盛承財

摘 要：人防地下室是人防工程的重要組成部分。在實際設(shè)計當(dāng)中，由于人防地下室的特殊性，還存在許多設(shè)計問題，影響人防地下室的正常使用。加強(qiáng)對這些問題的研究，采取合適的問題解決措施，有著重要現(xiàn)實意義。對當(dāng)前人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題展開研究，提出相應(yīng)對策，為人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計提供借鑒。

關(guān)鍵詞：人防地下室；結(jié)構(gòu)設(shè)計；主體結(jié)構(gòu)；荷載計算

中圖分類號：T247.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.11.107

文章編號：2095-6835（2016）11-0107-02

1 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計問題與對策

在地下人防主體結(jié)構(gòu)設(shè)計中，容易發(fā)生的問題主要是結(jié)構(gòu)選型不合理，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置太過復(fù)雜，影響其日常使用或者戰(zhàn)時功能，不符合“平戰(zhàn)結(jié)合”的要求。

對此，在主體結(jié)構(gòu)中，需要綜合考慮工程上部建筑結(jié)構(gòu)類型、平戰(zhàn)使用要求、防護(hù)要求以及水文地質(zhì)情況等各方面因素，選擇最為合理的結(jié)構(gòu)類型。同時，還需要做好主體結(jié)構(gòu)中柱網(wǎng)的設(shè)計，避免柱網(wǎng)分布不合理影響結(jié)構(gòu)安全與功能，具體設(shè)計措施有：①在出入口位置，柱網(wǎng)要盡量避免占用停車位，將其選擇在車庫的邊角位置。盡量使用統(tǒng)一種類的柱網(wǎng)，使其尺寸保持一致。②在柱網(wǎng)比例關(guān)系設(shè)計中，要滿足停車、行車的技術(shù)要求，并在保證結(jié)構(gòu)合理性基礎(chǔ)上，提高結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性。同時，人防地下室柱網(wǎng)與上部建筑結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)保持統(tǒng)一。

2 頂板結(jié)構(gòu)設(shè)計問題與對策

2.1 問題

頂板是上部結(jié)構(gòu)與人防地下室相接的部分，頂板結(jié)構(gòu)設(shè)計容易出現(xiàn)的問題主要是荷載計算失誤、配筋不合理等。其中，在荷載計算時，經(jīng)常會出現(xiàn)漏掉頂板上消防車與施工通道活荷載、漏掉頂板設(shè)備用房活荷載、頂板覆土荷載取值不足、等效靜荷載取值偏小等情況。

2.2 對策

針對上述問題，在頂板結(jié)構(gòu)設(shè)計中，首先要做好相應(yīng)的計算，選擇合適的參數(shù)，然后對構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計。

在荷載計算時，人防地下室與普通工程的差別只在于普通工程只需要計算靜荷載，而人防地下室還需要計算短時間內(nèi)爆炸對其造成的沖擊動荷載。在瞬時加載發(fā)生時，會對材料強(qiáng)度提出更高要求。在計算時，需要對一般情況下材料強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整，在其基礎(chǔ)上，乘以大于1的強(qiáng)度調(diào)整系數(shù)；對于混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等級、砌體材料類型以及鋼材類型的不同，其調(diào)整系數(shù)也有所不同。

在發(fā)生瞬時加載后，人防工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全儲備會減小。因此，需要對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行折減計算。在構(gòu)件原有強(qiáng)度基礎(chǔ)上，乘以小于1的強(qiáng)度折減系數(shù)，避免構(gòu)件在承受瞬時加載時發(fā)生斷裂等問題，提高人防地下工程整體安全性。

在參數(shù)選擇中，由于本工程主樓采用的是剪力墻結(jié)構(gòu)，有較多填充墻、裙房以及地下車庫等框架結(jié)構(gòu)，填充墻較少，需要采用不同的設(shè)計參數(shù)；同時，還要考慮連梁剛度折減情況。在本工程中，對于連梁可以取0.55的剛度折減系數(shù)。根據(jù)上述參數(shù)選取要點(diǎn)，在人防地下室的頂板結(jié)構(gòu)設(shè)計中，先向計算軟件中導(dǎo)入人防荷載，取0.55的連梁剛度折減系數(shù)，剪力墻結(jié)構(gòu)體系取0.9 周期折減系數(shù)，從計算結(jié)果中選擇主樓部分的值；然后再取消人防荷載，不考慮連梁剛度折減，框架結(jié)構(gòu)體系取0.8周期折減系數(shù)，從計算結(jié)果中選擇裙房部分值，就可以較為準(zhǔn)確地計算出地下人防結(jié)構(gòu)頂板的受力值。

在頂板結(jié)構(gòu)設(shè)計中，還需要從以下幾方面入手：①在材料、抗?jié)B等級以及構(gòu)件厚度等方面，都要采取比普通結(jié)構(gòu)更高的設(shè)計；②在結(jié)構(gòu)構(gòu)件配筋率上，由于截面尺寸較大，需要保證配筋率全部大于最小配筋率，以防發(fā)生脆性破壞，出現(xiàn)突然壓潰，威脅人防地下室的安全；③在人防地下室的板、墻設(shè)計中，要采取雙面配筋的方式，拉筋設(shè)置為梅花形，保證鋼筋與混凝土在震動作用下依然有良好的結(jié)合水平，可以共同受力；④在沉降縫、伸縮縫設(shè)計中，由于其自身性質(zhì)決定了難以承受巨大沖擊力，不宜將其設(shè)置在防護(hù)單元內(nèi)，要將其設(shè)置在于主體結(jié)構(gòu)連接部位或者室外出入口位置。

3 結(jié)構(gòu)抗浮能力問題與對策

由于人防地下室其會受到地下水的浮力作用，產(chǎn)生上浮，必須對其進(jìn)行抗浮設(shè)計。在抗浮設(shè)計中，容易出現(xiàn)的問題是抗浮計算不準(zhǔn)確、缺乏抗浮驗算或者抗浮方案不合理等。

對此，在抗浮能力設(shè)計時，首先要對人防地下室進(jìn)行抗浮驗算與分析，根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，結(jié)構(gòu)抗浮穩(wěn)定滿足的條件為：

在抗浮設(shè)計中，可以通過利用支護(hù)樁對道路下方人防地下室進(jìn)行抗浮，其設(shè)計如圖1所示。在此種設(shè)計，支護(hù)樁會對人防地下室?guī)硪欢ǖ南拗谱饔?，有效增?qiáng)道路下人防地下室的抗浮能力；同時，還可以減少室內(nèi)抗浮混凝土配重墊層的厚度，縮短底板外挑長度，對基坑開挖施工有一定幫助。

4 通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計

通風(fēng)系統(tǒng)也是人防地下室的重要組成部分，在通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計中，容易遇到的問題就是消防與人防、戰(zhàn)時與平時之間的不協(xié)調(diào)，只能滿足單一方面的需求，對此，采取的解決措施為有以下幾種。

4.1 消防與人防矛盾協(xié)調(diào)

在地下室消防中，根據(jù)規(guī)定，在采用自動滅火系統(tǒng)時，防火分區(qū)的建筑面積為2 000 m2，而在人防工程中，防護(hù)單元最大面積為800 m2。在這種矛盾下，需要將消防排煙系統(tǒng)按照防護(hù)單元形式的需求，增加排煙系統(tǒng)中豎井集氣室數(shù)量，通過預(yù)埋風(fēng)管、密閉盤等來達(dá)到人防工程的需求。

4.2 排風(fēng)戰(zhàn)時與平時協(xié)調(diào)

人防地下室需要有戰(zhàn)時干廁、防毒通道排風(fēng)系統(tǒng)。由于其本身特殊性，排風(fēng)系統(tǒng)是需要單獨(dú)設(shè)置的，這可能與平時排風(fēng)系統(tǒng)之間產(chǎn)生沖突。對此，在設(shè)計時，要從戰(zhàn)時的角度考慮，對整個排風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行全局規(guī)劃，優(yōu)先滿足戰(zhàn)時排風(fēng)系統(tǒng)的需求，保證人防地下室戰(zhàn)時的正常運(yùn)用。

5 地下室外墻配筋問題

外墻是地下室與土壤接觸的結(jié)構(gòu)，會直接承受土層的壓力，對其剛度要求相對較高，而配筋是決定外墻剛度的關(guān)鍵性因素。在設(shè)計中，容易出現(xiàn)的問題是配筋設(shè)計不能滿足外墻受力要求、外墻土側(cè)壓力取值偏小等。

在外墻配筋設(shè)計時，如果地下內(nèi)部有較多橫隔墻或者上層建筑柱直接連接到基礎(chǔ)底板上，外墻配筋計算應(yīng)當(dāng)按照內(nèi)部橫墻、樓板上所支撐的雙向板來計算；如果地下室內(nèi)部有較少或者沒有橫隔墻，需要考慮上下兩端支撐，按照下端髂骨基礎(chǔ)底板、上段嵌固頂板的單向板計算，由此計算出的是外墻的豎向分布筋，即受力主筋。當(dāng)人防地下室外墻與主體剪力墻重疊時，配筋率需要按照人防剪力墻的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計，如果剪力墻配筋率大于人防外墻，則應(yīng)當(dāng)取較大值。

對于外墻土側(cè)壓力，在計算時，靜止土壓力系數(shù)通常取0.5～0.7，具體需要根據(jù)土質(zhì)情況，采取分酸或者水土合算的方法。

6 結(jié)束語

綜上所述，地下人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中占據(jù)著重要地位，會直接決定整個建筑工程的安全，加強(qiáng)對地下人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的重視，是一項必要的工作。在實際地下人防設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計中，存在有許多方面的問題，比如外墻配筋、頂板結(jié)構(gòu)和抗浮設(shè)計，等等。充分掌握這些問題，采取正確的設(shè)計對策解決問題，可以有效提高地下人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]汪冬生.人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題[J].江蘇建筑，2012（02）：57-59.

〔編輯：胡雪飛〕