1建筑的人防工程基本概述
当前我国建筑在人防建筑过程中主要分为以下4种形式,坑道式建设、单体式建设、地道式建设和附建式。目前在我国建筑的人防工程建设过程中附建式的应用最为广泛,最主要由于这种人防工程建设方法在地下的工程施工工艺较为简便,同时还具有耗资较少、节约土地资源等一系列优点,所以在我国建筑人防工程的应用中附建式较为广泛。附建式人防工程在建设中主要以建筑物结构为基础,然后以建筑的地下空间结构作为人防工程建设空间,在日常使用过程中,人们可以将人防工程作为地下储藏室或者是地下车库用来使用,如果一旦发生战争,那么就可以将人防工程应用于临时战争避难所。所以在人防工程的设计建造过程中,设计师们需要充分的考虑建筑物在战争环境下的使用过程,尤其是需要考虑核弹爆炸对建筑物的人防工程带来的影响。所以要使人防工程具备一定的冲击波抵抗能力,要确保人防工程在爆炸时,可以有效的保护居民们的生命财产安全。
2人防地下室结构设计若干问题
2.1出入口位置防倒塌棚架梁箍筋设计问题
在人防地下室中,出入口位置的设计工作非常重要,防倒塌棚架的安设,可以提升出入口的安全性,避免因为震动引发的倒塌风险,是提升人防地下室安全性的有效手段。从设计的角度对其进行分析,防倒塌棚架顶板在建设完成以后,需要承受很大的荷载,其中这些荷载主要来自于两个方面,第一,在房屋倒塌的时候,各种建筑结构会对其产生很大的荷载,这种荷载的方式通常都是在竖直角度。第二,爆炸物在爆炸的瞬间,产生的水平方向的冲击波。在人防地下室防倒塌棚架设计的过程中,许多的设计人员问题考虑的不全面,箍筋设计存在问题,主要表现在了箍筋的间距设计方面,经常会出现棚架梁箍筋间≥150mm的情况以及箍筋加密区间距大于纵筋直径的5倍,这种箍筋设计方式存在明显的问题,会降低防倒塌棚架承受荷载的功能,不利于人防地下室重要功能性作用的发挥。在防倒塌棚架的设计环节,需要对箍筋间距进行合理性分析,结合设计规范以及实际的工程功能需求,减小箍筋间距,提升防倒塌棚架的承受荷载的能力,保证人防地下室的质量可以满足战时需求,实现高质量人防工程的建设。
2.2结构工程构件的设计
设计人员在进行结构工程构件设计的过程中,也需要综合考虑建筑人防地下工程的使用要求,在结构材料、抗渗等级以及构件的最小厚度的设计上都需要比一般的建筑工程结构要高。除此之外,建筑人防地下工程所需要的构件的尺寸一般也较大,这样需要设计人员在实际的结构工程构件设计过程中,合理的进行配筋设计,以此来防止结构物受到荷载的影响,出现压溃等不良情况。
2.3人防地下室门框墙、封堵设计问题
(1)在平战结合人防地下室设计中,人防地下室平时为汽车库,战时为人员掩蔽场所。为了方便日常使用,车道上常设临战封堵。一般采用预制梁临战封堵或型钢临战封堵。当封堵数量超过限值时,一般选用一道钢结构防护密闭门临战封堵做法。此类封堵洞口具有宽度和高度均较大的特点。钢结构防护密闭门往往采用双扇防护密闭门。防护密闭门的门扇不同于普通门。其门扇的宽度和高度均比门洞的宽度和高度大一些,这就可能带来个问题。当在钢结构防护密闭门外侧较近处有根高度与门框墙上挡墙高度相同的大梁时,结构防护密闭门开启时门扇会与门前上方的大梁相碰,则无法完全开启。此问题在设计中易被忽视,施工中也很难发观,只有到最后安装防护密闭门时才会被发现。(2)门框墙上挡墙为悬臂受力构件,主要承受防护密闭门门扇顶部传来的集中线载及上挡墙均布等效静载。其受力状态类似悬挑板而非普通梁,但有些设计人员设计此类构件时按普通梁的配筋方式进行配筋,存在安全隐患。此时的箍筋为受力主筋应弯折后锚入顶板内,而非普通封闭箍筋的形式。同时顶板作为此悬臂构件的根部支座,应具有平衡此根部弯矩的能力,故还应验算顶板支座的配筋是否满足承载力的要求。若遇到上挡墙悬臂长度过大时,则应在门洞口上方的防护区侧设置用来抵抗水平荷载的卧置的横梁。同时,设计此横梁时应明确横梁的设置范围,应将横梁伸至门框墙两侧的框架柱或侧墙上。
2.4人防地下室扩散室设计常见问题
扩散室是人防地下室的重要组成部分,属于一个非常关键的内容,扩散室的设置目的,是为了满足战时消波需求,爆炸物在爆炸以后会产生很强的冲击波,对地下掩体中的人员会产生致命的威胁,通过扩散室的作用,可以弱化冲击波,减小或者消除冲击波对人防地下室中人员的威胁,保证人们的生命安全,基于扩散室的重要作用,在人防地下室结构设计过程中,必须要重点关注扩散室的设计效果,提升其质量,保证扩散室的结构可以满足战时需求。但是在实际的设计环节中,扩散室的设计工作经常会出现各种问题,扩散室的取值不合理,而且余压设计也存在问题,不能满足实际的余压要求,对扩散室各种构件的等效静荷载缺乏全面性的考虑分析,扩散室的重要功能性作用被严重的削弱,直接的影响到了人防地下室的安全性,受到这些问题影响,人防地下室难以满足战时需求。对于这些问题,设计部门需要重点关注,要对竖井与扩散室之间的墙体以及扩散室与土体接触的顶板、底板和外墙等结构部件的强度进行充分考虑和合理设计,保证问题考虑的全面性,尤其是扩散室的抗荷载能力,需要进行精准的计算,结合战时建设标准,合理的配置钢筋,利用高质量的扩散室,消除爆炸冲击波,保证人防地下室在战时发挥出奇效。
结语
综上所述,随着地下人防工程建设的规模和总量不断增大、建设水平不断提高,对广大人防工程设计人员也提出了更高的要求。面临相关规划、标准、规范尚不完善,设计人员技术水平有待提升等诸多难题,还需地方政府和有关设计机构协同发力,提高重视程度,充实人防工程设计的规划、标准依据。
参考文献:
[1]杨志翠.人防地下室结构设计方法与工程应用[J].四川水泥,2019(5):102.
[2]方雷庆.对于人防地下室基础与底板的结构设计研究[J].甘肃科技,2019,35(1):106-108.
[3]王殿勇.关于防空地下室外墙结构优化设计的研究[J].居舍,2019(4):74+76.
[4]赵振东.房屋建筑地下室结构设计中的成本优化探析[J].建材发展导向(下),2019,17(11):13-14.
[5]宣尧舜.普通地下室结构设计要点及经济性分析[J].城市建设理论研究(电子版),2019,317(35):25.