人防结构设计范文

时间:2023-02-26 21:12:09

人防结构设计

人防结构设计范文第1篇

关键词:建筑结构;人防结构设计;抗震结构设计;比较分析

抗震结构设计就是通过结构的设计安排,能够预防一定地震级别对建筑物的摧残,而人防结构设计的目的主要是为了保护常规武器或者核武器进攻之下的震动对群众带来的人身安全。从根本上说二者的建筑施工都是以减少震动危害为目的的,因此具有一定程度的相同点,同时由于二者所承受的震动性质不一致,因此实际的施工设计手段也存在差异。下面对其进行简单的介绍:

1 建筑工程人防结构设计与抗震结构设计的内容

1.1 建设工程人防结构设计

人防建筑结构在建筑施工之前需要进行系统的结构设计,结构设计必须进行科学的数据分析和实地勘探考察,设计质量与施工质量二者有明显的关系。科学的结构设计能够产生相应的人防效果,在战争时期和和平时期都能够对群众的生命财产起到保护作用。从目前的施工建设经验分析,主要存在的人防结构设计手段有掘开式人防工程和暗挖式人防工程两种,其中掘开式人防工程又包括单建式人防工程和附建式人防工程,而暗挖式人防工程则包括坑道式和地道式两种。

1.2 建设工程抗震结构设计

虽然我国的地震发生概率比较小,地震带来的危害较之地震频发国家来说相对较小,但是为了保证建筑物使用质量,确保用户的人身财产安全,减少地震发生时的重大人身伤亡,进行必要的抗震结构设计也是必不可少的,尤其是对于地震发生概率比较高的省份来说,更应该成为建设施工的重点。现有的建设施工安全文件规定安全性指标是指建筑工程结构在正常地设计、施工和使用条件之下,能够承受在施工与使用情况下出现的各种荷载或变形,特殊情况下发生的偶然荷载或突发事件要保证在发生事件前后结构的稳定性能不变。而适应性指标主要是指在建筑结构正常使用的情况下能够在规定使用期限内其结构不产生变形、裂缝和振动等。

2 建筑工程人防结构设计与抗震结构设计的对比分析

2.1 设计原则的对比

从理论上分析,无论是人防结构还是抗震结构都是以提高抗震动带来的危害为基础,他们的施工特点都是提高建筑物的抗震动能力,保证在遭受到重大震动时建筑物能够最大程度的保持完好,从这一方面来说,二者都遵循“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等基本设计原则。此外,二者的结构设计理念都尊重整体建筑的协调性和合作性。以往的建设施工实践表明,即使整体的建构设计都符合基本的承受系数标准,但是只要存在一个环节甚至是一个小结构的弱承受能力,在地震等灾害发生时,该小的薄弱环节就成为灾难发生的源泉,这一点与工程力学上所讲的应力集中现象类似。按照物力学力的基本原理,我们发现建筑结构的内部各个组成部分具有一定的收缩系数标准,换句话说,施工人员可以通过提高建筑内部的动能运动和吸收能力,来减少外部受到的动能威胁,从而降低外部震动带来的建筑物严重破坏,或者降低危害系数。基于这一理论,建筑施工人员可以从动能力量俄转换角度出发,进行设计施工。例如可以充分地利用结构受弯构件或大偏心受压构件的变形吸收动荷载的能量,通过缓冲作用减轻各个构件支座截面的抗剪负担和受力柱的抗压负担,以确保建筑结构在完全曲屈服前不再出现另外的剪切力破坏,在屈服后还具有足够的延性以保证构件形成最终的塑性破坏,从而达到提高建筑结构整体承载力的目的。

2.2 设计方法的对比

从物理学角度分析,人防结构设计主要是提高力的承受能力,因此,它的设计方法也是从物理学应用实际出发,现行主要的设计方法是采取等效静荷载的办法展开设计分析工作。由于建筑抗震结构设计是基于拟建工程结构在施工或使用的条件下的设计过程,建筑结构构件在各种动荷载的综合作用下,结构构件振型与相应静荷载作用下挠曲线非常相似,而且在动荷载的作用下建筑结构构件的破坏规律与相应的静荷载作用下的破坏规律也相似,因此在动力分析过程中,可以通过将建筑结构构件进一步简化为一种单自由度体系,查表可得相应的动力系数,以动力系数与动荷载峰值相乘得到等效静荷载。这样一来,建筑结构构件相当于在等效静荷载的作用下,而其各项内力就是在各种动荷载作用下的内力最大值。此外,提高人防结构的质量,不仅要选用科学的设计方案,还需要选用具有一定承受力和荷载力的高效建筑结构材料,现在施工单位为了提高原有建筑材料的使用效果,通常在建筑材料内加入材料强度综合调整系数予以调整修正,最后通过建筑结构构件在综合动荷载作用下的变形极限允许延性比加以控制,按照允许延性比进行弹塑性能的验算得到最终的设计结果。

由于地震灾害的破坏力大,而且地震灾害具有不可预测的性质,因此对于地震灾害的预防工作,在建筑施工过程中难度系数非常高。现有的抗震结构设计理念基本可以概括为,抗震建筑物能够在较低级别的地震灾害中确保质量安全,不发生破坏,而在相对高的地震灾害发生时,出现细微的破坏性,但是可以通过后期的修补和维护继续居住,在较高级别的地震灾害发生时,建筑物能够保证不坍塌,内部居住居民可以安全撤离,减少地震发生时的破坏力,但是建筑物无法进行二次使用,需要在灾后进行重建。这种设计理念与人防结构设计之间存在差异性,人防结构设计的方法一般先取小震地震动参数计算结构弹性下的地震作用效应进行相关的结构构件截面承载力的验算,然后是对大震下的结构弹塑性变形力验算完成“二阶段”设计要求,最后通过应用工程结构概念设计和抗震构成措施来完成“大震不倒”的第三水准设计要求。

2.3 荷载作用方式的对比

人防结构设计与抗震结构设计二者在荷载作用方式方面的相同点在于都为偶然动荷载,设计时均可以以具有一次作用效果考虑,而主要的不同点在于防震结构的荷载作用方式是由于地震事件造成地面运动而引起的动态惯性作用力,是间接的。人防结构所承受的动荷载主要是外部动能量直接作用于人防结构的附属构件,而人防结构内部构件只是间接的承受附属构件以及建筑上部结构的荷载作用。人防结构所承受荷载是在短时间内迅速爆发出来的,由于时间短,能量大,所以表现的破坏力也就相对较大,而且会随着时间的不断延长而逐渐消耗。在人防动荷载的作用下,材料的力学性能与在静荷载作用下相比,材料的力学性质发生了比较明显的变化,主要的表现是材料在快速加载作用过程中各种材料强度的提高和结构构件承载能力可靠性指标的变化。

总之,从目前的建筑施工现状调查数据分析,我国的建筑设计越来越重视人防结构和抗震结构的设计质量,尤其是在遭受到两次重大地震和如今国际局势的影响之下,用户对二者施工的质量要求也相对提高。笔者依据多年的建筑施工经验和理论知识认为,人防结构设计与抗震结构设计在某些方面存在共同点,同时也存在差异,设计人员可以取长补短,通过优势互补,提高建筑物的使用质量和使用年限,推动我国建筑行业快速发展。

参考文献

[1]李航.关于人防结构设计与抗震结构设计的比较[J].中国房地产业・下半月,2012(10).

[2]亢智敏,王立伟.论建筑结构设计中的抗震设计.科技资讯,2009,12(18):102~104.

人防结构设计范文第2篇

关键词:人防地下室 土中压缩波 等效静荷载

中图分类号:S611文献标识码: A

一、土中压缩波

人防工程设计中,在常爆、核爆的情况下,由地面空气冲击波及其引起的土中压缩波作用,造成结构存在动力的相互作用,结构动载的确定方法很复杂。结构分析的最终目的是要给出结构的动变位和动内力,其所采用的力学模型可归纳为两类:一类是首先确定作用于结构周边上的荷载,将土和结构分离开来,如同地上结构那样去作动力分析;另一类是将土体和结构作为一个整体统一考虑,然后应用波动理论或动力理论的解析方法,或应用有限元等数值方法,按无限(或半无限)平面(或空间)问题求解。

按第一类分析方法,在确定动载时,必须注意正确的反应波和结构的相互作用,否则,给出的动载不能反映实际情况。第二类分析方法,将土和结构认为是一个整体,按有限元分析法计算,其精度主要取决于土介质及结构材料力学参数的选取。第二类分析方法相当复杂,因此工程计算目前主要采用第一类分析方法。

二、影响土中压缩波荷载的因素

地下结构所受到的荷载和许多因素有关:1)地面空气冲击波及其引起的土中压缩波,或武器爆炸直接产生的压缩波的特性;2)土介质的特性,压缩波在自由场中传播时的参数变化;3)覆土厚度的影响;4)压缩波遇到结构时产生反射,这个反射压力取决于波与结构的相互作用。

1、结构板跨尺寸

结构板跨尺寸对荷载也有影响。结构板的尺寸大小是有限的,它的二侧是上下连续的土壤介质。压缩波遇到结构板反射,但通过二侧的土壤时不存在反射。板面上方的土壤因受较大的反射压力,有向二侧挤压的趋势,逐次向中间疏松,致使板面的反射压力降低。结构板跨尺寸较小时,反射压力很快疏散,结构受到压缩波动力作用减弱。结构板上的反射压力并非均匀分布,就其平均值来说,结构板的横向尺寸越大,受到的平均反射压力也越大。

2、土体力学特性

压缩波荷载与土体力学特性密切有关。如具有抗剪强度的非饱和土壤,当结构埋深较大时,一般使结构的荷载减小,而饱和土则不能。

3、介质与结构的相互作用

当压缩波作用于结构板上时,结构将发生整移和变形,这些反过来影响原来压缩波荷载,即介质与结构之间的动态相互作用。对平顶结构而言,压缩波作用下结构板的变形是顺着波的传播方向,所以结构变形使得压缩波荷载减小。

4、结构埋深

当压缩波遇到结构顶板时,将会产生反射压缩波并朝反向传播,当它达到自由表面时,因地表无阻挡面使土体趋向疏松,形成向下传播的拉伸波。如果顶板埋置较深,拉伸波到达时间较晚,在此之前结构顶板可能已达到最大变形,因而拉伸波不能起到卸载作用;如果埋深很浅,由于拉伸波产生的卸载作用,将会抵消大部分入射波在顶板上形成的反射作用。同时,随传播距离的增加,土中压缩波峰值压力近似按指数规律衰减,升压时间近似按线性比例增长,其效果是随深度的增加结构的动力作用逐渐降低。

5、土含水量

压缩波荷载与土壤含水量关系极大。当结构处于地下水位较高的地区,更要考虑地下水的影响。压缩波在饱和土层中传播时很少衰减,同时因为饱和土的压缩性极小,使得结构所受的荷载大幅度增加。

三、土中结构荷载的分析方法

1、土与结构相互作用方法

土与结构相互作用方法(SSI)基于一维波动理论分析公式,能够解释多种现象。对于刚性较大的及刚性较小的结构具有较好的精度。此方法是将土体和结构作为一个整体,从地面冲击波或土中压缩波到达开始,用波动理论分析波在土的介质中传播,以及遇结构后的反射及卸载等效应,最终求得作用在结构上的荷载。

2、综合反射系数法(三系数法)

综合反射系数法是一种半经验半理论的方法。它考虑了压缩波在传播过程中的衰减,引入衰减系数α;在确定结构板上的荷载时,综合考虑波与结构以及自由地表之间的相互作用影响,引入综合反射系数Kf;并在最后采用等效静载法,引入动力系数Kd或荷载系数Kh,计算不同等级人防工程作用于结构上的等效静载。此法是规范目前对人防工程等效静荷载确定的计算方法。

3、拱效应方法

拱效应的概念本来是在静荷载作用下提出来的,它的实质是依靠土的抗剪能力将土的压力从较大变形处转移到较小变形处,所以拱效应的大小取决于结构的变形程度和土的抗剪强度。在动荷载作用下,开始时无拱效应,经过几秒钟后呈现拱效应,减少作用在结构上的后期荷载。如果外加压力太大,超过土体的抗剪强度,将不能形成拱效应,通常只有压力在3.5MPa以下时才能考虑。拱效应方法难以准确的描述爆炸压缩波作用下土与及结构的相互作用机理,仅是一种半经验半理论的方法。

四、等效静荷载的确定

1、等效静载法

工程实际中常把核爆动荷载变换为等效静荷载,所采用的方法称为等效静载法。

等效静载法的优点在于计算简单,并能沿用静力计算的公式和图表,但它有一定的局限性,一般对于掘开式浅埋结构是适用的,对于大跨度和复杂的结构,宜采用有限自由度法求其动力解。

采用等效静载法的基本假定和原则:

a、假定荷载同时作用在整个结构上;

b、假定结构或构件为单自由度体系,并按照某一假定的振型振动,不论在弹性或弹塑性阶段,认为振型的形状不变;

c、结构或构件在动载作用下最大内力和反力是等效静载作用下的内力和反力。等效静载的数值按结构工作状态可分为弹性阶段和弹塑性阶段两种动力计算方法。通常确定等效静载时宜采用弹塑性阶段,即等效静载的数值是动载最大值与动力系数或荷载系数的乘积。

d、结构或构件动力系数与荷载系数认为与同样自振频率的简单弹簧质点体系完全相同。

在核爆动载作用下,地下室顶板、外墙、底板的均布等效静载标准值按下列公式计算:

qe1=Kd1Pc1

qe2=Kd2Pc2

qe3=Kd3Pc3

Kd1、Kd2、Kd3分别是顶板、外墙、底板的动力系数。

2、动力系数

计算等效静载所涉及的动力系数,需要根据构件的延性比来确定。结构构件的延性比[β]是构件出现最大变位与弹性极限变位的比值。

结构在弹性工作阶段,在荷载作用下构件产生的变形和位移随作用力增大而增大。力和位移的比值为常数,并且当作用力消失由作用力所产生的变位也随之消失,构件恢复到原来的位置,没有任何残余变形存在;而构件在弹塑性工作阶段所产生的变位,在荷载停止作用和并不完全消除掉时,有残余变形存在,然而正是这种变位使得构件在弹塑性阶段比弹性工作阶段吸收更多的核爆炸的能量,这对结构抵抗核爆动荷载是十分有利的。

3、自振频率的计算方法

在强迫振动下哪一种主振型占主要成分与动载的分布形式有很大关系。一般来说与以动载作为静力作用时的挠曲线相接近的主振型起着主导作用,因此宜取将动载视为静力所产生的静挠曲线形状作为基本振型。

五.结束语

人防地下室结构设计是一项复杂的工作,其中非常重要的一项内容就是确定人防工程计算的等效静荷载,它将直接影响工程结构合理性、经济性、安全性。通过对人防地下室结构荷载相关问题的探讨,希望能和广大工程设计人员共同提高业务水平,促进人防工程的建设。

参考文献:

[1]GB50038-2005人民防空地下室设计规范. 北京:中国建筑工业出版社,2005

人防结构设计范文第3篇

关键词:建筑结构、人防结构设计、抗震结构设计、比较分析

人防结构设计主要是为了建筑结构能够承受常规武器或核武器爆炸动荷载的作用,其基本要求也是基于一般抗震设防的要求,在具体的设计过程中应特别强调设计结构能够最大可能地承受常规武器或核武器爆炸所引起的震动荷载。因此,可以说人防结构设计与抗震结构设计二者之间既有相同之处也存在一些不同点。

一、建筑工程人防结构设计与抗震结构设计的内容

1.1 建设工程人防结构设计

人防结构设计是人防建设工程的一项关键环节,应该说是人防建设工程不可缺少的建设过程之一。人防建筑工程的结构设计质量的好与坏与拟建人防建筑工程项目的社会经济效益和战争备防效益有着直接的联系,并能够起到决定性的作用。设计时建筑工程的基础,若要保证人防建设工程的质量,首要任务就是要保证人防结构设计的质量。人防工程是一种要求比较高的特殊防护地下建筑类型,通常按照建筑的形式可以分为掘开式人防工程和暗挖式人防工程两种,其中掘开式人防工程又包括单建式人防工程和附建式人防工程,而暗挖式人防工程则包括坑道式和地道式两种。

1.2 建设工程抗震结构设计

一般的建筑工程结构都必须要求在规定的设计使用寿命期限内要保证建筑结构具有足够的耐久性和可靠性,即建筑工程结构在设计使用期限内且在规定的使用条件下完成预期功能使用的概率。由此看出,建筑结构的耐久性和可靠性是对结构的定量分析与描述。

建设工程抗震结构设计除了要满足结构使用耐久性和可靠性以外还需要满足必需地安全性和适用性等质量安全方面的性能指标。安全性指标是指建筑工程结构在正常地设计、施工和使用条件之下,能够承受在施工与使用情况下出现的各种荷载或变形,特殊情况下发生的偶然荷载或突发事件要保证在发生事件前后结构的稳定性能不变。而适应性指标主要是指在建筑结构正常使用的情况下能够在规定使用期限内其结构不产生变形、裂缝和振动等。

二、建筑工程人防结构设计与抗震结构设计的对比分析

2.1 设计原则的对比

建筑工程人防结构设计原则与抗震结构设计原则相同,二者的结构设计都要尽可能地要求高延性,尽量避免设计建筑工程结构的脆性破坏,人防结构设计与抗震结构设计对于拟建建筑工程钢筋混凝土结构构件通常都具有“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等基本设计原则。同时,二者还遵循建筑工程内部结构构件之间的相互协调、协同工作的原则,尽量较少在结构构件设计与施工当中出现薄弱环节或部位。人防结构设计还需考虑结构构件各个部位能够正常地工作,杜绝出现存在薄弱环节或部位导致工程结构整体抵抗应力作用不足等情况,而工程抗震结构设计同样着重强调于此点,以防止因为发生偶然荷载或突发事件造成大震结构薄弱环节或部位的倒塌,这一点与工程力学上所讲的应力集中现象类似。由于建筑结构构件如果具有较大的延性,可利用吸收结构内部动能和抵抗结构外部动荷载。因此,对于工程结构设计提高延性极具可实施性,人防结构设计与抗震结构设计对如何提高延性的构造措施主要是通过利用以上原则展开的,如可以充分地利用结构受弯构件或大偏心受压构件的变形吸收动荷载的能量,通过缓冲作用减轻各个构件支座截面的抗剪负担和受力柱的抗压负担,以确保建筑结构在完全曲屈服前不再出现另外的剪切力破坏,在屈服后还具有足够的延性以保证构件形成最终的塑性破坏,从而达到提高建筑结构整体承载力的目的。

2.2 设计方法的对比

人防结构设计的方法主要是依据动力分析原理,一般是采取等效静荷载的办法展开设计分析工作。由于建筑抗震结构设计是基于拟建工程结构在施工或使用的条件下的设计过程,建筑结构构件在各种动荷载的综合作用下,结构构件振型与相应静荷载作用下挠曲线非常相似,而且在动荷载的作用下建筑结构构件的破坏规律与相应的静荷载作用下的破坏规律也相似,因此在动力分析过程中,可以通过将建筑结构构件进一步简化为一种单自由度体系,查表可得相应的动力系数,以动力系数与动荷载峰值相乘得到等效静荷载。这样一来,建筑结构构件相当于在等效静荷载的作用下,而其各项内力就是在各种动荷载作用下的内力最大值。同时,为能够满足结构构件抗力的要求,应用等效静荷载分析法时,建筑结构材料参数还应加入材料强度综合调整系数予以调整修正,最后通过建筑结构构件在综合动荷载作用下的变形极限允许延性比加以控制,按照允许延性比进行弹塑性能的验算得到最终的设计结果。

抗震结构设计的方法通常是以“三水准、二阶段”为最基本的设计准则,以“小震不坏,中震可修,大震不倒”为总的设防目标。人防结构设计的方法一般先取小震地震动参数计算结构弹性下的地震作用效应进行相关的结构构件截面承载力的验算,然后是对大震下的结构弹塑性变形力验算完成“二阶段”设计要求,最后通过应用工程结构概念设计和抗震构成措施来完成“大震不倒”的第三水准设计要求。

2.3 荷载作用方式的对比

人防结构设计与抗震结构设计二者在荷载作用方式方面的相同点在于都为偶然动荷载,设计时均可以以具有一次作用效果考虑,而主要的不同点在于防震结构的荷载作用方式是由于地震事件造成地面运动而引起的动态惯性作用力,是间接的。人防结构所承受的动荷载主要是外部动能量直接作用于人防结构的附属构件,而人防结构内部构件只是间接的承受附属构件以及建筑上部结构的荷载作用。人防结构所承受荷载持续时间极短,瞬时动态量却非常大,且在持续过程中会随着时间不断地迅速衰减。在人防动荷载的作用下,材料的力学性能与在静荷载作用下相比,材料的力学性质发生了比较明显的变化,主要的表现是材料在快速加载作用过程中各种材料强度的提高和结构构件承载能力可靠性指标的变化。

三、结束语

通过以上对人防结构设计与抗震结构设计的对比进行的分析与讨论可以看出,无论是人防结构设计还是抗震结构设计都是我国建筑设计行业的重要组成内容。由于本人自身的专业知识水平和施工与设计经验非常有限,仅对人防结构设计与抗震结构设计内容以及二者之间的相同点与不同点进行简要的对比分析与讨论,目的只在于能够和同行朋友们进行学习交流。其实,人防结构设计与抗震结构设计问题一直都是相关设计技术人员所共同关心的话题,如何能够有效解决一些相关设计上的问题才是能够确保建筑工程设计质量以及本文讨论的价值所在。

参考文献

[1] 闫颜,闫雁军;结构设计中的抗震措施与抗震构造措施;中国建设信息;2007,10(04):123 - 124

[2] 肖世健;浅谈人防地下室结构设计;山西建筑;2007,17(35):90 - 91

[3] 张富成;结合实际分析人防建筑结构设计;建材与装饰:上旬;2011,09(08):129 - 129

[4] 亢智敏,王立伟;论建筑结构设计中的抗震设计;科技资讯;2009,12(18):102 - 104

作者简介:江永(1980―),男,浙江省苍南县人,浙江工业大学本科生,工程师。研究方向:建筑结构设计。

人防结构设计范文第4篇

关键词:人防结构;抗震结构;结构设计;结构比较

在构建一个建筑设施之前,根据实际情况对其人防情况和抗震情况进行分析,设计出高效的人防结构和抗震结构,是建筑工程中的一项重要的设计工作和环节。人防结构能够保证人民在战争灾害中的生命和财产安全,而我国的地理位置也决定了不能不考虑抗震结构方面的因素。因此,如何将两方面加以融合,在提高建筑物质量的同时,降低因此而增加的成本费用,在取得经济效益的同时,保障其社会效益的实现,对我国经济发展和建筑行业本身的发展而言,具有十分重要的意义。

1人防结构设计与抗震结构设计内容

1.1人防结构设计内容

在建筑行业中,人防结构是指能够对战争事态产生一定作用,保障战时人员和物资的隐蔽、指挥、医疗等作用的结构设计。采用人防结构的建筑,在平时可以用作地下商场、游乐场、会堂、影院剧院,甚至可以充作旅店的功用,但统一的特点是,均为地下建筑。虽然现阶段已经得到了很大的发展,但由于抗战时期以及之后的经验,民间一般都将之称呼为“防空洞”。人防工程按构筑形式可分为地道工程、坑道工程、堆积式工程和掘开式工程;按战时功能分为指挥通信工程、医疗救护工程、防空专业队工程、人员掩蔽工程和其他配套工程。现阶段我国主要采取的人防结构设计,主要是掘开式和暗挖式两种,但同时也会针对不同地区的地形地貌和人文特点进行调整[1],保证其稳定性和强度,荷载承受力较高,不易变形。

1.2抗震结构设计内容

抗震结构设计与人防结构设计相对应,针对的是地震情况下,对房屋建筑的保护能力。我国位于环太平洋火山地震带和喜马拉雅火山地震带的交接位置,虽然从根本上来说,是一个发生地震的可能性较小的国家,但从唐山大地震到汶川地震,再到近年来不断发生的各种地震情况来看,进行抗震结构的设计仍然是十分必要的。我国对建筑进行规范和指导的文件以及法律法规的内容,相对而言已经比较完善,在遵守建筑工程标准的前提下,我国大多数的建筑都能够具有较好的防震特性,在震级较高的情况下依然能够保证建筑的大体完好。建筑工程的抗震结构设计是按照重要性程度划分的,对民用的建筑而言,大多数采用的是消能减震加固法[2]。

1.3人防结构与抗震结构内容比较

人防结构由于主要针对的是战争状态的荷载能力,当国家处于战争状态时,建筑会受到的损害主要还是炮弹和爆炸等问题,对荷载的要求相对来说比较低,这也导致了在人防结构的设计中,一定程度的降低极限情况、降低防护要求的措施是可以允许的。但地震属于自然灾害,一旦发生会受到更大的影响,因而在进行抗震结构的设计时,其要求要远比人防结构的要求更高。

2人防结构设计与抗震结构设计比较

2.1设计原则比较

从理论上来说,人防结构设计与抗震结构的设计之间,设计原则从根本上是一致的,都是避免房屋中的居住或使用人员受到外部条件的影响,而导致生命和财产受到威胁。二者之间的差别仅在于,人防结构设计针对的是战争状态,抗震结构针对的是自然灾害。因此,在设计原则上,基本不会出现过大的差距。也就是说,建筑结构所需要选取的材料,都应该是延性好、同时也能够避免脆性破坏的类型,因此都需要遵循“强柱弱梁”和“强剪弱弯”两个原则。它们强调的都是整体上的完整性,需要将每一个部件中都加强处理,避免由于一两处细节上的失误和问题而导致整体强度受到影响。

2.2设计方法比较

在设计方法方面,二者间有比较大的差别。人防设计在现阶段主要采取的方法是等效静荷载,采用合理的设计和合适的原料,做出最佳的方案来实行;但有效的抗震结构的设计方法仍然在摸索中,这主要是由于地震灾害的不可预测性造成的,需要建筑即使遇到大型地震灾害发生,也能保证建筑不会倒塌、人员能够及时撤离。因此,需要在人防结构的基础上,针对地区的情况,对建筑的设计方式进行调整。换句话说,在进行建筑设计之前,需要考虑的是人防结构设计,而抗震结构设计是建立在人防结构设计的基础上,对已经完成的设计方案进行调整的。

2.3荷载情况比较

在荷载情况方面,二者采取的同样都是偶然动荷载,设计时都以一次作用时间为基准进行的。人防荷载的动能量作用于外部表面,而动荷载则直接作用于构件,具有破坏力大、作用时间短的特点。但地震荷载不同,它是间接的、偶然性的荷载,因此构件的安全性会比较低,不太可能发生地基失效导致的结构破坏,因此设计时无需考虑人防结构问题,这就导致在荷载方面,二者间的设计方案产生了一定的冲突[3]。

3实际应用情况分析

在将二者间进行结合的实际应用中,人防结构的设计要求结构构建的延性越大越好,严格地遵守强柱弱梁和强剪弱弯原则,调整使用部件的种类吸收荷载能量的作用,以提高建筑的整体承载能力。可以调整建筑方案和使用的原料,提高结构上的稳定。在此基础上,对建筑采用有效的抗震结构来进行建设,例如采用框架结构、剪力墙结构、钢筋混凝土结构、砖混结构、钢结构框架、板柱结构等,对建筑方式进行调整,以提高建筑的防震能力。

4结束语

综上所述,我国的建筑设计人员在进行建筑设计之前,加强人防结构设计和抗震结构设计,是首先需要考虑的问题。如何将二者整合起来,在兼具二者特点的同时,降低成本上的消耗,兼顾社会效益和经济效益,正在成为建筑设计师必然面对的重大问题。本次研究将防结构设计与抗震结构的设计原则、设计方法以及荷载情况进行了比较,分析二者间的共通之处,研究实用过程中能够兼顾二者的方式,对提高建筑的使用寿命提出了具有积极作用的意见。

参考文献:

[1]赵桂兰.现有建筑结构抗震鉴定及加固设计探讨[J].工程技术研究,2016,(7):194+201.

[2]蔡忠坤.人防工程建设与城市地下空间开发利用的思考[J].工程技术研究,2017,(1):201+203.

[3]曾艳.地下室建筑设计在人防工程中存在的问题分析[J].住宅与房地产,2017,(12):111.

人防结构设计范文第5篇

【关键词】人防结构设计;抗震结构设计;延性

人防地下室应能承受常规武器或核武器爆炸动荷载的作用,人防地下室一般也有抗震设防要求,设计时应使之能承受地震动荷载及武器爆炸动荷载作用。人防结构设计与抗震结构设计既有相同又有不同之处。下面是些粗浅认识的总结,希望能对设计工作有些帮助。

1 荷载作用方式

相同点:两者均为偶然荷载,均为动荷载,设计时均按一次作用考虑。不同点:人防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,因此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;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,而人防地下室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。

2 荷载的大小

人防动荷载(即常规武器或核武器爆炸动荷载)其冲击波压力是随时间变化的,为方便设计计算《人防规范》将它简化成等效静荷载,它只代表作用效果的等效,等效静荷载并不是实际作用的力,但它方便了设计计算可以用静力分析的模式进行内力计算;设计时等效静荷载的大小的确定主要与设防抗力等级有关。

地震作用大小首先与震级、烈度、震源深度、建筑物离震源的距离等有关。其次与建筑物的质量大小、建筑物所处的场地条件及土质、及建筑物的动力特性(如自振周期、振型、阻尼等)有关。

3 设计方法:

抗震设计方法通常为“三水准、二阶段”的设计方法,设防目标为“小震不坏,中震可修,大震不倒”。为实现设防目标取小震下地震动参数计算结构弹性下的地震作用效应,进行截面承载力验算。第二阶段是大震下的结构弹塑性变形验算。并通过概念设计和抗震构造措施来满第三水准的设计要求。

人防结构设计的动力分析一般采用等效静荷载法:由于在动荷载作用下,结构构件振型与相应静荷载作用下挠曲线很相近,且动荷载作用下结构构件的破坏规律与相应静荷载作用下破坏规律基本一致,所以在动力分析时,可将结构构件简化为单自由度体系,用动力系数乘以动荷载峰值得到等效静荷载,这时结构构件在等效静荷载作用下的各项内力就是动荷载作用下相应内力的最大值。按等效静荷载分析计算的模式代替动力分析,给防空地下室结构设计带来很大方便。采用等效静荷载分析时,为满足抗力要求,结构材料参数应乘以材料强度综合调整系数。最后结构构件在动荷载作用下的变形极限用允许延性比[β]来控制。按允许延性比进行弹塑性工作阶段的防空地下室,即可认为满足防护和密闭要求。

4 设计原则:

人防设计与抗震结构设计的设计原则一样:

4.1 结构应尽可能有足够的延性,避免脆性破坏,钢筋砼结构构件均应采取“强柱弱梁”“强剪弱弯”的设计原则。

4.2 各结构构件抗力相协调的原则,避免出现薄弱部位。防空地下室的结构,应充分考虑各部位作用荷载值不同,破坏形态不同以及安全储备不同等因素,保证在规定的动荷载作用下,结构各部位(如出入口和主体结构)都能正常地工作,防止由于存在个别薄弱环节致使整个结构抗力明显降低。如果某个部位失效,将导致整个人防区失效。同样抗震设计也十分强调避免出现薄弱环节(如薄弱层,软弱层等),因为大震时薄弱层或软弱层出失效将导致建筑物倒塌,产生严重后果。

5 提高延性的设计构造措施

核武器与常规武器爆炸均属于偶然性荷载,具有量值大,作用时间短且不断衰减的特点,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,构造上应采取“强剪弱弯” “强柱弱梁”“强节点弱杆件”的设计原则。如可充分利用受弯构件和大偏心受压构件的变形吸收武器爆炸动荷载作用的能量,以减轻支座截面的抗剪与柱子抗压的负担,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。上述这些措施和抗震设计的原则是一致的。

参考文献:

[1]GB50038-2005,人民防空地下室设计规范,北京2005

人防结构设计范文第6篇

关键词:人防结构设计;抗震结构设计;分析

中图分类号:S611文献标识码: A

引言

建筑工程中抗震结构的设计指的是利用结构设计的安排能够对一定级别地震对建筑的破坏进行预防,人防结构的设计其主要目的在于保护核武器或者常规武器进攻带来震动的情况下对群众人身安全进行保护。从本质上来讲,以上两种建筑施工均是以震动危害的降低为主要目的所以不可免的具备一定部分的相似点而两者承受着不同性质的震动,因此在实际施工设计方法方面也存在一定程度的差异。

一、建筑工程结构人防设计和抗震设计内容阐述,

1、人防结构设计内容

建筑人防结构需在建筑工程施工之前进行系统科学的设计,且设计过程必须通过具体数据的分析以及湿地的勘探考察施工质量与设计质量两者之间具有明显的联系。合理的建筑结构设计可以产生相对应的人防成效,无论是在和平时期还是战争时期都能够有效地保护人民群众的人身安全与财产安全。就当前,工程施工的建设经验进行分析,人防结构的设计手段主要包括开掘式与暗挖式两种。其中,暗挖式的人防工程包括地道式与坑道式两种,而开掘式的人防工程包括附建式与单建式两种。

2、抗震结构设计内容

相对于地震频发的国家来说,我国的地震出现概率较小,且由地震带来的破坏与危害也相对较小。但是,为了更大程度上确保建筑的使用质量保护人民群众的生命财产安全,尽可能减少由地震发生所产生的重大事故及人身伤亡,必要的建筑工程结构抗震设计也是不可或缺的。特别是,对于我国地震出现概率相对较高的一些省份及地区来讲,抗震结构成为工程中应当考虑的重点和关键部分。当前现有的工程施工安全条文对安全性相关指标的规定,指的是在正常的设计与使用以及使用的条件之下,建筑结构能够承受各类荷载、荷载效应(荷载及荷载效应包括施工、使用基础上产生的各种变形或荷载,在和地震突发生时产生的地震波作用效应等荷载效应,以及在战争爆发时常规武器、核武器产生的作用在建筑物上的爆炸冲击波作用。),在设计规定的情况下,结构稳定性不出现变化。

二、建筑工程结构人防设计和抗震设计的分析对比

1、设计原则对比分析

从理论上来讲,无论是抗震结构还是人防结构,均是以提升抵抗震动所引起的危害作为基础,其施工特点都体现在对建筑工程抗震动相关性能的提高上,确保在遭遇重大震动的情况下,能够最大程度上保持建筑物的完好。从这方面来讲二者均遵循着“强剪弱弯’、`强柱弱梁”的相关建筑设计原则。另外抗震结构与人防结构的设计理念均遵循建筑工程整体的合作性和协调性。从以往建筑工程具体施工实践来看,即便建筑结构设计从整体上符合基本设计标准要求,然而只要某个环节或者某个小部分结构存在薄弱环节(缺陷点)的情况,那么在地震、爆炸等重大灾害出现时,这些细微的薄弱部分,将成为巨大灾害出现的诱发点。这也和工程力学中所阐述的应力集中的现象相类似。

根据物理学的力学原理,可以看出建筑结构内部的各组成部分都存在着相应收缩系数的标准,也就是说建筑工程相关施工人员能够提升建筑物内部动能运动与吸收能力对外部动能威胁进行一定程度的减少,以此使得危害系数能够被降低,减小由外部震动给建筑带来的严重破坏。比如应充分利用结构受弯构件或者大偏心的受压构件变形对动荷载能量进行吸收,经过缓冲作用减轻动荷载对各构件及支座的截面抗剪负担以及受力柱抗压负担,确保在建筑结构完全屈服之前不再产生剪切力的破坏屈服,之后仍具备丰富的延性以确保构件形成塑性破坏,进而达到建筑结构的承载力整体提升的最终目的。

2、设计方法对比分析

就物理学的角度进行分析,人防结构的设计最主要的目的,在于承受能力的提高,所以其设计方法从物理学的应用实际进行着手,现行的主要设计方法以等效静荷载办法来将开展设计分析的工作。因为建筑工程抗震结构的设计是以拟建的工程结构施工或者使用条件下,设计过程为基础建筑结构的构件在各方面动荷载综合作用之下,结构构件振型与相应静荷载作用下挠曲线非常相似,而且在动荷载的作用下建筑结构构件的破坏规律与相应的静荷载作用下的破坏规律也相似。因此在动力分析过程中,通过将建筑结构构件进一步简化为一种单自由度体系查表可得相应的动力系数,以动力系数与动荷载峰值相乘得到等效静荷载。这样一来建筑结构构件相当于在等效静荷载的作用下而其各项内力就是在各种动荷载作用下的内力最大值。此外提高人防结构的质量,不仅要选用科学的设计方案,还需要选用具有一定承受力和荷载力的高效建筑结构材料。现在施工单位为了提高原有建筑材料的使用效果,通常对建筑材料的材料强度予以调整,将其乘以综合调整系数,通过调整修正后,建筑结构构件通过控制在综合动荷载作用下的允许变形极限值和结构构件延性比,按照允许延性比进行弹塑性能的验算得到最终的设计结果。由于地震等灾害具备极大的破坏力,并且灾害存在着极大的不可预测性。所以对于预防地震灾害相关工作而言,在建筑工程的施工过程中难度系数相当高。当前抗震结构的设计理念通常可以被概括为:小震不破坏、中震不屈服,大震不倒塌。即在级别较低地震灾害当中抗震建筑能够保证安全不出现破坏现象;在级别相对较高的地震发生过程中,产生一些细微的破坏胆是能够通过一定的后期修补与维护继续使用;在级别较高的地震出现时能够保证建筑物不发生坍塌内部的居住居民能够进行安全的撤离,降低地震发生的破坏力,以保障在大震情况下的人员安全撤离。对于大震后的建筑物不考虑灾后的二次使用,需在地震稳定后进行重建。

3、荷载的作用方式对比分析

人防结构设计和抗震结构设计这二者于荷载的作用方式上的相同点,是动荷载在设计过程中考虑动荷载的一次作用。而主要的不同点,在于防震结构中的荷载作用的方式,这是由于地震中地面产生运动进而引起动态惯性作用力所造成的,所以建筑结构抗震设计时主要考虑地震波的纵波作用。人防结构的承受要考虑核爆炸(化学爆炸)荷载对建筑物的影响,一般是在较短的时间内快速爆发的,由于时间短,能量大,所以表现的破坏力也就相对较大,而且会随着时间的不断延长而逐渐消耗。人防结构设计中既要考虑核爆引起的地震动的纵波,又要考虑核爆引起的横波对建筑的影响,还要考虑常规武器的化学爆炸对结构构件的局部破坏作用。在人防动荷载的作用下材料的力学性能与在静荷载作用下相比材料的力学性质相比较,发生了比较明显的变化。主要的表现是,材料在动荷载作用过程中各种材料强度的提高和结构构件承载能力可靠性指标的变化。

三、提高延性的设计构造措施

人防结构设计时,构造上应采取“强剪弱弯” 对梁、柱剪跨比和梁、柱剪压比及柱轴压比都需限制在合理范围内,规范中也有一定的规定。在塑性铰区需配置足够的箍筋,可约束核心混凝土,显著提高塑性铰区域内混凝土的极限应变值,提高抗压强度,防止斜裂缝的开展,从而可充分发挥塑性铰的变形和耗能能力,提高梁、柱的延性;而且钢筋箍筋作为纵向钢筋的侧向支承,使箍筋内部混凝土为三向受力,使混凝土的抗压能力得到较大提升。为了避免地震作用下框架柱过早地进入屈服阶段,增大屈服时柱的变形能力,提高柱的延性和耗能能力,纵向钢筋的配筋率不应过小。

结束语

综上所述,根据多年的工程施工经验及相关理论知识笔者认为肮震结构与人防结构的设计在某些部分存在着许多共同点,与此同时差异性也同样存在因而相关设计人员需取长补短,以此提高我国建筑物使用质量推动建筑行业的快速、健康发展。

参考文献

[1]胡仁重.对人防结构设计与抗震结构设计的探讨[J]. 《建材与装饰》,2012,(9).

[2]王莉.浅谈人防结构设计与抗震结构设计[J]. 《科技创业家》,2012,(2).

人防结构设计范文第7篇

关键词:人防结构;设计抗震;结构设计

Abstract: With the rapid development and progress of our country's economic construction, building structural design requirements are also getting higher and higher. Especially for safety, reliability and service performance of building structures, the performance index is mainly related to the civil air defense structure and seismic structural engineering. Architectural design is the foundation of engineering construction is the basis, design of civil defense structure and importance of anti-seismic structure design of the self-evident. In this paper, the main design and aseismic design of civil air defense construction structure comparison of summary and analysis of design experience.

Keywords: air defense structure; seismic design; structure design

中图分类号:TU352 文献标识码:A文章编号:

甲类人防地下室应能承受常规武器爆炸动荷载和核武器爆炸动荷载的分别作用,乙类人防地下室应能承受常规武器爆炸动荷载的作用,人防地下室一般也有抗震设防要求,设计时需要能承受地震动荷载及武器爆炸动荷载作用。人防结构设计与抗震结构设计有相同之处也有不同之处。

1 荷载作用方式

相同点:两者均为偶然荷载,均为动荷载,设计时均按一次作用考虑。不同点:人防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,因此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;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,而人防地下室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。

2 荷载的大小

人防动荷载(即常规武器或核武器爆炸动荷载)其冲击波压力是随时间变化的,为方便设计计算《人防规范》将它简化成等效静荷载,它只代表作用效果的等效,等效静荷载并不是实际作用的力,但它方便了设计计算可以用静力分析的模式进行内力计算;设计时等效静荷载的大小的确定主要与设防抗力等级有关。

地震作用大小首先与震级、烈度、震源深度、建筑物离震源的距离等有关。其次与建筑物的质量大小、建筑物所处的场地条件及土质、及建筑物的动力特性(如自振周期、振型、阻尼等)有关。

3 设计理念

抗震设计方法通常为“三水准、二阶段”的设计方法,设防目标为“小震不坏,中震可修,大震不倒”。为实现设防目标取小震下地震动参数计算结构弹性下的地震作用效应,进行截面承载力验算。第二阶段是大震下的结构弹塑性变形验算。并通过概念设计和抗震构造措施来满第三水准的设计要求。在人防动荷载作用下,防空地下室结构动力分析采用等效静荷载法,即将动力作用下求内力问题转化成静力作用下求内力问题,防空地下室结构的内力可按一般静力结构进行结构内力分析,并可采用静力计算手册和相应图表来计算内力。由于在动荷载作用下,结构构件振型与相应静荷载作用下挠曲线很相近,且动荷载作用下结构构件的破坏规律与相应静荷载作用下破坏规律基本一致,所以在动力分析时,可将结构构件简化为单自由度体系,用动力系数乘以动荷载峰值得到等效静荷载,这时结构构件在等效静荷载作用下的各项内力就是动荷载作用下相应内力的最大值。按等效静荷载分析计算的模式代替动力分析,给防空地下室结构设计带来很大方便。采用等效静荷载分析时,为满足抗力要求,结构材料参数应乘以材料强度综合调整系数。最后结构构件在动荷载作用下的变形极限用允许延性比[β]来控制。按允许延性比进行弹塑性工作阶段的防空地下室,即可认为满足防护和密闭要求。

4 设计原则

人防设计与抗震结构设计的设计原则一样:

4.1 脆性破坏的构件安全储备小,延性破坏的构件安全储备大,因此结构应尽可能有足够的延性,避免脆性破坏,钢筋砼结构构件均应采取“强柱弱梁”“强剪弱弯”的设计原则。

4.2 各结构构件抗力相协调的原则,避免出现薄弱部位。防空地下室的结构,应充分考虑各部位作用荷载值不同,破坏形态不同以及安全储备不同等因素,保证在规定的动荷载作用下,结构各部位(如出入口和主体结构)都能正常地工作,防止由于存在个别薄弱环节致使整个结构抗力明显降低。如果某个部位失效,将导致整个人防区失效。同样抗震设计也十分强调避免出现薄弱环节(如薄弱层,软弱层等),因为大震时薄弱层或软弱层出失效将导致建筑物倒塌,产生严重后果。

5 提高延性的设计构造措施

5.1 核武器与常规武器爆炸均属于偶然性荷载,具有量值大,作用时间短且不断衰减的特点,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,构造上应采取“强剪弱弯”“强柱弱梁”“强节点弱杆件”的设计原则。如可充分利用受弯构件和大偏心受压构件的变形吸收武器爆炸动荷载作用的能量,以减轻支

座截面的抗剪与柱子抗压的负担,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。

5.2 对梁、柱剪跨比和梁、柱剪压比及柱轴压比都需限制在合理范围内,规范中也有一定的规定。在塑性铰区需配置足够的箍筋,可约束核心混凝土,显著提高塑性铰区混凝土的极限应变值,提高抗压强度,防止斜裂缝的开展,从而可充分发挥塑性铰的变形和耗能能力,提高梁、柱的延性;而且钢箍作为纵向钢筋的侧向支承,阻止纵筋压屈,使纵筋充分发挥抗压强度。为了避免地震作用下框架柱过早地进入屈服阶段,增大屈服时柱的变形能力,提高柱的延性和耗能能力,全部纵向钢筋的配筋率不应过小。

5.3 强节点弱构件”设计原则。由于节点区的受力状况非常复杂,所以在结构设计时只有保证各节点不出现脆性剪切破坏,才能使梁、柱充分发挥其承载能力和变形能力。即在梁、柱塑性铰顺序出现完成之前,节点区不能过早破坏。

5.4 强柱弱梁。较合理的框架破坏机制应是梁比柱的塑性屈服尽可能早发生和多发生,底层柱柱根的塑性铰较晚形成,各层柱子的屈服顺序应错开,不要集中在某一层。这种破坏机制的框架,就是强柱弱梁型框架。

5.5 强剪弱弯。适筋梁或大偏压柱,在截面破坏时可以达到较好的延性,可以吸收和耗散地震能量,使内力重分布得以充分发展;而钢筋混凝土梁柱在受到较大剪力时,往往呈现脆性破坏。所以在进行框架梁、柱设计时,应使构件的受剪承载力大于其受弯承载力,使构件发生延性较好的弯曲破坏,避免发生延性较差的剪切破坏,而且保证构件在塑性铰出现之后也不过早剪坏,这就是“强剪弱弯”的设计原则,它实际上是控制构件的破坏形态。设计抗震设计的原则是一致的。

参考文献:

[1]GB50038-2005,人民防空地下室设计规范,北京2005

人防结构设计范文第8篇

关键词:人防工程;结构设计;地下

近几年,在社会经济的发展中,地下城市的空间得到大规模的开发与利用,其中,以人防工程建设为主。[1]与此同时,地下人防工程在进行建设的时候,其结构设计存在诸多挑战。比如地下人防设计中要对人防问题进行考虑,对人防负荷的能力大小以及结构进行分析。本文针对性的对地下人防工程结构设计中所出现的问题进行探讨,为人防工程结构设计人员提供参考。

一、地下人防工程结构设计的基本特点

一般而言,地下人防工程结构设计主要包括主题结构设计与孔口防护设计。[2]其中,人防工程主体结构设计的内容与民建工程相似,主要是对底板、顶板、墙面以及柱的设计,不同的是,地下人防工程主体结构设计的时候,需要对战时爆炸荷载进行考虑;而孔口防护设计主要是对门框墙、临空墙、单元间隔墙进行计算以及对密闭门、防护密闭门进行选用。

在对人防工程结构进行设计的时候,不仅要考虑到平常所使用的荷载,并且还要考虑到战时爆炸荷载,从根本上保证人防工程在满足日常使用的同时,也在一定程度上满足战时防护功能。在对人防工程结构进行设计的时候,由于对战时爆炸荷载的大小不了解,因此,在设计的时候,要从战时爆炸荷载的等效基础上进行考虑。一般而言,钢筋混凝土结构构件在爆炸荷载的影响下能够按弹塑性工作进行,在整个构件选择的工作中,要积极选择更多的能力,将各种材料的基本潜力进行充分发挥。因此,在对人防工程进行设计的时候,要从根本上提高钢筋、混凝土的强度。

二、地下人防工程结构设计中需要注意的问题

(一)设置上挡墙加强梁的问题

为了从根本上抵御抗战时由于爆炸对防护密闭门所形成的冲击,在对其结构设计上需要对上挡墙的下段设置加强梁,使其当做抵抗爆炸荷载的基本构建。[3]加强梁的纵向受力钢筋需要从如门框的两侧墙内或者柱子中进行受力,使其在洞口形成特殊的传力体系。除此之外,在对加强梁进行设置的时候,应该使其凸向防护区之内,其中,值得注意的便是密闭通道的长度是否够长、防护密闭门上的门框是否会对密闭门的开启产生影响等。如果不受到特定条件的限制,一般会将加强梁凸向防护区的外面,由于防护密闭门比较大,要从根本上保证防护密闭门能否顺利安装,那么需要将上挡墙的下边缘预留300mm的高度。

(二)在封堵中所存在的问题

在对人防工程进行封堵的时候,要观察建筑物的净高是否与结构的预留一致;在对外进行封堵的时候,两侧的墙壁与结构的顶板是否处于平衡状态;封堵时的宽度要介入7000mm的对外竖向型钢封堵处,封堵时是否预留封堵槽。[4]

(三)地下人防的防倒塌措施

地下人防工程会将出口设置在建筑物倒塌范围之内,为了从根本上避免建筑物倒塌对地下人防出口所造成的堵塞,需要采取防倒塌措施。在对地下人防工程结构设计的时候,在设置人防出入口的时候,要采取防倒塌措施,避免倒塌行为对人防工程的出入口安全造成影响。因此,地下人防工程方案设计的时候,要对出入口合理布局,将出入口布置在建筑物倒塌的范围之外,如果受到特殊条件的限制,出入口的设置必须在建筑物倒塌范围之内的时候,要采取相应的防倒塌措施。

(四)对施工缝进行处理

地下人防工程在设计的时候对防护密闭的要求比较高,特别是人防工程的防毒通道以及密闭通道,在对其设计的时候,不留书评施工缝。因此,后浇带应该避开相应的密闭通道以及滤毒室通道,并且位置也要设置在剪力比较小的地方。除此之外,在设计的同时,要在防护门以及防护墙上进行螺栓固定,不得使用套管,需一次性穿透墙壁,在施工之后不能再取出。对于具有防水要求的外墙,在固定模板上需要设置止水片。

(五)混凝土

通常情况下,地下人防工程所选用的混凝提轻度以C30―C35为标准,在万不得已的时候可以选用C40以上的混凝土。对于C25―C35之间的混凝土,受拉钢筋的最小配筋率比较小,基本上保持0.25,C40―C55混凝土的受拉钢筋的最小配筋率为0.3,而C60―C80之间的缓凝土受拉钢筋的最小配筋率则为0.35。[5]与此同时,地下人防工程在设计的时候还要考虑到密闭性与防毒性,并对墙体、顶端以及底板都具有比较厚的防厚要求。对于防厚要求比较高的地下人防工程,在对其结构设计的时候,要满足最小配筋率,从根本上满足结构构件受力的主要要求。因此,在对地下人防工程进行设计的时候,要选用C30―C35的混凝土,使地下人防工程的含钢量得到降低,在最终减少工程造价。除此之外,对于强度越高、等级越高的混凝土而言,其水热化则比较大,而强度越低,等级越低的混凝土,水热化程度则越低,在采用等级比较高的混凝土时,其工程产生收缩、干裂的风险便会得到增大,从而为日后混凝土的养护带来困难,导致混凝土的结构构件产生开裂,影响混凝土的强度以及耐久性。

三、地下人防工程设计施工需要注意的问题

(一)现场勘查要认真

在地下人防工程施工中,要对现场进行勘查,并且制定深基坑安全施工方案,其中,结建式人防工程需要采用掘开式,并且人防工程需要设置在两层或者三层以下,在施工中会对建筑物造成不良影响,因此,在施工之前,要对建筑物、现场进行认真勘察,并获取相关资料,结合实际情况,采取安全防护措施。

(二)严格遵守施工要求

在地下人防工程设计施工中,要严格遵循施工要求,不论是对施工中的施工缝、混凝土进行处理时,都要严格按照其要求,避免因个人因素而导致施工过程中出现危险或者拖延工期。除此之外,在施工中,人工人员不可根据自身因素对工程擅加处理,需严格遵守施工方案,避免出现误差。

结语:

综上而述,地下人防工程结构设计作为人防工程的重要组成部分,其结构设计对工程的实施起到极其重要的作用,人防工程结构设计人员所设计的工程不仅要满足最基本的使用要求,并且要从最大限度上减少工程造价,使其从根本上做到安全、合理、科学。因此,地下人防工程设计人员在设计中要注意对细节的观察,勤于思考,及时总结,从根本上提高人工工程的设计水平。

参考文献:

[1]王慧吉. 关于人防结构设计与抗震结构设计的比较[J]. 科技创业家,2013,02:25.

[2]杨寿渝. 人防结构设计和抗震结构设计的比较分析[J]. 门窗,2014,01:55.

[3]袁二键,宋春晖. 地下人防工程结构设计浅析[J]. 河南科技,2014,10:36-37.

[4]赵继元. 谈人防工程结构设计[J]. 山西建筑,2012,14:55-56.

人防结构设计范文第9篇

关键词:人防结构设计;人防结构特性;人防结构计算内容;人防结构构造要求

Abstract: The structure of civil air defense projects with oscillation, movement load equivalent sex, the work state of plastic, protective closure, both the characteristics of realization design requirements, only fully understand these characteristics, and grasp the civil air defence structure design general design principle, grasps the civil air defence structure design of the main content, can the human engineering structure design well.

Keywords: Civil air defence structure design; Civil air defence structure characteristics; Civil air defence structure calculation content; Civil air defence structure requirements

中图分类号:TU93+3,文献标识码:B 文章编号:

近年来,随着我国城市建设的发展以及社会各界对城市地下空间开发利用的重视,地下人防工程建设的规模和总量不断增大,建设水平不断提高,对广大人防工程设计人员也提出了更高的要求。由于人防工程与地面建筑工程有一定的区别,具有其特殊性,这就要求工程设计人员应掌握必备的人防专业知识,才能很好的胜任人防工程设计任务。以下就笔者多年来对人防工程结构设计的体会,从人防工程的结构特性、设计原则、设计内容这几个方面,谈一下自己的心得体会,供同行参考。

一、 掌握、理解好人防工程的结构特性是关键

结构设计工作中,许多设计人员没有经过人防专业知识的系统学习,多数人是在工作的过程中接解到人防工程的,他们在模仿和自学中完成了人防工程的结构设计任务。由于没有掌握、理解好人防工程的结构特性,所做出设计文件往往达不到人防结构设计的规范要求,因此掌握、理解好人防工程的结构特性是做好人防工程结构设计的关键,人防工程归纳起来主要有以下几个特性。

1、结构构件的振动性

人防工程结构设计均按非直接命中计算,所受爆炸动荷载属于偶然性荷载,具有量值大,作用时间短且不断衰减等特点,这就造成了结构加速度大,引起结构不断振动,结构构件所受力不断从正面到反面交换变化,正是基于此,人防构件(比如人防顶板、人防墙体、人防主要出入口楼梯)强调双层双向配筋和设置拉结筋的构造要求。

2、动静荷载等效性

在动荷载的作用下,结构构件振型与相应静荷载作用下挠曲线很接近,且动荷载作用下的破坏规律与相应静荷载作用下的破坏规律基本一致,所以在动力分析时可将爆炸动荷载转换为相应的等效静荷载。但也应当注意到,由于是等效静荷载,结构实际承受的是动荷载,在动荷载的作用下材料特性有别于静荷载,在静荷载的基础上,混凝土及钢筋均有一个材料强度综合调整系数如HRB335级钢的综合调整系数为1.35,混凝土C55及以下为1.50,混凝土的弹性模量是静载时的1.2倍,钢材的弹性模量与静载时相同。有的设计人员没有注意到、理解到这个特性,在计算人防工程的主体结构时,没有对这些系数进行调整,计算结果不经济、合理。

3、工作状态的朔性

防空地下室只考虑一次承受核(常)武器爆炸作用,结构设计只要求主体结构能承受短时间的爆炸偶然荷载,结构变形和裂缝开展均不作要求,可不进行验算,防空地下室的工作状态要求较地面建筑的低,其工作状态可以达到朔性状态。规范(GB50038-2005)第4.6.2规定“在常规武器爆炸动荷载或核武器爆炸动荷载作用下,结构构件的工作状态均可用结构构件的允许延性比[β]表示。人防工程的[β]一般取值为3,通过充分发挥结构较大的朔性变形,来达到消耗核(常)爆炸动荷载的目的。正是基于此,规范4.2.2条规定“防空地下室钢筋混凝土结构构件,不得采用冷轧带肋钢筋、冷拉钢筋等经冷加工处理的钢筋”,保证构件的最大延性。

4、防护密闭性

人防工程防护密闭性体现在:战时不仅能承受核(常)爆炸荷载作用,也能防早期核辐射、抵御毒气、生化武器的侵入,保证人防工事内人员的安全。有的结构设计人员在结构设计时,只考虑到结构的防护安全性,没有注意到密闭性的要求,针对一些战时和平时都没有受到荷载作用的结构构件(比如说些密闭墙体),结构厚度设计及配筋量达不到规范的最低要求,更有甚者,把一些有密闭性要求的墙体设成了砖砌筑墙体。

5、平时功能和战时功能的兼顾性

防空地下室设计必须贯彻“长期准备、重点建设、平战结合”的方针,在平面布置、结构选型、通风防潮、给排水和供电照明等方面,应采取相应措施使其在确保战备效益的前提下,充分发挥社会效益和经济效益。平时功能要求各建筑分区连通、连贯,洞口较多,而战时功能要求防护密闭性,各洞口必须密闭。这要求平时用的洞口,结构设计时必须采取相关技术措施,确保其在战前能快捷、安全地实现平战转换,满足工程战时的防护密闭要求。

二、 人防结构设计原则

在充分理解人防工程结构特性后,遵循人防结构设计原则,做好人防工程结构设计任务。人防结构设计原则主要有以下几条:

1、甲类防空地下室结构应能承受常规武器爆炸动荷载和核武器爆炸动荷载的分别作用,乙类防空地下室应能承受常规武器爆炸动荷载的作用。对常规武器爆炸动荷载和核武器爆炸动荷载,设计时均按一次作用。

2、防空地下室的结构设计,应根据防护要求和受力情况做到结构各部位抗力相协调。

3、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,其动力分析均可采用等效静荷载法。

4、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。

5、对乙类防空地下室和核5级、核6级、核6B级甲类防空地下室结构,当采用平战转换设计时,应通过临战时实施平战转换达到战时防护要求。

6、防空地下室,应根据其上部建筑在平时使用条件下对防空地下室结构的要求进行设计,并应取其中控制条件作为防空地下室结构设计的依据。

三、人防工程结构设计的主要内容

人防工程结构设计的主要内容包括:防空地下室防护类别及抗力等级的确定、防空地下室荷载取值、组合及内力分析、防空地下室主体结构的计算设计、防空地下室口部设计、防空地下临战转换设计、防空地下室构造设计等内容。

3.1、防护等级及类别的确定

防空地下室按承受核爆炸动荷载与否来划分成甲类和乙类;按抗力级别来划分为核4级、核4B级、核5级、常5级、核6级、核6B级、常6级;按战时用途划分成:专业队员掩蔽部、医疗救护站、二等人员掩蔽所、人防物资库、人防汽车库等。人防地下室的类别及防护等级由当地人防主管部门根据国家的有关规定,结合当地的具体情况在方案评审时提出并定防护等级和工程类别。

3.2、防空地下室荷载取值、组合及承载力设计

防空地下室荷载取值一般有公式计算法和查表法两种方法。

3.2.1公式计算法

甲类防空地下室核爆炸荷载取值按公式计算法可按规范第4.4-4.6节公式按下列顺序进行。

ΔPm ΔPmsΔPhΔPcqe

式中ΔPm―核武器爆炸地面空气冲击波最大超压,根据抗力级别直接选用。

ΔPms―核武器爆炸地面空气冲击波最大超压计算值。

ΔPh―核武器爆炸土中压缩波的最大压力值。

ΔPc―核武器爆炸地面空气冲击波作用在结构构件上的动荷载。

qe―核武器爆炸地面空气冲击波作用在结构构件上的等效静荷载。

甲、乙类防空地下室常规武器爆炸荷载取值按规范附录B公式计算按下列顺序进行。C ΔPcmΔPchΔPcqe

式中C―等效TNT装药量(kg),按国家现行有关规定取值。

ΔPcm―常规武器地面爆炸空气冲击波最大超压值。

ΔPch―地面空气冲击波在深度h(m)处感生的土中压缩波最大压力

ΔPc―常规武器地面爆炸空气冲击波作用在结构构件上的动荷载。

qc―常规武器地面爆炸空气冲击波作用在结构构件上的等效静荷载。

3.2.2查表法

为了便于设计人员快速、便捷取等效荷载值,规范第4.7节和4.8节分别列出了各类人防结构构件在核(常)武器作用下的等效静荷载值。特别注意的是,列表所给的等效静荷载值,是在特定的条件下按照公式计算得出,如果不符特定条件,不能直接取用表中所提供的数值。

3.3荷载组合及内力分析

无论核武器爆炸荷载或是常规武器爆炸荷载,均作偶然荷载参与组合。规范第4.9.1条规定:甲类防空地下室结构应分别按下列第1、2、3款规定的荷载(效应)组合进行设计,乙类防空地下室结构应分别按下列第1、2款规定的荷载(效应)组合进行设计,并应取各自的最不利的效应组合作为设计依据。其中平时使用状态的荷载(效应)组合应按国家现行有关标准执行。

1、平时使用状态的结构设计荷载;

2、战时常规武器爆炸等效静荷载与静荷载同时作用;

3、战时核武器爆炸等效静荷载与静荷载同时作用。

规范4.9节用列表形式给出了各结构构件的荷载组合情况。

其承载力设计应采用极限状态设计表达式:

1.0*(1.2SGK+1.0 SQK)≤R(3.3-1)

R=R(fcd,fyd ,aK,……)(3.3-2)

3.4、主体结构设计

主体结构包括人防基础、人防底板、人防墙(柱)及人防顶板等结构。目前许多专业建筑结构软件技术成熟,只要在结构模型上输入正确的等效静载,就能计算得出人防基础、底板(梁)、顶板(梁)的配筋值。需要说明的是,荷载组合和内力分析是基于战时极限承载能力状态,规范也注明了防空地下室战时应验算结构承载力,对结构变形、裂缝开展不进行验算。但是,人防地下室一般埋深较深,地下水丰富,平时使用时对变形及裂缝要求较高,战时荷载比平时荷载大得多,战时极限承载能力满足平时极限承载能力要求,战时[β]=3,而平时的正常使用极限状态[β]≤1,基于此,笔者建议,在用战时荷载与静载组合验算主体结构的极限承载力前提下,用平时荷载验算结构(对防水防潮要求高部件)的平时使用极限状态,确保防空地下室平时的正常使用。

3.5、人防口部结构设计

人防口部结构设计包括门框墙配筋、临空墙、密闭墙、扩散室墙体、人防门扇(有标准图集,只需选用),各种竖井壁、车道、人防主要出入口楼梯等的配筋。人防口部是人防结构工程的薄弱部位,所受荷载力很大是人防结构设计的重点内容,弄清楚各部件的受力状态是关键。

人防门框墙按悬臂构件来考虑,其上除了作用有核爆均布荷载外,还有门扇上传来的线集中荷载。这两个荷载很大,为了改善其受力状态,当门洞边墙体悬挑长度大于1/2倍该边边长时,宜在门洞边设梁或柱。应该注意到,人防门框墙主要承受水平力作用,受力筋应按是悬臂构件来设置,而在用一些专业软件建模计算时,将门框墙体按短肢剪力墙进行计算,导致人防门框墙水平钢筋成了约束边缘构件筋,这是不对的。

人防墙体(包括护墙体、临空墙体、扩散室墙体、防护单元间墙体)一般按下端固结,上端铰支,左右两边自由的单向板进行计算。只要截面厚度符合规范要求,荷载取值正确,一般不会出现大多问题。

在对各种竖井壁配筋计算时,许多人认为井壁侧压力与爆炸荷载同时作用,而爆炸荷载比侧压力大得多,所以井壁截面计算应以爆炸荷载考虑为主。其实经过土压的传播,侧压力与爆炸荷载有个时间差,计算配筋时只需考虑在侧压力作用下,竖井壁安全就行了。

车道和人防主要出入口楼梯配筋计算。作为战时主要出入口,战时有人员和车辆的出入,车道和出入口楼梯应按人防荷载计算和相关的构造措施。应注意到的是,这只对战时主要出入口有要求,次要出入口及其他出入口就没有这方面的要求。

3.6、临战转换结构设计

临战转换一般是针对平时使用,战时不用的各类洞口。搞好临战转换结构设计,首先要理解临战转换的含义。人防工程要平战兼顾,为了满足平时要求而大量设计洞口的临战转换是不可取的。临战转换有技术上及时限上的要求,所以规范规定“采用平战转换的防空地下室,应进行一次性的平战转换设计。实施平战转换的结构构件在设计中应满足转换前、后两种不同受力状态的各项要求,并在设计图纸中说明转换部位、方法及具体实施要求。”每个防护单元的临战转换不宜超过两个。再次要分受力方向各类型,临战转换一般分为单元外及单元间两种类型,对于单元外类型的,预埋构件应设在受力的外侧方,而对于单元间类型的,由于相邻两个防护单元受到破坏的机率相同,两外受力的机率也相同,所以预埋件一般在两防护单元间洞口的中央设置。

3.7、结构构造设计

由于人防工程结构固有的振动性、塑性、防护密闭性等特性,人防工程的执行的构造要求比普遍工程要严格得多,只有这样才能保证战时功能要求。设计上主要出现的问题可以归纳为以下几点:

1、结构构件厚度达不到最小厚度要求。有些设计人员只注重于结构计算,一旦计算通过就认为万事大吉,结构计算通过只保证结构受力的安全性,殊不知人防工程还有防早期核辐射的功能,只要同时满足于结构计算和防早期核辐射的构件厚度,才是安全的构件厚度。

2、结构变形缝的设置。有些设计人员只考虑到地面建筑结构规范上的要求,随意在人防地下室中设置各种缝忽略了人防地下室内不可设缝的要求,造成人防工程的战时防护密闭性得不到保障;

3、由于人防地下室振动性及塑性,防空地下室钢筋混凝土结构构件,其纵向受力钢筋的锚固长度执行比一般工程的要严格,Laf=1.05La

4、由于人防工程的振动性,双面配筋的钢筋混凝土板(配筋率较低的底板除外)、墙体规划要求设置梅花形排列的拉结钢筋,直径大于等于6mm,间距小于等于500mm;

5、由于防空地下室的防护密闭性,结构后浇带的设置要避开人防口部房间,人防口部房间尽量一次浇注,一次成型。

参考文献

[1]王焕东,张瑞龙,郭海林等GB50038-2005 人民防空地下室设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社 .2005

[2]曹继勇,张尚根.人民防空地下室结构设计[M].北京:中国计划出版社,2006,10-14.

人防结构设计范文第10篇

关键词:地下人防;结构设计;问题措施

中图分类号:S611文献标识码: A

引言

随着城市地下空间开发利用的程度逐步提高,人防工程建设的力度日益加大。与此同时,地下人防工程合理有效的结构设计工作也面临越来越多的挑战。本文结合自身人防工程结构设计的经验,针对在地下人防工程结构设计过程中需特别注意的问题提出几点探讨性意见,以期为人防工程结构设计人员提供一点参考。

一、人防工程的作用

人民防空工程也叫人防工程,是指为保障战时人员与物资掩蔽、人民防空指挥、医疗救护而单独修建的地下防护建筑,以及结合地面建筑修建的战时可用于防空的地下室。如:人员掩蔽部、指挥所和通信枢纽、救护站和地下医院、各类物资仓库,以及地下疏散干道和连接通道等。有些国家的城市,还将人防工程和城市地下铁道、大楼地下室及地下停车库等市政建设工程相结合,组成一个完整的防护群体。我国新建的人防工程在建设前都经过了可行性论证,既考虑到战时防空的需要,又考虑到平时经济建设、城市建设和人民生活的需要,具有平战转换的双重功能。

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。

二、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。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”这是人防工程结构设计的又一个特点。

三、设计中需特别注意的问题

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档墙下边缘不小于300mm。

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300cm--700cm的对外竖向型钢封堵处,封堵下100mmx200mm的封堵槽是否预留。

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

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。

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。

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要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,设计时应同时满足两者要求并取大值。

结束语

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]张贞连,任继红.地下人防工程的消防状况及对策初探[J].消防技术与产品信息.2014(06):112.

[2]金婉.福州城区主要地段开始兴建地下人防工程[J].城市规划通讯.2013(06):78.

[3]翟宇辉.人防荷载下单建式人防工程动力分析[J].民防苑.2012(06):89.

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