关于人防地下室结构设计的一些探讨

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1、关于人防地下室结构设计的一些探讨　　摘要：在城市地下空间开发利用进程中，应结合城市建设，积极推进人防工程建设进程，实现高技术局部战争对现代人防的要求。作为工程技术人员要不断加强对城市地下工程的改造设计和施工技术的研究，加强防水、防火、防护等防灾技术的研究，并创造条件，加以改造，提高地下空间的生活质量。本文针对防空地下室结构设计的特点及设计原则和改造设计的具体技术进行了探讨分析。　　关键词：人防地下室，结构设计；荷载　　0前言　　合理利用地下空间，可以在旧城改造方面拓展思维，打破旧的拆迁模式及拆迁与文物保护方面矛盾，能合理解决新老建筑结合和功能拓展，并为地面创造了开敞空间，符合现代城巾建设紧凑化

2、及人文关怀的新理念。地下室人防改造设计涉及到一个平战结合的问题。即既要考虑平常使用时荷载较小，满足建筑使用上大空间的问题；又要考虑人防时荷载较大，结构上很难满足大空间的问题。　　1地下室人防结构设计的原则　　(1)只考虑一次核袭击。　　(2)只进行强度的验算。　　(3)平战结合，取控制条件。　　(4)注意各部件的协调。　　(5)地面与地下承重结构体系要协调，不能出现两者强弱相差较大的情况。　　2地下室人防结构设计的特点　　地下室人防结构设计的主要内容包含两方面：一是主体结构设计，包括顶板、外侧墙、底板等其他构件的结构设计，二是孔口防护设计，包括出入口的防护和消波系统(防护设备)，其中出入口的防

3、护包含防护密闭门的选用、门框墙及临空墙的计算、出入口通道(包括风井)的计算等几个方面，而消波系统则包含防爆破活门的选用和扩散室(箱)的设计。因此地下室人防结构设计具有以下特点。　　(1)结构设计的可靠性可以降低，一般建筑结构Pf≈10，而人防结构pf≈6％，(2)考虑结构的动力响应；(3)结构构件可考虑进入塑性工作状态；(4)材料设计强度可以提高，(5)重视构造要求。了解结构人防设计的特点及原则之后，必须确定计算所需的荷载值。　　3地下室人防改造设计的具体技术　　3．1人防荷载的确定　　地下室人防改造结构设计的主要内容包含两方面：一是主体结构设计，包括顶板、外侧墙、底板等其他构件的结构设计。二

4、是孔口防护设计，包括出入口的防护和消波系统(防护设备)，其中出入口的防护包含防护密闭门的选用、门框墙、临空墙的计算、出入口通道(包括风井)的计算等几个方面。人防地下室结构设计主要考虑抵抗空气冲击波。当核武器在空中爆炸，冲击波传播到地表时，形成反射冲击波。因反射波是在被入射波压密和加热过的空气中传播、且压力又高，所以反射波的传播速度要比入射波快，当反射波波阵面终于赶上入射波波阵面后，则汇合成为单一的冲击波，即合成波。合成波波阵面靠近地面部分是垂直于地面的，即合成波是水平方向传播的，对抗力等级较低的防空地下室来说，所受的冲击波即为这种合成波(即地面冲击波)。防空地下室的顶板一般就直接承受地面冲击波

5、的超压和负压作用，而对于侧壁和底板，因空气冲击波作用于地表，压迫土体并使其产生运动，上层土体受压后连续向下传递压力(这种土体的压缩状态由上向下逐层传播过程称为土中压缩波的传播)，当遇到侧壁或底板的阻挡后，则会产生超压、动压和负压作用，这就是侧壁和底板需考虑的问题。下面以防护等级为6级、全埋式现浇钢筋混凝土人防地下室的工程为例，其各部位等效静荷载取值分别参考如下。　　3．1．1顶板　　首层外墙为180mm实心砖填充墙，且墙面开孔面积大于50％，故不计上部建筑物对地面空气冲击波超压作用的影响，等效静荷载标准值q=60KN／。　　3．1．2侧墙　　上部建筑物为抗震设防的框架――剪力墙结构，故应放入上

6、部建筑物对地面空气冲击波超压值的影响。根据本工程地质条件，人防地下室侧壁范围内分别有非饱和土和饱和土，取其加权平均值，并考虑周围基坑支护的阻隔作用，故地下室侧壁等效静载倚标准值q=40KN／。　　3．1．3底板　　本工程采用桩基础，当核爆荷载q作用于顶板时，荷载随板、梁、柱传至桩上，因人防设计不考虑地基承载力和地基变形，由q产生的q由桩与底板共同承受，故小于规范中按箱形地下室底板的等效静荷载值(40-50)KN／，与平时荷载作用下因桩不均匀沉降而产生的底板受力相比，不起控制作用。故不予考虑。　　3．1．4门框墙　　所受荷载由两部分组成，一是直接作用在墙上的荷载qe=200KN／；二是由门扇传来

7、的等效静载标准值，分别按门扇的型号、大小计算确定。　　3．1．5临空墙　　依工程实际情况和规范表4．5．7取其等效静荷载标准值为l30KN／。　　3．1．6隔墙　　隔墙分两种，一是相邻防护单元间隔墙的设计压力值为50KN／，一是6级人防地下室与普通地下室相邻间的隔墙，其普通地下室一侧的设计压力选用值为90KN／。其他各种防护密闭门、防爆波活门、扩散室的设计压力均从规范中有关规定选用，当所有构件的等