人防结构（精选10篇）
人防结构 篇1
世界各国对于人防工程重视程度较高, 尤其是近些年, 对人防工程提出了更高的要求, 除了应对战争灾害外, 还需要防止和平时期自然灾害和突发事故的发生, 保障人员生命财产安全。在当前社会快速发展背景下, 建筑行业获得了空前的繁荣, 大量建筑涌起, 建筑规模也愈加庞大, 为了能够确保人们住房安全, 提高建筑质量, 需要综合各方面因素进行考量, 最主要的就是对建筑物的人防结构设计和抗震结构设计, 尽管二者在一定程度上存在融合之处, 有助于提高建筑质量, 但是还需要区分二者的本质差异, 明晰各自的优势特点, 从而寻找更适合人类居住的建筑, 创造更大的经济效益和社会效益。
1建筑工程人防结构设计与抗震结构设计内容
1.1建筑工程人防结构设计
人防工程属于战备工程, 人防工程的基本目标是战备目标, 同时, 人防工程在和平时期要为城市经济、社会发展做贡献, 因而人防工程从属目标是经济目标和社会目标。科学合理的结构设计能够确保人防结构充分起到人防效果, 尤其是在战争时期, 有助于为人们生命财产安全提供保障。从我国建筑工程人防结构设计经验来看, 人防结构主要是采用掘开式人防工程和暗挖式人防工程, 不同的人防结构适用于不同的情况, 需要有针对性的进行人防结构设计[1]。
1.2建设工程抗震结构设计
尽管我国地震发生机率较小, 并且不会产生过大的经济损失和人员伤亡, 但是为了确保建筑物能够具有足够的抗震能力, 为人们生命财产安全提供保障, 科学合理的抗震设计是十分有必要的, 尤其是在我国一些四川、甘肃地震发生机率较高的地区, 对建筑进行合理的抗震结构设计是必然选择, 应将其看作是建筑工程的重点内容。当前我国出台的关于建筑工程安全文件规定较多, 主要让建筑工程结构能够在正常设计和施工情况下, 具备足够的强度和稳定性, 能够承受突然出现的荷载和变形, 在这样的情况下能够保持自身结构不会发生变化, 稳定性能仍然保持不变[2]。
一般建筑工业同民用建筑主要是采用永久使用的电荷, 如果遭受破坏将造成十分严重的影响。在民用建筑设计中, 对于建筑整体结构稳定性要求较高, 而在人防工程设计中, 主要是为了防止炮弹以及其他武器的轰炸, 这种伤害作用时间较短, 所以允许防控结构设计中, 承载能力极限要求有所降低。人防结构如果是采用弹塑性体系设计, 那么钢筋混凝土构件进入变形期将会受到静载影响, 导致承载能力消失。构件在进入塑性期只要保持在极限范围内即可, 这样能够最大程度上降低变形情况, 能够更好的满足人防结构承载力要求。抗震结构设计中, 还可以采用利用结构组你和地震之间的作用关系, 采用消能减震加固法, 这种方法能够有效降低地震带来的震动能力, 防止建筑变形, 降低建筑损坏程度。
2人防结构设计与抗震结构设计比较
2.1荷载
就人防结构设计和抗震结构设计来看, 两者均为动荷载, 在设计时候只需要考虑一次即可, 并不会产生过长的荷载作用。人防荷载量值大、作用时间短, 在地下室结构设计时主要是考虑到空气冲击波带来的作用力, 所以人防荷载对于结构形成的是直接作用力, 动荷载则是作用在构件上, 作用力是外力;地震动荷载是由于地震发生时候, 地面发生运动, 从而形成的一种间接作用。抗震区域建筑物需要具备足够的承受地震能力, 只有这样才能确保人们生命财产安全。核爆动荷载是一种偶然性荷载, 较之静荷载而言, 构件安全度相应降低。核爆动荷载作用下, 承载力随之提升, 安全系数也会发生变化, 在这种条件下, 一般情况下是不会出现结构破坏的现象, 所以在建筑抗震性能计算时并不需要考虑到人防荷载。地震作用下, 对于建筑物的破坏和影响取决于场地条件、建筑物自身振型、阻尼以及抗震设防烈度等诸多因素相关联[3]。
2.2设计理念
在抗震设计中, 一般情况下选择“三水准、二阶段”的设计方法, 主要设计目标是为了降低地震对建筑物带来的影响, 能够在大型地震下不坍塌, 中型地震下可以进行修补和完善, 小型地震则不会对建筑产生影响。故此, 需要对地震作用效应进行计算, 并且通过概念设计和抗震构造方法, 满足建筑三水准要求。在人防动荷载作用下, 一般情况下地下室整体结构动力的分析主要采用等效静荷载法, 将内里问题的分析转化为静力作用下的内里问题, 防空地下室的结构设计一般情况下可以根据静力结构展开对结构内力分析[4]。基于此, 在动荷载作用下, 结构构件振型同静荷载作用下挠曲线距离较近, 在动荷载和静荷载作用下, 建筑结构破坏规律相同, 在进行动力分析时, 可以将结构构件简单为单自由度体系, 这样能够获得相应内力最大值。
2.3设计原则
人防结构和抗震结构设计原则相本质相同, 均是规避地震灾害对建筑带来的不可预计的破坏, 这就需要在实际设计中, 需要结合建筑周围地质条件和水文特征, 有针对性提出应对措施来提高建筑物的抗震能力, 确保建筑物在遭遇到重大震动影响时, 将损失和影响降到最小。所以说, 无论是人防结构还是抗震结构设计, 均是遵循着强柱弱梁、强剪弱弯的设计原则。人防结构和抗震结构设计理念注重同建筑整体结构的和谐和统一, 从我国以往建筑工程的设计实践经验来看, 即便是整体结构符合设计要求, 但是如果在建构设计中某一个环节承受力偏弱, 一旦地震灾害发生, 都将影响到建筑整体结构的稳定性。基于此, 结构设计人员应该从动能力量转化角度作为切入点, 进行结构设计。
3提高设计结构延性的对策
人防结构主要是为了防止战争期间, 核武器或者其他武器爆炸后对人们生命财产安全带来的影响, 这种影响是一种偶然性的荷载, 还兼具量值大、作用时间短的特点。所以, 结构构件延性越大, 相应的就能够吸收更多动能, 对于提高整体结构稳定性具有十分突出的作用[5]。故此, 在人防结构设计中应严格遵循强柱弱梁、强剪弱弯的设计原则, 诸如利用受弯构件和大偏心受压构件变形吸收荷载能量的作用, 将这种设计融入其中, 能够有效降低荷载力对结构的压迫, 产生更大的负担, 提高结构整体承载能力。此外, 建筑受弯构件应采取双面配筋的方式, 这样在承受荷载的同时, 还能够回弹作用力, 降低结构整体荷载力, 提高结构稳定性。
对柱、梁的跨比设计需要结合实际情况, 控制在一个合理范围内, 遵循相关设计标准和要求。配置足够的箍筋, 有助于约束混凝土的作用力, 提高混凝土应变值, 从而有效提高混凝土抗压强度, 防止裂缝现象的出现, 充分发挥人防结构和抗震结构的优势作用。此外, 为了规避地震作用下对建筑整体框架柱过早屈服, 可以适当的增加框架柱变形能力, 提高框架柱的延性能力。
强节点弱构件设计原则, 由于节点区受力情况十分复杂, 所以在结构设计中需要结合实际情况, 确保结构的各个节点处不会由于脆性出现剪切破坏的问题, 确保结构整体的承载能力。强柱弱梁设计原则, 在柱和梁设计中由于底层柱塑性铰形成较晚, 所以应该将柱子屈服顺序错乱排开, 规避集中在一层影响结构整体稳定性, 可以将这种框架结构称之为强柱弱梁框架。
4结论
综上所述, 在建筑行业发展历程中, 不难发现对于人防结构和抗震结构设计重视程度越来越高, 尤其是在我国遭受了严重地震灾害破坏后, 带来了十分沉重的经济打击, 社会反响十分热烈, 相应的对抗震性能提出了更高的要求。通过对人防结构设计和抗震结构设计对比, 能够发现两者存在一定共同点, 所以, 在结构设计中应该取长补短, 充分发挥两种结构的优势, 提升建筑使用寿命。
摘要：在建筑结构设计中, 人防结构设计和抗震结构设计作为其中重要组成部分, 加强人方结构设计和抗震结构设计的比较是十分有必要的, 通过对比两者设计的差异, 整合优化结构设计, 提升结构设计合理性。由此, 本文主要就人防结构设计与抗震结构设计进行比较, 结合实际情况, 有针对性提出合理的对策, 保障人们生命财产安全。
关键词：人防结构,抗震结构,设计
参考文献
[1]江永, 倪力豹.关于人防结构设计与抗震结构设计的比较[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2012, 12 (6) .
[2]李威.人防结构设计与抗震结构设计的比较[J].建筑工程技术与设计, 2015, 34 (24) :284-284.
[3]戴镜洲.关于人防结构设计与抗震结构设计的比较[J].建材与装饰, 2015, 12 (13) :11-12.
人防结构 篇2
人防工程在主体土建结构完成后（后浇带封闭为宜），人防区内粉刷之前,在建设单位组织参建各方主体自评自验合格的基础上，进行结构验收，并由人防质监站派员监督结构验收的形式、程序和内容是否符合规范要求。
一、结构验收申报程序和提交资料
1、结构验收申报程序
1）在参建各方自验自评合格的基础上，提前7个工作日向人防质监站书面提交验收申请及相关工程资料；
2）人防质监站审查提交资料是否完整准确，并确定验收时间；
3）赴现场监督实体验收。
2、结构验收提交资料清单
1）由建设单位提交结构验收申请表；
2）由监理单位提交《人防工程主体结构验收前监理人员检查记录》；
3）施工单位准备人防工程结构验收汇报材料；
4）监理单位准备人防工程结构验收评估报告；
5）分项分部工程质量检验评定表；
6）交底记录及监理会议纪要；
7）隐蔽验收记录（复印件）。
二、结构验收参加人员和现场准备工作
1、参加人员：
1)、建设单位项目负责人；
2)、设计单位结构设计师；
3)、监理单位总监、总监代表和人防专业监理工程师；
4)、施工单位项目经理、技术负责人和各专业人员；
5)、人防防护设备生产安装单位的技术人员。
2、验收准备：
1)、做好现场卫生清理工作（人防口部应无垃圾、积水）；
2)、做好现场安全围护工作；
3)、做好现场临时照明；
4)、各专业人防图纸理好备查；
5)、手电筒、安全帽等验收工具。
三、结构验收议程
1、总监理工程师主持验收会议；
2、施工单位进行结构验收汇报；
3、监理单位进行结构验收汇报；
4、参验人员赴现场实地验收；
对人防地下室结构设计的探讨 篇3
关键词：地下室;人防工程;结构设计
1.人防工程概述
人防工程即人民防空工程，是根据国防的需要，动员和组织群众采取防护措施。它具有着防范和减轻空袭危害的作用，除采取人员疏散的措施之外，也是战时防空的最重要的措施之一。防空地下室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、底板等其它构件的结构设计;二是孔口防护设计，包括出入口的防护和消波系统的防护设备，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，而消波系统则包含防爆破活门的选用和扩散室的设计。
2.人防地下室结构设计的特点及原则
在人防地下室的结构设计过程中，应遵守以下原则：（1）兼顾满足平战时两种不同荷载效应组合的要求，结构顶板由战时控制，而侧墙和底板根据实际使用情况确定;（2）在整个人防地下室结构寿命期内，只需考虑一次的核袭击、常规武器暴动荷载作用，并进行强度验算;（3）可用等效静载法简化考虑人防荷载，并将其拆开单个构件计算，且注意各个构件的协调，防止因设计控制标准不一致而出现结构局部先破坏现象，使得建筑的整体防护作用降低;（4）需协调地面与地下承重结构体系，即人防地下室墙、柱等应同地面上部的承重结构相协调，以避免出现强弱相差较大的问题。
3.人防地下室结构设计要点
3.1基础设计
进行人防工程设计的过程中，我们要对其结构的可靠性和承载力进行具体的分析和计算，保证计算的准确性，同时要对建筑建设的经济性进行考虑，这样可以对人防的基础结构进行确定。进行设计的过程中，为了保证结构的安全性，要对出现核弹爆炸情况下人防结构的承载力进行计算分析，但是由于核弹爆炸的时间比较短，因此对地基的变形、裂缝、承载力等情况无法进行实际的验算。虽然人防结构的静荷载比较大，但是作为控制质量的结构条件，要根据具体的设计条件进行分析，保证其存在的各项系数的准确性。人防工程的具体设计要根据实际的情况而定，和平年代的人防工程的功能无法得到最大程度的发挥，但跟普通的建筑并不相同，进行设计的过程中，要根据相应的荷载承受力进行具体设计，保证工程设计的质量和投入使用功能的发挥。
3.2构造设计
人防工程的建设中，需要的荷载比较大，其结构要承受核弹爆炸等产生的巨大的冲击，因此进行构造设计的过程中，要根据具体的防御系數，对结构的材料、构件质量的最小要求进行具体的规定，保证其在普通功能发挥的基础上，能够发挥人防工程自身的功能。地下人防工程结构构件的截面尺寸往往比较大，因此，在进行配筋设汁时，应该注意避免出现配筋率小于最小配筋率的情况，以防止结构物在荷载的作用下产生脆性破坏，出现突然压溃现象。地下人防工程的板、墙等都应该采用双面配筋，并且按照规范要求设置梅花形拉筋，确保构件在震动状态下钢筋与混凝土结合良好，共同受力。地下人防工程不宜在防护单元内设置沉降缝、伸缩缝。因为，要想让这些缝又能够阳止抵抗巨大的冲击力又能起到其自身的功能几乎是不可能的。应该在室外出入口和主体结构想连接的位置设置沉降缝。
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。扩散室的前墙是安装悬板活门的临空墙，其本身受到的荷载与活门传来荷载均按临空墙荷载取值，而人防地下室的扩散室与土相邻的上下顶底板以及外墙则按土中压缩波来确定荷载。除此之外，还需要考虑防护措施与主体结构抗力的协同作用，若不相适应，将有可能影响整体工程的防护能力。
在进行人防地下室其他构件的结构设计时，风井的设计只考虑爆炸时土中的压缩波影响，核爆炸荷载不计入开敞式通道的设计，开敞式通道在进行结构设计时只考虑静土侧压力，人防地下室出入通道所涉及的墙体和门框需要加强设计，由于到达出入通道的冲击波受到墙体和门的反射作用，冲击波的影响将会大大增加，约为反射前的2-3.5倍。另外，防倒塌棚架的结构设计有竖向和横向之分，竖向设计时必须考虑倒塌荷载，《人民防空地下室设计规范》规定的倒塌荷载为50KN/m2，而横向则考虑动力压力的作用。除此之外，人防地下室口部的内部尺寸应控制在规范要求的范围之内。
3.4墙体
人防地下室结构设计中，墙体包含有外墙、临空墙、密闭隔墙和单元隔墙。而密闭隔墙并不需要进行受力计算。人防墙体受到的爆炸荷载作用主要是水平方向的，其计算模型是单向板，墙体下端固定，而上端则需要根据顶板的刚度来进行固端或者是简支。
3.5顶板
为了方便设计，建设单位往往把顶板厚度大于等于墙体厚度作为一个上端固端条件，来进行墙体计算，相反则被称作为简支。门框墙作为一种开孔口的临空墙，在模型计算过程中需要将孔口的四周当成是悬臂梁来进行独立计算，每当悬臂梁的长度要大于孔口边长一般的时候，需要在孔口边进行横梁或者立柱的设计。在人防地下室结构设计中，墙体基本都被当成是单独构件来展开计算的，建设单位在结构设计的时候，需要仔细的协调墙体和周边构件间的弯矩协调状态，并加强节点构造钢筋，更好的保证建筑防护的质量
4.人防地下室结构设计的注意事项
人防地下室多位于高层建筑之下，其上部结构多采用结构计算程序进行进行计算分析，但对人防地下室各个结构部件却不能纳入整体结构的计算，这主要是由于爆炸荷载的影响仅针对人防地下室而言。因此，人防地下室的计算一般单独进行结构设计。另外，虽然《人民防空地下室设计规范》中已经规定了人防地下室相关构造措施，为方便设计工作，有些构件的尺寸可以适当进行修正，如人防地下室顶板在六级时可取250-300mm，五级时取300-350mm，顶板梁跨高比可取7-12，梁上部的通长筋可直接由构造措施确定，底板的厚度需大于外墙且考虑地下水与抗浮作用，除隔墙采用250mm，其余主墙体均采用300mm的尺寸，同时这些结构构件的厚度必须满足早起的抗辐射要求。
5.结语
人防地下室的结构设计内容广泛且复杂，常常需要综合的、辩证的考虑相关问题，不能按部就班，目前我们所采用的电算软件对其的计算还不是十分完善，更多情况下需要设计人员更加深入的考虑问题，不断总结经验，另外，人防地下室的结构设计在经济效益上还必须同时兼顾平战工况，最终才能达到优化结构设计的目的。
参考文献：
[1]GB50038-2005，人民防空地下室设计规范[S].
[2]王翼忠.高层建筑地下室结构设计中的若干问题[J].河北建设科技与勘察设计，2006（4）：18―20.
地下人防工程结构设计浅析 篇4
1 前言
人防工程是指国家为了国防的需要, 为提高城市在未来信息化条件下的局部战争中的防空袭能力, 为保护人民生命和财产安全, 而修建的地下防护工程。它可以防备敌人空中袭击, 保障战时人员与物资安全。人防工程设计必须贯彻“长期准备、重点建设、平战结合”的方针, 既要确保它的战备效益, 也要适应市场经济发展的要求。因此, 应在坚持人防工程建设与经济建设协调发展, 与城市建设相结合的原则下, 合理利用地下空间, 发展人防工程。
2 地下人防工程结构设计特点
地下人防工程结构设计包含主体结构设计和孔口防护设计。人防工程主体结构设计的内容与民建工程一样, 包括底板、柱、墙、顶板、顶板梁等构件的结构设计, 不同的是在对人防工程主体结构构件设计时, 应考虑战时爆炸荷载;孔口防护设计的主要内容, 包括防爆波电缆井和扩散室的设计, 门框墙、临空墙、单元间隔墙的计算, 以及防护密闭门、密闭门、防爆波悬板活门的选用等。
人防工程结构设计, 既要考虑平时正常使用的荷载, 还要考虑战时爆炸荷载, 要保证人防工程在满足平时使用的同时, 还能满足战时的防护功能。在进行人防工程结构设计时, 由于无法把战时爆炸荷载的大小, 精确地加到人防工程的每个构件, 所以, 目前在设计时, 都是将战时爆炸荷载等效为静荷载进行考虑的。钢筋混凝土结构构件在战时爆炸荷载的作用下可按弹塑性工作阶段来考虑, 这样一来, 构件在战时实际工作时可吸收更多的能量, 材料的潜力得以更充分的发挥。而现实中是根据静载试验来确定钢筋混凝土等结构材料的承载力[1]。所以, 在进行人防工程设计时, 要考虑将钢材、混凝土的强度提高, 将钢材、混凝土的强度乘以一个增强系数后再用于设计, 这是人防工程结构设计的一个重要特点。
《人民防空地下室设计规范》4.1.6规定:“防空地下室结构在常规武器爆炸动荷载或核武器爆炸动荷载作用下, 应验算结构承载力;对结构变形、裂缝开展以及地基承载力与地基变形可不进行验算[2]。”这是人防工程结构设计的又一个特点。
3 设计中需特别注意的问题
3.1 设置上挡墙加强梁的问题
为了抵抗战时爆炸所产生的水平冲击波对防护密闭门上挡墙的冲击, 需在较长的上挡墙下端设置加强梁, 当作抵抗水平冲击波荷载的加强构件, 加强梁的纵向受力钢筋应锚入门框两侧的墙或柱中, 形成洞口加强的传力体系。设置的加强梁应凸向防护区内, 此时需注意的是, 密闭通道长度是否够长, 防护密闭门上部加的门框梁是否影响后部密闭门的开启。若因特定条件限制, 加强梁只能凸向防护区外时, 需注意的是加强梁不能设置在上挡墙下端。因为防护密闭门比洞口要大, 若想确保防护密闭门能顺利地安装和开关, 上挡墙下边缘应预留不小于300mm的高度, 所以设置的加强梁应高出上挡墙下边缘不小于300mm。
3.2 封堵存在的问题
在进行封堵设计时, 需注意建筑要求的净高与结构预留是否一致;对外封堵口处, 两边墙或柱是否与结构顶板梁外平齐;封堵宽度介于3 000mm-7 000mm的对外竖向型钢封堵处, 封堵下100mm×200mm的封堵槽是否预留。
3.3 防倒塌措施
地下人防工程的出入口设置在建筑物倒塌范围之内时, 为了防止战时周围建筑物倒塌堵塞出入口, 通常需采取防倒塌措施。因此, 在进行地下人防工程设计时, 当在建筑物倒塌范围之内设置人防出入口时, 需注意采取防倒塌措施, 避免因无防倒塌措施而对战时人防工程出入口的安全埋下隐患。所以, 设计人防工程布置方案时, 需合理布局出入口, 使出入口尽量布置在建筑物倒塌范围以外, 因条件限制, 出入口只能设置在建筑物倒塌范围之内时, 应采取防倒塌措施。
3.4 施工缝的布置
人防工程对防护密闭要求较高, 特别是人防工程的防毒通道和密闭通道宜整体浇筑, 不留水平施工缝, 因此, 后浇带应尽量避开人防密闭通道、滤毒室等部位, 且位置宜布置在剪力较小处。另外, 在防护门门框墙、临空墙施工支模时, 固定模板的螺栓, 不得加套管, 要用一次性穿墙螺栓, 施工后不再取出。对于有防水要求的外墙, 固定模板的螺栓应设止水片。
3.5 混凝土
地下人防工程在选用混凝土强度时, 宜优选C30~C35的混凝土, 除非万不得已不要选C40及以上的混凝土。因为C25~C35混凝土中受拉钢筋的最小配筋率为0.25, C40~C55混凝土中受拉钢筋的最小配筋率为0.3, C60~C80混凝土中受拉钢筋的最小配筋率为0.35。地下人防工程由于要考虑其密闭防毒及防辐射作用, 要求墙体及顶、底板有较厚的防护厚度。对于防护厚度要求较高的地下人防工程, 在进行结构设计计算时, 一般只要能满足结构构件的最小配筋率, 就能满足结构构件受力的要求。因此, 在对防护厚度要求较高的人防工程进行设计时, 尽量选用强度等级为C30~C35的混凝土, 这样可以通过降低工程的含钢量来达到减少工程造价的目的。另外, 强度等级越高的混凝土, 其水化热越大, 采用等级较高的混凝土其收缩干裂的风险就会加大, 给混凝土的养护带来困难, 容易造成结构构件开裂, 影响其强度和耐久性[3]。
3.6 构造规定
在进行地下人防工程设计时, 既要考虑结构的构造要求对构件最小厚度的要求, 还要考虑规范对构件最小防护厚度的要求。如附壁式室外出入口的临空墙, 其防辐射所要求的墙厚往往比受力要求的最小墙厚还要大, 设计时应综合比较各种情况后取大值, 使之满足设计所需的各种情况。抗震规范和人防规范对钢筋的锚固长度都有规定[4], 设计时应同时满足两者要求并取大值。
人防规范4.11.7中, 表4.11.7的注5, “对卧置于地基上的核5级、核6级和核6B级甲类防空地下室结构底板, 当其内力系平时设计荷载控制时, 板中受拉钢筋最小配筋率可适当降低, 但不应小于0.15%[2]。”这条主要适用于建筑层数较多的主楼, 采用厚筏基础, 截面内力由平时设计荷载控制, 筏板厚度较大。这时不但厚筏的最小配筋率可按0.15%控制, 按规范4.11.11条规定, 双面配筋的结构底板也可不设置拉结钢筋。对于单建人防地下室, 多数结构并不符合此要求, 设计中应按表4.11.7规定的构造要求, 控制结构底板的最小配筋率, 且结构底板应设置梅花形排列的拉结钢筋。
4 结语
地下人防工程结构设计是地下人防工程建设的重要环节, 人防结构设计人员设计出来的工程既要满足平时和战时的使用要求, 还要最大限度地降低工程造价, 做到安全、经济、合理。只要设计人员对人防工程结构设计细节多加注意, 经常思考, 多做总结, 就一定会逐步提高人防工程的设计水平, 做好人防工程的结构设计工作。
参考文献
[1]王秀花, 建筑材料[M].北京:机械工业出版社, 2003.
[2]GB50038-2005, 人民防空地下室设计规范[S].中国建筑工业出版社, 2005.
[3]GB50010-2010, 混凝土结构设计规范[S].中国建筑工业出版社, 2010.
人防结构 篇5
汇 报 材 料
巨匠建设集团股份有限公司
2016年5月11日
人防验收汇报材料
一、工程概况
经开2015-5号地块住宅项目人防工程，位于嘉兴市经济开发区长虹路东侧、洪殷路南侧、吴越路西侧，地下车库建筑面积为18640.77㎡，人防建筑面积为5859.56㎡，平时功能为车库。战时功能为甲类附建式防空地下室（共划分为3个二等人员掩蔽体，1个移动电站，共12个抗暴单元），防护等级均为核6级，常6级，防化等级丙级。人防地下室共设有4个防护单元，10个人防口部。
建设单位：嘉兴万宏房地产开发有限公司 监理单位：浙江工程建设监理公司 勘察单位：浙江省工程物探勘察院 设计单位：上海中房建筑设计有限公司 施工单位：巨匠建设集团股份有限公司 人防设备施工单位：杭州人防设备有限公司
二、工程施工进度情况
人防结构工程于2015年6月10日开工至2016年2月20日完工。
三、质量管理情况
1、工程市场行为情况
经开2015-5号地块住宅项目的主体工程的发包与承包、合同的签定等均符合国家法律、法规的规定及国家有关部门制定的程序，中标通知书、规划许可证、施工许可证、开工报告齐全。
2、组织管理目标
本工程质量目标为：合格工程
3、组织管理体系
我项目部建立各级管理人员的质量责任制度，明确各自的质量责任，合理建立各级质量组织机构。
4、质量管理措施
为实现合格工程，项目部在施工过程中认真听取建设单位及监理单位的意见及建议，对人防检查人员提出的整改意见及时的整改。对施工过程中的原材料进行复验工作，模板、钢筋均严格按照人防设计和规范要求施工，经监理单位验收合格后浇筑混凝土。现场技术负责人认真做好交底工作，对一些重点部位亲自现场指导。
5、工程施工中强制性条文执行情况
本工程施工中严格按照国家规范和强制性标准施工，各分项工程均满足人防设计及人防规范要求。原材料的抽样、复试；试块、试件、钢筋焊接的试拉试压；人防门、预留洞口、预埋件的预埋皆符合人防规范和强制性标准。
四、工程资料情况
人防分项工程质量验收记录共153份，垫层为C15砼，留置标准试块4组；地下室底板、顶板及墙板为C35P6砼，留置标准试块34组，同条件试块10组，抗渗试块10组，拆模试块5组；经评定全部合格；钢筋原材料63组，地下室柱采用电渣压力焊，焊接试件4组，均能满足人防设计要求及规范要求。
五、水电安装情况
1、地下室人防集水坑排水管采用镀锌钢管，丝扣连接，其坐标、标高 符合设计要求，排水管坡度及支座与规范要求一致；
2、地下室人防区电气配管、消防报警配管采用焊接管，管与管采用焊 接，焊接管连接处采用专用接地夹并用多芯BVR铜线跨接与配管、箱、盒连接成通路，配管弯曲处无明显皱折、裂缝，配管走向、标高、箱盒敷设位置均符合设计要求。
3、人防门接地采用40×4扁钢与基础接地体可靠连接，采用双面焊接长度大于6D，焊接饱满无虚焊。
六、验收结论
经自评，我方所施工的人防工程技术资料齐全并完整，混凝土工程观感质量符合要求，工程质量自评合格。通过本次验收，请各单位对我单位施工的质量方面指出不足之处，提出整改意见，并在此结构验收之际，谨向您们表示崇高的敬意和衷心的感谢！
巨匠建设集团股份有限公司
经开2015-5号地块住宅项目工程项目部
高层地下人防工程结构的设计 篇6
一、人防基础设计
根据《人民防空地下室设计规范》GB 50038-2005第4.9.3条, 需先计算作用于基础上的荷载。例如防核武器抗力级别为核五时, 作用于基础上的荷载包括底板核武器爆炸等效静荷载、顶板传来静荷载、防空地下室墙体 (柱) 自重。若建筑很高, 楼体自重远大于核武器爆炸等效静荷载时, 可不考虑核武器爆炸等效静荷载, 按照常规计算基础即可;若建筑不高, 小高层或多层, 其内力不由平时设计荷载控制, 或核武器爆炸等效静荷载起控制作用时, 必须按照以上组合计算基础, 同时必须满足《人民防空地下室设计规范》GB 50038-2005第4.11.7条最小配筋率的要求, 表中最小配筋率比较大, 例如C25~C35的受弯构件, 最小配筋率是0.25%, 此处设计人员应注意。例如鹿泉市某小区住宅楼, 主体为剪力墙结构, 地上11层, 地下2层, 主楼结构主体高度33.800m (大屋面至室外地坪) , 地下2层1、2单元人防部分防核武器抗力级别为5级 (甲类) ;防常规武器抗力级别5级, 基础采用筏板基础, 混凝土强度等级C35, 与附近车库共用一个防护单元, 车库基础形式为柱下独立基础加防水底板。计算得知, 平时荷载控制的主楼筏板地基反力标准值为235KN/m2, 查《人民防空地下室设计规范》GB 50038-2005表4.8.5得筏板等效静荷载标准值为75 KN/m2, 则基础内力不是由平时设计荷载控制, 查表4.11.7, 筏板最小配筋率为0.25%, 而非平时的0.15%, 这点经常被设计人员忽略, 导致基础筏板配筋严重不足。当基础形式为独立基础或条形基础加防水底板时, 核五时底板等效静荷载标准值为50 KN/m2, 地下水埋深在基础以下时, 不用考虑水浮力作用。
二、人防地下室外墙计算
计算防空地下室围护结构外墙, 首先确定荷载组合, 共有非饱和土和饱和土中钢筋混凝土外墙等效荷载标准值两种情况, 另外还有地下室顶板传来的荷载以及墙土压力、水压力等标准值组成。墙的结构计算简图, 应根据外墙墙体与基础和顶板的刚度比例来确定, 一般取墙与基础固接。当墙厚度大于顶板厚度时, 取铰接;等于顶板的厚度时, 取弹性固接;小于顶板厚度时, 取固接;两侧支点, 如果挡土墙在垂直于外墙的方向有钢筋混凝土墙, 或者外墙扶壁柱截面尺寸比较大, 则外墙可以按双向板计算配筋 (同时需要注意, 应把挡土墙荷载导入计算扶壁柱配筋。扶壁柱作为支撑构件受力比较大, 所以一般地下车库, 例如柱截面600×600, 如果按照扶壁柱计算的话, 配筋相当大, 甚至超筋, 故此种情况外墙不宜按照双向板计算) , 其余情况外墙宜按竖向单向板计算配筋。当外墙按照单向板计算时, 可以用理正软件中的连续梁计算配筋及裂缝, 需要注意的是, 如果顶板开洞时, 例如有楼梯间或车库出入口时, 地下室外墙顶部没有楼板支撑, 外墙应按照下端固结, 上端悬臂计算。
三、人防顶板
人防顶板荷载包括核武器爆炸等效荷载标准值、顶板自重、顶板上部覆土等其它静荷载标准值。当甲类防空地下室为多层时, 例如邯郸市某项目, 地下1、2层人防部分防核武器抗力级别为6级 (甲类) , 防常规武器抗力级别6级, 需要注意的是负二层顶板的等效静荷载标准值与防护单元隔墙上的等效静荷载标准值相同, 即50KN/m2, 而且只需计算作用在负二层楼板上表面的等效静荷载标准值。人防顶板计算时, 可以按照塑性算法计算, 这样配筋能减少不少。顶板厚度应满足《人民防空地下室设计规范》GB 50038-2005第3.2.2条规定, 顶板厚度包括顶板结构层上的混凝土地面厚度。
四、其它
(一) 临空墙。临空墙一般位于防空地下室的人员、车辆、物资出入口、进 (排) 风竖井、电梯口、管道井等直接承受冲击波作用的部位, 临空墙是防空地下室结构设计的主要部分之一。临空墙的等效静荷载可按照《人民防空地下室设计规范》查表使用, 当主楼一层外墙开洞面积大于外墙面积的50%时, 就不能计入上部荷载的作用了, 此处应注意。
(二) 门框墙。防空地下室的人防门框墙, 因直接承受核爆动冲击波作用, 故除了满足结构的强度要求外, 还应该具有一定的刚度。当门框墙两侧宽度或上挡墙的高度较大时, 按悬臂梁进行内力分析和计算的结果不够精确;可在门框墙的内侧增设明柱或暗柱, 在上挡墙的下端增设明梁或暗梁以抵抗冲击波荷载。对于核五常五, 采用明柱、明梁的结构形式比较合理。对于核六常六, 因门框墙的厚度不小于300mm, 可采用暗柱、暗梁的结构形式, 这样墙面平整、美观, 而且施工比较方便, 两者视不同情况而定。
(三) 出入口。防空地下室的每个防护单元应有一个主要出入口和一个或若干个次要出入口。主要出入口应设在直通室外的阶梯式或坡道式出入口。对核五、核六防空地下室阶梯式或坡道式的室外出入口, 当没有设置封闭的钢筋混凝土上部建筑时, 则楼梯踏步和休息平台上的核武器爆炸动荷载, 必须按照正面和反面分别计算。核五时, 正面荷载:qd=120KN/m2, 反面荷载:qd=60KN/m2;核六时, 正面荷载:qd=60KN/m2, 反面荷载:qd=30KN/m2, 详见《人民防空地下室设计规范》GB 50038-2005表4.8.11。
(四) 防倒塌棚架。规范对防倒塌棚架的解释是:设置在出入口通道出地面段上方, 用于防止口部堵塞的棚架。棚架能在预定的冲击波和地面建筑物倒塌荷载作用下不至于坍塌。当因规划或周围建筑受到限制时, 宜在防倒塌范围内设置开敞式防倒塌棚架。开敞式防倒塌棚架在核武器爆炸动荷载作用下, 产生的水平等效荷载标准值, 核五为55KN/m2, 核六为15KN/m2, 详见《人民防空地下室设计规范》GB50038-2005表4.8.10。
五、结语
总之, 在人防工程结构设计中, 要结合工程的特点和实际情况, 对人防各构件的内力进行全方位的计算、分析, 从而进行合理的人防工程结构设计。
摘要：随着城市建设的规模和水平不断提高, 人们对城市防空的认识也不断增强。基于此, 本文分析了人防工程中人防基础、人防外墙、人防顶板、临空墙、门框墙、出入口等的计算方法及注意事项。
关键词：人防基础,人防外墙,人防顶板,临空墙,门框墙
参考文献
[1]人民防空地下室设计规范GB50038-2005
探讨人防工程结构自防水质量 篇7
1.1 工程地质方面
工程地质对基础的均匀沉降有重要影响,是影响人防工程防水效果的关键因素之一。有些城区地质状况较复杂,岩溶和土洞均有不同程度的分布,属地质灾害发育的场地,如果工程地质状况未掌握清楚,地质钻探深度不到位或抄袭相邻的地质报告,工程地质报告未正确反映土层性质、地下水和土工试验情况,则会造成结构设计方案欠佳,施工措施不到位,可能导致基础不均匀沉降,出现人防地下室渗水现象。
1.2 设计方面
在认识上,未真正树立以混凝土结构自防水为防水之本的设计理念,在实际工作中往往重防水材料,轻防水混凝土。在设计时,强调防水混凝土的强度等级,而对混凝土抗裂性能未引起足够重视。细部结构和配筋不合理,防水设计与工程结构设计未很好结合,结构形式设计过于复杂。同时,人防专业设计单位缺乏,非专业设计单位的设计人员掌握的人防工程设计知识参差不齐,造成人防工程设计问题较多,使工程质量受到影响。
1.3 施工方面
原材料质量控制不良,坍落度控制不好,施工缝等细部结构处理不当,混凝土浇注后未按照施工规范要求进行养护。混凝土结构自防水施工是个精细过程,必须合理地选用配合比、水灰比、坍落度等参数,把好混凝土浇注、振捣关,注意养护时间和条件,否则将导致混凝土内部出现空隙,结构表面出现裂缝。
1.4 监督管理方面
对防水工程质量监督检查不严,未严格按有关规定进行工程全过程监督检查。图纸设计不够规范,设计审查不严。施工前未认真进行图纸技术交底,承包人未掌握防水施工要点,不少人防工程在建设的关键环节和关键部位上,现场监督没有完全到位。对监理公司的监督管理不严,素质和技术管理水平不高,甚至存在无专项资格的监理。
2 提高人防工程结构自防水质量的措施
2.1 选用合理的结构形式
结构自防水是利用结构本身的密实性、憎水性以及刚度,提高结构本身的抗渗性能,它要求结构本身必须具备一定的刚度,而合理的结构形式是提高结构整体刚度的关键。因此,在结构选型方面,应根据防护要求、平时和战时使用功能、工程地质和水文地质条件等因素综合确定,避免结构平面突变或断面刚度突变,尽量使结构平面选型规整,借以提升结构的整体刚度。
2.2 科学设计防止混凝土开裂方案
提高混凝土结构自防水性能关键是控制钢筋混凝土裂缝的产生,在地下工程防水设计中,应特别注重防止混凝土开裂的设计方案,从混凝土强度设计及材料选用、钢筋及拉结筋布置、防止不均匀沉降等方面减少和控制混凝土开裂。(1)选择适宜的主体结构材料强度。提到防水混凝土质量,人们自然想到如何提高强度和抗渗等级,混凝土设计强度、抗渗等级越高,单位水泥用量也就越多,水泥水化产生的热量也高,收缩变形加大,结果导致混凝土结构开裂。因此,要根据使用功能、防水等级、工程埋深等,考虑适宜的人防地下室工程主体结构材料强度,混凝土强度等级不宜低于C30,但也不应过高,抗渗等级应根据工程埋置深度在S6~S12范围内选用。(2)合理选择混凝土原材料及配合比。一是正确选择水泥品种和用量。一般选用水化热较低的水泥。二是严格骨料质量,特别应重视粗骨料的选择,宜选用表面粗糙、质地坚硬、级配良好、空隙率和含砂率小的石料。三是掺用符合国家标准要求的粉煤灰替代混凝土中的部分水泥制成粉煤灰混凝土,降低水化热,增加密实性,增强砼后期强度,提高砼的抗掺性和抗裂性。四是掺入适量的膨胀剂,配制成补偿收缩混凝土。
2.3 提高防水混凝土的施工质量
(1)控制好原材料的质量。(2)把好混凝土浇筑、振捣关。(3)选择合理的混凝土坍落度。(4)设置、处理好细部构造。(5)重视混凝土拆模及养护工作。抗裂防水混凝土由于掺加了大量矿物掺合料,早期强度增长一般较为缓慢,后期强度有较高的持续增长,因此拆模时间和养护制度与普通混凝土不同,混凝土侧模的拆除时间一般比普通混凝土晚2d,严禁过早拆模。
2.4 加强质量监督管理,把好设计审查、施工监督、竣工验收关
(1)坚持标准,严把设计审查关。要选择有资质的设计单位,提高设计质量。抓好施工图设计审查,对不符合人防工程建设设计规范、强制性条文及行业标准的施工图,提出审查修改意见,由设计单位进行修改,经审核批准后方可施工。进行设计交底和图纸会审,使施工单位熟悉设计图纸,了解工程特点和设计意图以及人防工程施工的质量要求等。(2)跟踪到位;严把施工监督关。人防工程质监部门要对建设、勘查设计、施工、监理单位在工程建设中作出的具体质量行为合法性进行监督检查,对每一项报监工程制定质量监督计划,对关键工序、关键部位、关键环节实行跟踪监督检查,及时纠正问题,严防不合格的工序质量形成或进入下一道工序。建设、施工单位要建立健全质量管理制度,设置工序控制点,把好工程材料进场关,加强施工过程质量控制,确保设计、施工方案和质量保证措施在实际工作的落实。(3)规范管理,严把竣工验收关。利用人防工程竣工验收备案这一强制手段,强化监督管理,检查设计、施工等环节的工作成效,对存在的问题要求及时整改,使得不合格的工程不能备案,更不能投入使用。
3 结语
在人防工程结构自防水的问题上要树立“混凝土结构自防水为主,防排结合”的理念;以防止混凝土开裂为重点,提高人防工程防水耐久性;采取“四项手段”:一是选择规整的结构平面形式,二是从混凝土强度选择、优化配合比、钢筋及拉结筋布置、防止不均匀沉降等方面科学设计防止混凝土开裂的方案,特别是针对龙岩优质粉煤灰较多情况,在保证混凝土强度的前提下,减少混凝土中水泥用量,增加粉煤灰用量,三是提高防水混凝土施工质量,特别是在许可的范围内尽可能降低混凝土坍落度,把好混凝土浇注、振捣、养护关,四是加强质量监督管理,做好防水混凝土施工前、施工中和竣工的全过程质量监督管理。
摘要：本文分析了影响人防工程结构自防水质量的因素,探讨了提高结构自防水质量的控制措施。根据自己亲自参与人防工程设计、质监及施工的实践,谈谈提高人防工程结构自防水中应注重的几个问题。
关键词：人防工程,质量,主要因素,措施
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准.G850134～2004,人民防空工程施工及验收规范.
地下人防工程结构内力计算的特点 篇8
1 人防结构的设计特点
通常, 地下建筑使用功能为平战结合人防地下室。地下人防工程上作用的荷载, 平时正常使用时以静荷载为主, 战时以爆炸冲击波产生的动荷载为人防工程的主要荷载。因此, 人防工程结构设计, 除了要满足一般的使用要求以外, 同时还要满足战时能够承受规定爆炸荷载的效应组合要求。
钢筋混凝土结构构件可按弹塑性工作阶段进行设计。由于构件在塑性阶段工作可比仅在弹性阶段工作吸收更多的能量, 因此可以充分发挥材料潜力。由于人防工程防护设计是将动荷载等效为静荷载进行分析, 与此相适应的是, 人防工程的结构材料承载能力是按静载试验取得的, 这些材料的强度在用于人防工程设计时, 要将材料在动载下的强度提高因素考虑进去。因此, 人防工程设计时的材料强度要用动荷载强度增强系数来进行调整后方可用于结构设计。这是人防工程结构设计的一个重要特点。
2 关于等效静荷载的设计概念
人防工程设计的核心问题, 是人防工程结构内力的计算方法和构件截面的设计方法。人防工程设计从程序上看, 大体可以分成三个层次:结构方案、内力分析、截面设计。其中的内力分析是人防工程结构设计与一般建筑结构设计有较大的区别, 而截面设计则与一般建筑结构设计方法基本相同。进行人防工程的结构分析, 首先要根据建设单位的设计委托书中确定的工程的抗力等级, 由此明确工程的防护要求。防护等级确定后, 即可根据有关的规范来确定人防工程的各种荷载作用数值。
人防工程的荷载平时以静载为主, 战时以动荷为主, 这种动荷载是冲击荷载。那么人防工程的荷载是如何选用的呢?动荷载又是如何作用于结构上的呢, 解决这一问题的思路是, 把爆炸动荷载转化为等效的静荷载, 然后根据荷载组合情况, 按照一般静力结构力学的方法求出结构的设计内力。一般结构进行内力分析的方法是对结构从整体上进行分析, 从整体结构到具体构件, 而人防工程的内力分析是先将结构分解成为独立的构件, 每种独立的构件分别按照不同的防护要求和防护等级, 计算其等效静荷载, 每种构件所受的荷载不再向其它构件传递。
等效静载法原则上只适用于单个构件。实际人防工程结构是由顶板、梁、外墙、柱等构件组成的多构件体系。用等效静载法设计时, 一般将结构分解成独立的构件, 求出各自的等效静载后, 将复杂结构简化为基本结构或构件, 即可按静力荷载作用下结构内力计算结构的内力。
这样一来, 人防工程的顶板设计时, 不再考虑其它构件对顶板的影响, 设计外墙时, 不再考虑其它构件对外墙的影响。计算底板时, 也不再考虑其它构件对底板的影响。另外, 内部承重墙柱设计时也不再考虑所有其它构件的影响。爆炸动荷载可以简化为等效的静荷载的原因, 在于在爆炸荷载对于不同的工程部位并非同时达到荷载的最大值, 因此可以不必把整个结构作为一个整体进行结构整体分析, 而是独立地分别按照荷载的最大值分别设计计算各个构件。这是人防工程结构内力计算的基本特点。
3 几种人防结构构件上的荷载取值方法
上部建筑物对于人防地下室顶板是否有防护作用, 结构设计人员常常存在模糊认识, 似乎上部建筑物对于人防工程存在某种程度上的防护作用。其实, 这种认识是错误的。上部建筑物对人防地下室顶板核爆动荷载的影响, 应从爆炸冲击波与建筑物的相互作用来进行分析。当冲击波从迎爆面墙壁的各个窗孔冲入室内, 由于从孔洞骤然进入一个较大的空间, 冲击波峰值降低, 经过了室内各个方向障碍面复杂的反射过程, 形成了新的超压波形, 地面建筑也相应由变形、开裂、失稳而最后倒塌。
由此分析, 可以清楚地理解上部建筑物自重计算方法, 也就明确了为什么在人防工程等效静荷载中, 上部建筑物自重为什么会作用于顶板。这是因为上部建筑物在爆炸的冲击波作用下遭受破坏, 建筑物倒塌, 或者被抛掷到远处。核爆时, 上部的混凝土承重墙全部倒塌, 压在地下人防工程的顶板上, 这时上部建筑物的自重取其全部, 而其余结构形式, 由于建筑物被抛掷, 因此上部建筑物的自重取一半或不计。
在设计构件截面时, 要严格区分临空墙、扩散室墙、进出口楼梯、防倒塌棚架等各类构件的动荷载作用的区别。临空墙一侧在工程防护门以外受空气冲击波荷载作用、一侧在工程防护门以内不受冲击波荷载作用的影响。扩散室外与防护门外的通道相隔的临空墙, 其外侧受到空气冲击波的强大压力荷载, 墙的内侧还受到冲击波经过防爆活门进入扩散室的余压荷载。人防工程室内出入口楼梯核爆动荷载, 应按构件正面和反而不同时受荷分别计算配筋。防倒塌棚架只是梁、柱等构件的迎爆面承受冲击波荷载, 其余方向上均不受动荷载。
浅析人防地下室结构设计 篇9
人民防空工程, 是指单独修建或结合地面建筑修建的战时可用于防空的地下室, 功能在保障战时人员与物资掩蔽、防空指挥、医疗救护。建国以来多年的发展, 人防工程已不再仅仅是人们想象中防空洞。更多的新型人防工程既考虑到战时防空的需要, 又可作为平时大型商场、公建来满足人民生活的需要, 具有平战结合双重功能。本文主要对人防地下室结构构件做简单分析。
二、人防工程设计理念
对工程的结构设计而言, 结构构件的安全性数值分析是通过公式R≥S来表达, 其中S是外力 (即荷载的作用效应) , R是自身的抗力 (即通过结构自身构件性能产生的抵抗力) 。
人防荷载为偶然荷载, 动荷载, 设计时均按一次作用考虑, 作用时间也很短, 大约1秒左右。人防荷载与地震作用不同:人防荷载对结构构件外表面的是直接作用, 其动荷载直接作用于构件, 其作用为外力, 结构构件如果暴露于空气中则直接承受空气冲击波的作用, 如果埋于土中直接承受土中压缩波的作用。而地震动荷载则是由于地震时地面运动引起的动态作用, 其实质是惯性力, 是间接的作用。建筑物的所有构件 (只要有质量) 均会由于地震动而存在惯性力。人防动荷载一般是直接作用于人防地下室外表面的构件, 一般可按同时作用于围护结构考虑, 而内部的墙柱等构件只间接承受围护构件及上部结构传来的动荷载。
人防工程钢筋混凝土结构可按弹塑性工作阶段设计, 因为在偶然荷载下, 钢筋混凝土又容许开裂, 强度设计强度也可提高, 地基承载力也有较大提高, 因此在常规武器荷载和核武器爆炸动荷载作用下, 只验算构件承载力, 对结构变形、裂缝开展以及地基承载力可不进行验算。
三、人防构件设计
实际的防空地下室结构由柱、梁、顶板、底板、外墙多种构件组成, 这些构件承受不同外力荷载, 动载作用有先后, 各自延性也不同, 对此做综合精确的动力分析是较困难的, 所以采用分离式等效静荷载法设计。将结构分解成独立的构件, 如由梁柱分割后的单块板, 柱和内墙分割成的单块外墙, 取各自的等效静荷载, 验算承载力。具体各部位的等效静荷载取值及计算可按《规范》查询, 计算方式也不再赘述。下面介绍人防结构的基本构件:
临空墙:介于室外与防护区内之间的结构受力构件, 在整个人防区域的最外侧构件, 如人防与非人防之间, 竖井侧墙, 通往室外的出入口楼梯间侧墙。厚度一般不小于250mm。
门框墙:门框墙一定是临空墙, 一般是临空墙上需要开设防护密闭门, 供建筑功能上出入防护区使用, 门框墙最小厚度为300mm。门框墙门垛一般我以300mm长度为界限, 超过300的, 用14或以上的钢筋, 150间距, 小于300可按构造配筋。大于700的门框墙则要做侧档加强, 同时还要设计上档。在画施工图时, 还要注上预埋件的位置, 方便施工。
防护单元隔墙:一般人防面积较大, 从建筑功能上需要在整个防护区内设置数个防护单元, 各防护单元间隔墙也相应承受冲击荷载。厚度不小于200mm。
墙体最终厚度取决于:1, 最小厚度要求 (构造及安装需要) ;2, 防早期核辐射的厚度要求 (非力学因素) ;3, 结构承载力的厚度要求 (力学因素) 。
悬板活门:一般为人防竖井或通往室外的出入口楼梯与人防扩散室之间的悬板门, 平时正常使用, 战时在冲击荷载作用下, 活门被关死, 阻挡有害气体进入。
防护密闭门:防护密闭门设置在出入口最外侧, 具有阻挡冲击波和隔绝毒剂两种功能。防护密闭门应能阻挡冲击波, 满足相应的抗力要求。选用时, 不仅应满足洞口尺寸的需要, 还应满足设计压力要求。防护密闭门用于人防墙, 且开有防护密闭门的人防墙称之为门框墙。
人防出入口 (楼梯、坡道) :首先要区分是战时主要出入口还是次要出入口, 主要出入口指的是战时保证人员安全进出的口部, 楼梯承受双面荷载。而次要出入口规范认为是可以被破坏的, 则可以按普通楼梯设计。楼梯和坡道还要根据周边建筑物的距离远近, 按需要设计防倒塌棚架。
战时封堵也是人防设计中的一项重要内容, 对外的封堵一般采用混凝土预制梁或防护密闭钢门, 外加堆土和沙包;单元间采用钢板封堵。在顶底板和墙体设计时要考虑战时封堵的位置, 顶板梁最好做到封堵的高度, 配筋要适当加强, 底板要设计封堵沟。同时还要标注好各种预埋件的位置。此外还有风井、防爆波电缆井等, 这些在相应的图集中都可以查到具体做法。
人防地下室结构构件内力计算与截面设计建议采用高层结构计算软件 (人防荷载可做近似处理) 结合“理正”人防结构设计软件, 内容包括结构的整体计算和相关构件计算 (外墙、临空墙, 门框墙等) 。核武器与常规武器爆炸均属于偶然性荷载, 具有量值大, 作用时间短特点, 结构构件承受动荷载时已经处于弹塑性工作阶段, 因此, 结构构件具有较大的延性, 对吸收动能, 抵抗动荷载是十分有利的。人防结构设计时, 应提高延性的设计构造措施, 应采取“强剪弱弯”“强柱弱梁”“强节点弱杆件”的设计原则。在确保结构在屈服前不出现剪切破坏和屈服后有足够的延性, 最终形成塑性破坏, 提高结构的整体承载能力;又如受弯构件应双面配筋, 对承受动荷载作用下可能的回弹和防止在大挠度情况下构件坍塌十分重要, 另外在节点区应有足够的抗剪、抗压能力和足够的钢筋锚固长度。
四、讨论
在未来地上空间紧迫的情况下, 地下空间开发在城市可持续发展中的作用越来越重要。人防地下室不仅在战时作为安全避难所, 平时也可以发挥公共场所大空间的优势, 平战结合的人防工程必然会大量涌现。以上只是自己的设计对人防地下室结构一些拙见和个人观点, 如有不当之处, 恳请大家指正。
摘要：人防地下室的结构设计, 应根据防护要求和受力情况, 做到结构各部位抗力协调。在外界冲击波荷载作用下, 采用分离式等效静荷载法, 验算结构承载力。人防地下室结构除应根据《人民防空地下室设计规范》设计外, 尚应考虑上部建筑对地下室的要求, 取其中控制工况作为设计依据。
关键词：人防荷载,人防构件,人防结构设计
参考文献
[1]GB50038-2005《人民防空地下室设计规范》, 中国计划出版社, 2005年。
人防结构 篇10
21世纪是地下空间作为重要资源开发的世纪。人防工程是具有平战两用功能的特征结构, 不仅在战争时期是国家防御体系的重要组成部分, 在和平时期的经济建设中同样有着十分重要的地位。但是, 长久以来地下建筑工程的渗漏, 已成建设者们伤透脑筋的大事。由于地下室不同程度的渗漏水, 限制了已建人防工程的开发利用, 每年不得不投入大量的人力、物力、财力进行维修。所以提高防水效果是当前人防工程建设, 急需解决的重点问题之一。
1 人防工程自防水的处置依据
2001年新修订的《地下工程防水技术规范》 (GB50108-2001) 把结构自防水明确规定为“应选”, 而不是旧规范中的“宜选”工程事项, 体现了以结构自防水为主的先确思想。结构自防水是人防工程防水的治本措施, 提高结构自防水质量是提高人防工程最终防水效果的关键。
2 影响人防工程结构自防水质量的主要因素分析
2.1 工程地质
工程地质对基础的均匀沉降有重要影响, 是影响人防工程防水效果的关键因素之一。工程有些城区地质状况较复杂, 岩溶和土洞均有不同程度的分布, 属地质灾害发育的场地, 如果工程地质状况未掌握清楚, 地质钻探深度不到位或抄袭相邻地区的地质报告, 工程地质报告未能正确反映土层性质、地下水和土工试验情况, 则会造成结构设计方案的欠佳, 施工措施不到位, 可能导致基础不均匀沉降, 出现人防地下室渗水现象。
2.2 设计原因
认识上, 未真正树立以混凝土结构自防水为防水之本的设计理念。在实际工作中往往重防水材料, 轻防水混凝土。设计时, 强调防水混凝土的强度等级, 而对混凝土抗裂性能未引起足够重视。细部结构和配筋不合理, 防水设计与工程结构设计未很好结合, 结构形式设计过于复杂。同时, 人防专业设计单位较缺乏, 非专业设计单位设计人员掌握的人防工程设计知识参差不齐, 造成人防工程设计问题较多, 使工程质量受到影响。
2.3 施工原因
工程施工过程中, 原材料质量控制不良, 坍落度控制不好, 施工缝等细部结构处理不当, 混凝土浇注后未按照施工规范要求养护。混凝土结构自防水施工是个精细活操作过程, 必须合理选用配合比、水灰比、坍落度等参数, 把握混凝土浇筑、振捣关, 注意养护时间和条件, 否则将导致混凝土内部出现空隙, 结构表面裂缝。
2.4 监督管理因素
对防水工程质量监督检查不严, 未严格按有关规定进行工程全过程监督检查。图纸设计不够规范, 设计审查不严。施工前未认真进行图纸技术交底, 承包人未掌握防水施工要点, 不少人防工程在建设的关键环节和关键部位, 现场监督没有完全到位。对监理公司的监督管理不严, 素质和技术管理水平不高, 甚至存在无专项资格监理。
3 提高人防工程结构自防水质量的措施
3.1 选用合理的结构形式
结构自防水是利用结构本身的密实性、憎水性以及刚度, 提高结构本身的抗渗性能。它要求结构本身必须具备一定的刚度, 而合理的结构形式是提高结构整体刚度的关键。因此, 在结构选型方面, 应根据防护要求、平时和战时使用功能、工程地质和水文条件等因素综合确定, 避免结构平面突变或断面刚度突变, 尽量使结构平面选型规整, 借以提升结构的整体刚度。
3.2 科学设计防止混凝土开裂方案
提高混凝土结构自防水性能关键是控制钢筋混凝土裂缝的产生。在地下工程防水设计中, 应特别注重防止混凝土开裂的设计方案, 从混凝土强度设计及材料选用、钢筋及拉结筋布置、防止不均匀沉降等方面, 减少和控制混凝土开裂。
(1) 选择适宜的主体结构材料强度。提到防水混凝土质量, 人们自然想到如何提高强度和抗渗等级, 混凝土设计强度、抗渗等级越高, 单位水泥用量也就越多, 水泥水化产生的热量也高, 收缩变形加大, 结果导致混凝土结构开裂。因此, 要根据使用功能、防水等级、工程埋深等, 考虑适宜的人防地下室工程主体结构材料强度, 混凝土强度等级不宜低于C30, 但也不应过高, 抗渗等级应根据工程埋置深度在S6~S12范围内选用。
(2) 合理选择混凝土原材料及配合比。一是正确选择水泥品种和用量。一般选用水化热较低的水泥, 在保证混凝土强度和其他性能的前提下, 通过优选混凝土配合比, 尽量减少水泥用量。二是严格骨料质量, 特别应重视粗骨料的选择, 宜选用表面粗糙、质地坚硬、级配良好、空隙率和含砂率小的石料。三是掺用符合国家标准要求的粉煤灰替代混凝土中的部分水泥制成粉煤灰混凝土, 降低水化热, 增加密实性, 增强混凝土后期强度, 提高砼的抗掺性和抗裂性。四是掺入适量的膨胀剂, 配制成补偿收缩混凝土。补偿收缩防水混凝土不但可以减少混凝土在各龄期的收缩值, 而且使混凝土在硬化过程中推迟了收缩的产生时间, 提高了混凝土抵抗收缩应力的能力, 从而减少了收缩裂缝的数量。
(3) 钢筋布置的设计。一是适当增加墙体水平构造筋。墙体受力钢筋过多, 水平构造筋过少是墙体容易开裂原因之一。为了防止这些裂缝的产生, 可以采用螺纹钢筋, 并适当减少水平构造筋的间距, 增加墙体水平构造筋, 以提高混凝土极限拉伸强度。二是合理设计拉结筋结构。在设置拉结筋时, 采用“梅花型”布置, 尽量少而精。双面配筋采用统一的模数确定钢筋间距, 保证双面钢筋交叉点连线垂直于钢筋网。在拉结筋中间焊接止水环, 或将拉结筋与模板拉杆二者结合起来, 合设一个止水环。
(4) 防止基础不均匀沉降。在开始设计前, 要取得全面、准确的工程地质情况资料。在设计时应注意上部结构的均衡布置, 以减少上部荷载不均导致沉降差, 地基基础设计以控制变形值为主, 设计单位必须进行基础最终沉降量和偏心距离的验算。岩溶和土洞有不同程度分布的人防工程, 应对持力层范围内的岩溶、土洞进行相应处理, 在地基土的压缩性有显著不同处或在地基处理方法不同处设置沉降缝。
3.3 提高防水混凝土的施工质量
(1) 控制好原材料的质量。混凝土的原材料必须符合现行国家标准、施工及验收规范和设计的有关规定。在施工前进场材料必须现场抽样检验, 达不到要求不得使用, 重点控制好水泥的用量、强度, 砂石含泥量及级配, 要通过增加优质粉煤灰等来减少水泥用量, 避免混凝土实际强度超过设计强度, 提高抗裂性能。
(2) 把好混凝土浇筑、振捣关。混凝土应分层浇筑、分层振捣, 相邻两层浇筑时间应根据气温情况合理确定, 以确保上、下层混凝土在初凝之前的牢固结合。混凝土泵送入模时, 应使其水平均匀入模, 并控制其自由倾落的高度。混凝土振捣前应先根据具体的结构物设计振捣点, 振捣时间一般为10~30s, 以混凝土开始出浆和不冒气泡为准, 避免漏振、欠振和超振。
(3) 选择合理的混凝土坍落度。实践证明, 在同等条件下, 混凝土坍落度越小, 混凝土早期收缩越小, 施工后主体结构出现的裂缝越少。用于防水的商品混凝土入模坍落度应控制在120±20mm, 目前, 人防地下室普遍采用混凝土泵送施工方法, 为控制坍落度同时又保证可泵性, 应选择质量好的混凝土输送泵, 最好选用进口混凝土输送泵。
(4) 设置、处理好细部构造。混凝土应尽量做到连续浇筑, 不留或少留施工缝。施工缝的设置, 主要考虑一次混凝土浇筑强度和有效控制混凝土的收缩裂纹, 在施工缝处继续浇筑混凝土前, 对接缝表面应进行凿毛处理, 粘贴遇水膨胀止水条或中埋式止水带。因工程设计需要设置后浇带的地方应提高施工质量, 采用补偿收缩混凝土, 其配合比应经试验确定, 施工前, 应将接缝面用钢丝刷认真清理, 凿去表面砂浆层, 完全露出新鲜混凝土后再浇筑。
(5) 重视混凝土拆模及养护工作。抗裂防水混凝土由于掺加了大量矿物掺合料, 早期强度增长一般较为缓慢, 后期强度有较高的持续增长, 因此拆模时间和养护制度与普通混凝土不同, 混凝土侧模的拆除时间一般比普通混凝土晚2d, 严禁过早拆模。混凝土终凝后应进行养护, 养护时间不少于14d, 以防止在硬化期间产生干裂。
3.4 加强质量监督管理, 把好设计审查、施工监督、竣工验收关
(1) 坚持标准, 严把设计审查关。要选择有资质的设计单位, 提高设计质量。抓好施工图设计审查, 对不符合人防工程建设设计规范、强制性条文及行业标准的施工图, 提出审查修改意见, 由设计单位进行修改, 经审核批准后方可施工。进行设计交底和图纸会审, 使施工单位熟悉设计图纸, 了解工程特点和设计意图以及人防工程施工的质量要求等。
(2) 跟踪到位, 严把施工监督关。人防工程质监部门要对建设、勘查设计、施工、监理单位在工程建设中作出的具体质量行为合法性进行监督检查, 对每一项报监工程制定质量监督计划, 对关键工序、关键部位、关键环节实行跟踪监督检查, 采取法律、经济、行政手段及时纠正问题, 严防不合格的工序质量形成或进入下一道工序。建设、施工单位要建立健全质量管理制度, 设置工序控制点, 把好工程材料进场关, 加强施工过程质量控制, 杜绝随意变更设计和不按审查批准的设计图纸施工现象的发生, 确保设计、施工方案和质量保证措施在实际工作的落实。
(3) 规范管理, 严把竣工验收关。利用人防工程竣工验收备案这一强制手段, 强化监督管理, 检查设计、施工等环节的工作成效, 对存在的问题要求及时整改, 使得不合格的工程不能备案, 更不能投入使用。
4 工程实践
闽西宾馆地上十二层, 地下二层, 建筑高度约56m, 总建筑面积约10.41万m2。该工程地下一、二层为汽车库及配套设备用房。其中主楼地下二层设部分人防地下室, 防水等级为一级, 结构体系为现浇钢筋混凝土框—剪结构。地下室底板厚度680mm, 安全结构二级, 抗震设防烈度为七度, 框架和剪力墙抗震等级二级, 人防六级, 地下室底板、顶板混凝土为C35。近年来, 由于结构裂缝影响人防工程地下室正常使用问题越来越突出, 工程一开始就对结构自防水问题认真对待, 确定了“综合治理, 以混凝土结构自防水为主”的防水原则。
4.1 强化地质状况调查, 采用合理的主体结构形式
根据该工程所在地的地质情况, 对持力层范围内的岩溶、土洞进行了相应处理, 设人防地下室的主楼基础形式通过采用复合地基和调整桩基的桩长、桩数、桩径等来调整各部分的沉降量。地下室布置规整, 为现浇钢筋混凝土结构, 从结构选型方面提高了结构整体刚度。
4.2 控制土方开挖标高不得超控
本工程地质回填土较少, 基底1/4为强风化岩层。地下水位高于底板, 但流量不大, 采用了明排水法, 即可满足施工要求。开挖时, 留30cm作为人工清底以免扰动基层。对局部强风化花岗岩, 为使基础受力均匀, 适当超挖40~50cm, 再用土方回填压实至94%~95%密实度。开挖过程, 测量员随时监控开挖标高, 施工员则观察基底土质, 确保不超挖。
4.3 优化配合比设计
混凝土配合比, 经与混凝土厂家反复试配后慎重决定。如C45、S8剪力墙1m3混凝土, 各种材料用量分别为:水泥340kg、河砂649kg、碎石1058kg、粉煤灰73kg、矿碴73kg、缓凝高效减水剂7.29kg、水180kg, 即配合比为1∶1.909:3.112∶0.215:0.215:0.021∶0.529。本配合比最大特点是:通过掺入优质粉煤灰和矿碴 (每立方米混凝土掺入量达146kg) , 减少了水泥用量, 降低了混凝土最高绝对温升。同时, 节约了成本。
4.4 严格施工工艺和方法
严格控制混凝土坍落度。当坍落损失后不能满足施工要求时, 加入原水灰比的水泥浆或二次掺加减水剂进行搅拌, 严禁直接加水。严格控制混凝土入模温度, 避免在高温时段灌注混凝土。主体结构施工时, 采用合理振捣方法, 拆模时间不宜过早。混凝土养护及时到位, 采用混凝土养护自动喷淋系统, 养护时间不少于14d。
4.5 混凝土结构细部构造防水质量监控
(1) 控制好混凝土结构的几何尺寸。检查变形缝处混凝土结构的厚度不小于300mm;用于沉降的变形缝, 其最大允许沉降差值不应大于30mm, 否则应采取补救措施。
(2) 把控好止水带的各种技术要求。认真检查止水带的材料、型号、规格、预埋位置、接头位置、安装牢固性等。
(3) 检查后浇带的留设位置、宽度及防水构造的施工质量。本工程后浇带总长度达1800m以上, 多数需超前止水。后浇带部位的混凝土局部加厚, 并设中埋式钢板止水带。后浇带应在其两侧混凝土龄期达到42d, 且上部主体结构封顶14d后再施工。后浇带应采用补偿收缩混凝土浇筑, 其强度等级比两侧混凝土高一级, 浇筑后养护时间不少于28d。
(4) 认真做好混凝土施工缝处理。施工缝预留置, 采用钢丝网分隔。另外, 根据现场施工能力, 混凝土搅拌供应量, 应严格控制混凝土浇筑速度和间歇时间, 避免混凝土浇筑过程中出现“冷缝”。
4.6 底板防、抗裂措施
确保大体积混凝土, 不因温度应力或收缩开裂。在施工中采取如下措施:采用低热中热水泥;掺入减水剂、缓凝剂、膨胀剂等外加剂;在炎热季节施工时采取降低原材料温度, 减少混凝土运输时吸收外界热量等降温措施, 控制混凝土入模温度不高于28℃;混凝土内部预埋管道进行水冷散热;采取保温保湿养护, 控制混凝土中心温度与表面湿度的差值不大于25℃, 混凝土表面湿度与大气湿度差值不应大于25℃。
4.7 加强工程质量的监督
对设计中存在的问题, 提出审查修改意见。工程设计经再次审核批准后施工。制定了该项目质量监督方案, 对关键工序, 进行重点监督抽查验收。
5 结语
实践证明, “一个理念、一个重点、四项手段”的解决方案, 是提高人防工程结构自防水质量的根本保证。即要树立“混凝土结构自防水为主, 防排结合”的理念, 以防止混凝土开裂为重点, 提高人防工程防水的耐久性。采取的“四项手段”:一是选择规整的结构平面形式;二是从混凝土强度选择、优化配合比、钢筋及拉结筋布置、防止不均匀沉降等方面科学设计防止混凝土开裂的方案, 特别是针对龙岩优质粉煤灰较多情况, 在保证混凝土强度的前提下, 减少混凝土中水泥用量, 增加粉煤灰用量;三是提高防水混凝土施工质量。在许可的范围内, 尽可能降低混凝土坍落度, 把好混凝土浇筑、振捣、养护关;四是加强质量监督管理, 做好防水混凝土施工前、施工中和竣工的全过程质量监督管理。闽西宾馆人防地下室工程按上述方法措施, 工程得到较好的处置与完成。该人防工程地下室建成近一年多来, 工程质量完好, 未出现渗漏水现象, 取得了良好的工程效果。
参考文献
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