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人防地下室设计过程中的注意要点分析

作者: 发布时间:2020-02-04 13:59:05 阅读: 44 次

摘要:本文就人防地下室设计进行了分析和探讨,并简要阐述了人防地下室的主要设计要点。

关键词:人防地下室 关键要点 分析

 

1 前言

近年来随着城市发展和充分利用建筑地下空间的需求,人防地下室作为防护工程的必要组成部分逐渐受到地方建设者的关注,人防地下室的开工量呈现遍地开花的趋势。但是由于人防地下室在战时的特殊要求(防核防空袭,密闭防护功能)方便战时隐蔽,其具体的工程要求也与常规工程大相径庭,无论是结构设计,还是排气通风以及电气规划等要求都非常严格,地下工程的建设规范要求也极其严苛复杂。由于地下工程的建设特点,本文将对人防地下室设计过程需要注意的关键要点进行分析和总结,给工程设计人员一些启示和参考。

 

2 人防工程设计特点

人防工程的设计需要考虑战时与平时功能结合的问题,首先要保证战时承受载荷下结构设计的可靠性,然后是平衡在日常使用中空间利用更大化的问题,协调这两种使用情况下的使用要求是进行人防工程设计的基本出发点。

作为战时需要,人防工程结构设计的主要要求是能够承受战时遭遇空袭炸弹爆炸所带来的载荷冲击。另外此类载荷冲击的特点是瞬时冲击大,持续时间短。因此人防工程结构设计的基本特点是:

1)由于现代武器爆动荷载具有偶然性,钢筋砼也允许开裂,地下室构件设计的稳定性可以适当降低。

2)结构设计需要考虑冲击动力,在结构杆件发生弹塑性应变时的工作可靠性;

3)适当提高材料的设计强度。根据以往的设计经验,在材料承受瞬时载荷时,材料的力学性能会发生突变,这主要指材料的抗拉压强度,这对材料结构的承载力的提高有好处。

4)在人防工程的设计中需要重视构造的要求,不能和传统的建筑设计混为一谈。

因此根据人防工程设计的基本特点,确定其人防工程设计的基本原则:

1)按照设计要求对平时和战时分别进行结构计算,通过条件约束进行更优化设计;

2)由于结构在动载荷作用下的模态振型与静力分析下的弯曲曲线相近,破坏形式也类似,因此在做动力学分析时可以将结构简化为单自由度体系来进行振型分析。

3)只需要对设计的结构进行强度校核,无需进行稳定性分析和裂纹扩展分析;

4)另外根据以往设计经验,从未有地基发生过剪切和滑动破坏的先例,可以不用进行地基受载荷变形的计算分析;

5)结构只需保证能承受一次核冲击;

6)对各结构进行整体设计,保证统一标准并注意整体结构的稳定性。

 

3 人防地下室结构设计方案确定

3.1确定人防地下室结构设计的基本内容

1)主要是针对关键结构件进行设计,包括顶部板件侧面墙体、地板等;

2)入口孔三防设计,包括出入口密封和防护,缓冲地震波设计;出入口需要设计对门进行密封设计,门框和墙体都需要进行计算分析,消除地震波需要选用防爆门和缓冲室的设计。

3.2 人防地下室荷载计算

人防工程结构设计所要承受的载荷主要是爆炸产生的次生冲击波所带来的冲击载荷。核武器爆炸所产生的冲击波经过地表反射,形成反射冲击波,由于反射冲击波速度更快,其和原生入射波合成形成强有力的二代冲击波。对于人防地下室来说,地下室的顶层结构主要承受的载荷为来自地面的冲击波所形成的压力;而对于地下室的侧面墙体和底层地板,由于地表承受冲击波后,地下室周围土层结构受压迫传递压力,会对侧面墙体和底层地板产生压力作用。按照制定的人防工程技术要求确定的地下室防护等级,所有人防地下室采用墙体材料须采用全埋式现浇钢筋混凝土,防震等级为6级。按照单自由度方法进行等效载荷法计算载荷:

1)顶层结构:对于层墙体结构空洞面积大于一半的不考虑地面冲击波的载荷,则等效载荷取值为60KN/m2,反之则需考虑地面冲的载荷作用,取等效载荷为55KN/m2.

2)侧面墙体:由于地下室上层结构设计为框架结构,因此需要考虑地面冲击波载荷的作用。但是侧面墙体主要来源于地面冲击波对于土层压缩所传递的压力,考虑侧面墙体周围的土层性质,取一个系数进行加权计算,并考虑周围设计基坑的缓冲作用。则侧面墙体的等效载荷值取为40KN/m2

3)底层地板:由于底层地板皆采用桩结构,由于载荷作用传递,地面冲击波载荷传递的Q将作用在底层地板和桩上,其值经过计算小于规范中的等效载荷极限,不起主要作用,故可忽略。

4)门框墙体:门框墙体的载荷需根据实际情况来进行具体计算,受门框大小和结构形式确定。

3.3 总体载荷计算分析

对于人防地下室所承受的载荷,除了炸弹爆炸所带来的动载荷,还有结构本身的自重,周围墙体,土壤和水等环境压力所施加的载荷。因此对于结构总体来说,需进行载荷的总体组合并进行力学分析。

在进行载荷合成的时候,有几点需要注意:1,按照上述等效载荷的取值原则,在进行载荷合成时需要按照规范考虑不同的结构形式,进行具体的分析和取值;2,按照以往经验,在组合过程中不用考虑结构在实际情况下可能发生的上层建筑崩塌所带来的荷载。

通过上述分析,可以通过分析归纳得出人防地下室的设计要领,顶层和侧面结构主要考虑战时需要,而地板结构和桩基础则主要应对平时的需求。

在通过计算确定构件的具体结构后,剩余工作则是按照规范设计结构组合形式,结合工程实际情况则可。

 

4 总结

对于人防地下室的设计,需要本着战时、平时两用的原则,尽量设计出安全、经济与可靠的结构,并能充分满足国防工程的需要,在关键时候能够保护和人民的生命财产安全。

 

参考文献

[1]GB50038-2005,人民防空地下室设计规范.

[2]肖世健.浅谈人防地下室结构设计.山西建筑.2007(12)3335