刍议人防地下室结构设计相关问题.doc

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刍议人防地下室结构设计相关问题
刍议人防地下室结构设计相关问题

摘要：随着我国城市化的发展，人防地下室与城市建设相结合的发展趋势逐渐为人们所接受，人防地下室的用途也更加广泛，平战转换问题也愈发突出。本文基于规范要求，浅谈几点人防地下室结构设计时出现的相关问题。

关键词：人防地下室；结构设计；相关问题
中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：
引言
地下室按其使用功能可分为普通、人防和平战三类，随着城市的快速发展，越来越多的人防地下室出现在城市的建设中，人防地下室主要是用于防备空袭和保护居民安全的建筑掩体，此类建筑物低于地面，且特别坚固，除了能够支持以上建筑物的重量，也考虑了防攻击型武器的设计。人防地下室与普通地下室有许多共同点，但依据《人民防空地下室设计规范》的要求，在荷载确定、内力分析、口部防护、平战设计等方面又有所不同，且必须进行严格的结构设计。本文主要针对人防地下结构设计中出现的相关问题进行分析，并提出对应的措施建议，以作参考。
人防地下室结构设计的特点及原则
人防地下室结构设计主要分为两个方面，即主体结构设计和口部防护设计。与一般建筑结构设计相比，人防地下室结构设计具有几点不同：（1）、可靠度较低。依据《人民防空地下室设计规范》的规定，人防地下室结构构件延性破坏时可靠指标β=1.55，失效概率为Pf=6.1%，脆性破坏可靠指标β=2.4，失效概率为Pf=0.8%；（2）、需要考虑结构的动力效应。人防地下室结构设计必须考虑攻击性武器带来的爆炸动荷载作用，采用等效静荷载的方法，与结构固有静荷载结合按结构静力计算方法进行内力分析；（3）、考虑结构的塑形工作状态；（4）、适当提高结构材料的的设计强度，如钢材强度综合调整系数为1.15-1.5，混凝土强度综合调整系数为1.5；（5）、更为严格的构造要求。
根据人防地下结构设计的特点，人防地下室结构设计的主要原则有平战结合、只进行强度验算、考虑一次性袭击情况、各部件协调工作以及重视构造设计。
人防地下室结构设计的相关问题
3.1人防地下室的位置确定
单层的地下室结构则直接依据《人民防空地下室设计规范》进行设计，若是采用多层地下室结构，除了整个地下室均作为人防地下室使用，一般将人防地下室置于地下室的底层，否则由人防地下室该层至其底部的所有地下室结构均须按人防地下室结构设计的要求进行设计，大大增加了造价。
3.2人防地下的荷载确定
人防地下室荷载的确定主要是依据该人防地下室的抗力级别，参考《人民防空地下室设计规范》的规定，采用相应人防构件常规武器爆炸均布等效静荷载值和核爆炸均布等效静荷载值。与普通地下室相比，人防地下室必须考虑空气冲击波对其的影响，由爆炸所产生的冲击波，压力大且传播速度快，人防地下室的顶板将会直接承受地面冲击波的超压和负压作用，而侧壁和底板则要承受土体受到压缩后的反射波，这在结构设计中都必须得到足够的重视。采用等效静荷载法确定人防地下室的荷载，主要是考虑到动荷载作用下，人防地下室的结构振型与相应静荷载作用下的结果相似，且破坏顾虑也相近，此法在一定程度上简化了设计。但是，若实际工程不满足此法所规定的条件，情况过于复杂，则建议采用《人民防空地下室设计规范》中所提到的公式法进行计算，以保证设计质量。
除此之外，人防地下室底板的作用荷载需要考虑地下水位的影响。由于底板可能位于地下水位以下或以上，当其处于地下水位以下时，需要分别考虑地下水水压和动荷载计算出的等效静荷载的影响，不能进行组合后再归入结构计算中，若是地下水位较浅时，则依据《人民防空地下室设计规范》中的规定采用较小值。
3.3人防地下室的口部设计
人防地下室的口部设计主要由三部分组成：（1）、人防地下室出入口通道内的临空墙和门窗的设计；（2）、人防地下室防护密闭门与消防系统的设计；（3）、其他构件，如风井、防倒塌棚架、开敞式通道以及相邻单元间的隔墙设计等。
关于人防底下入口通道内临空墙和相邻单元间隔墙的设计，可以采用一般的墙体计算模型并同时考虑人防地下室的特殊性，进行结构设计。人防地下室的门窗墙体设计一般按悬臂梁进行设计，为避免设计的悬臂长度过大而导致上部配筋量增加，加设暗梁、暗柱、壁梁或壁柱，可得到较为经济的设计效果。由《人民防空地下室设计规范》第4.8.10条的规定，若平时使用情况与战时的受力作用时间存在明显间隔时，将不再同时考虑这两种情况下横向力对人防地下室门框墙体的影响。
人防地下室防护密闭门的设计，一般可根据设计压力和门洞尺寸选择定型的防护密闭门。而针对消防系统的设计应当得到重视，基本设计理念是“以堵为主，堵消结合”，考虑采用防爆破活门将攻击性武器产生的冲击波阻挡在外，同时通过活门上的开孔释放部分压力，这里需要与扩散室协同合作，才能达到保证人防地下室消防安全的目的。扩散