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1、深圳市某工程人防地下室設(shè)計(jì)若干問題探討 簡(jiǎn)介:本文通過對(duì)深圳市泰然實(shí)業(yè)有限公司306高層工業(yè)廠房地下室(含人防)工程設(shè)計(jì)實(shí)例的分析,對(duì)含人防的高層建筑地下室的設(shè)計(jì)兩個(gè)問題提出幾點(diǎn)探討性意見。關(guān)鍵字:人防地下室設(shè)計(jì) 1.工程簡(jiǎn)介 深圳市泰然實(shí)業(yè)有限公司306高層工業(yè)廠房是1棟18層(地下1層)的框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的高層工業(yè)建筑。建筑面積31200m2,建筑高度,地震烈度為7度,框架等級(jí)為3級(jí),剪力墻等級(jí)為2級(jí)。地下室面積3908m2,其中含人防面積1390m2,分兩個(gè)人防單元,層高,樁基采用預(yù)應(yīng)力砼管樁?! 〉叵率业脑O(shè)計(jì)中考慮人防的問題,
2、有一個(gè)平戰(zhàn)結(jié)合的問題,即既要考慮平常使用時(shí)荷載較小,需滿足建筑使用上大空間的問題,又要考慮人防時(shí)荷載較大,結(jié)構(gòu)上很難滿足大空間的問題,如何協(xié)調(diào)兩種狀態(tài)下不同的使用要求,以下講幾點(diǎn)筆者在人防設(shè)計(jì)方面的一些體會(huì),以資借鑒?! ?.人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 人防即人民防空,人民防空的任務(wù)是根據(jù)國防的需要,動(dòng)員和組織群眾采取防護(hù)措施,防范和減輕空襲危害。除采取人員疏散的措施之外,也是戰(zhàn)時(shí)防空的最重要的措施之一。防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包含兩方面:一是主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),包括頂板、外側(cè)墻、底板等其它構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),二是孔口防護(hù)設(shè)計(jì),包括出入口的防護(hù)和消波系
3、統(tǒng)(防護(hù)設(shè)備),其中出入口的防護(hù)包含防護(hù)密閉門的選用、門框墻、臨空墻的計(jì)算、出入口通道(包括風(fēng)井)的計(jì)算等幾個(gè)方面,而消波系統(tǒng)則包含防爆破活門的選用和擴(kuò)散室(箱)的設(shè)計(jì),那么,這些內(nèi)容的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與一般的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有何不同呢? 第一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性可以降低,一般建筑結(jié)構(gòu)pf≈10,而人防結(jié)構(gòu)pf≈6%,第二,考慮結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng),第三,結(jié)構(gòu)構(gòu)件可考慮進(jìn)入塑性工作狀態(tài),第四、材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度可以提高,實(shí)驗(yàn)表明,在快速加載的情況下,這時(shí)材料力學(xué)性能發(fā)生比較明顯的變化,主要表現(xiàn)為強(qiáng)度提高,但變形性能包括塑性性能等基本不變,這對(duì)結(jié)構(gòu)工作起到有利作用,例如
4、鋼材強(qiáng)度可提高~倍,對(duì)砼強(qiáng)度可提高倍,這是在設(shè)計(jì)中考慮材料強(qiáng)度綜合調(diào)整系數(shù)來完成的,第五,重視構(gòu)造要求,人防設(shè)計(jì)的許多構(gòu)造要求是與一般的建筑設(shè)計(jì)不同的,要求更為嚴(yán)格,故僅僅只考慮受力計(jì)算,不考慮構(gòu)造措施是不合理的?! 「鶕?jù)以上所述的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn),我們可以確定防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則,①平戰(zhàn)結(jié)合,取控制條件,在民用建筑的人防地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,一般只涉及5級(jí)或6級(jí)人防設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)的頂板基本上都由戰(zhàn)時(shí)控制,而側(cè)墻和底板則因地下室的結(jié)構(gòu)型式的不同而由實(shí)際情況確定;②只進(jìn)行強(qiáng)度的驗(yàn)算,由于在核爆動(dòng)荷載作用下,結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形極限已用允許延性比的控制
5、,且在確定各種構(gòu)件允許延性比時(shí),已考慮了對(duì)變形的限制,因而在防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,不必再單獨(dú)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形與裂縫開展進(jìn)行驗(yàn)算;③只考慮一次核襲擊;④注意各部件的協(xié)調(diào),以免因設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)不一致而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的局部先行破壞,失去整個(gè)防護(hù)建筑的作用;⑤地面與地下承重結(jié)構(gòu)體系要協(xié)調(diào),不能出現(xiàn)兩者強(qiáng)弱相差較大的情況。 了解了結(jié)構(gòu)人防設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及原則之后,我們首先就必須確定計(jì)算所需的荷載值?! ?.人防荷載的確定 如前所述,人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要考慮抵抗空氣沖擊波。當(dāng)核武器在空中爆炸時(shí),當(dāng)沖擊波傳播到地表時(shí),形成反射沖擊波,因反射波是在被入射波壓密和
6、加熱過的空氣中傳播,且壓力又高,所以反射波的傳播速度要比入射波快,當(dāng)反射波波陣面終于趕上入射波波陣面后,則匯合成為一單一的沖擊波,即合成波,合成波波陣面靠近地面部分是垂直于地面的,即合成波是水平方向傳播的,對(duì)抗力等級(jí)較低的防空地下室來說,所受的沖擊波即為這種合成波(即地面沖擊波)。防空地下室的頂板一般就直接承受地面沖擊波的超壓和負(fù)壓作用,而對(duì)于側(cè)壁和底板,因空氣沖作用于地表,壓迫土體并使其產(chǎn)生運(yùn)動(dòng),上層土體受壓后連續(xù)向下傳遞壓力,這種土體的壓縮狀態(tài)由上向下逐層傳播過程稱為土中壓縮波的傳播,當(dāng)遇到側(cè)壁或底板的阻擋后,則會(huì)產(chǎn)生超壓、動(dòng)壓和負(fù)壓作
7、用,這就是側(cè)壁和底板需考慮的問題?! ”竟こ倘朔赖叵率曳雷o(hù)等級(jí)為6級(jí)(級(jí)別的確定是根據(jù)國家制訂的《人民防空工程戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求》確定的,是由人防部門確定后發(fā)文予設(shè)計(jì)單位),采用全埋式現(xiàn)澆鋼筋混凝土人防地下室,各部位等效靜荷載取值分別為: 頂板:首層外墻為180mm實(shí)心磚填充墻,且墻面開孔面積大于50%,故不計(jì)上部建筑物對(duì)地面空氣沖擊波超壓作用的影響,等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值q=60KN/m2。 側(cè)墻:上部建筑物為抗震設(shè)防的框架—剪力墻結(jié)構(gòu),故應(yīng)放入上部建筑物對(duì)地面空氣沖擊波超壓值的影響,根據(jù)本工程地質(zhì)條件,人防地下室側(cè)壁范圍內(nèi)分別有非飽和土和飽和土
8、,取其加權(quán)平均值,并考慮周圍基坑支護(hù)的阻隔作用,故地下室側(cè)壁等效靜載荷標(biāo)準(zhǔn)值q=40KN/m2?! 〉装澹罕竟こ滩捎脴痘A(chǔ),當(dāng)核爆荷載q作用于頂板時(shí),荷載隨板、梁、柱傳至樁上,因