深圳市某工程人防地下室設(shè)計(jì)若干問題探討

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提要：本文通過對深圳市泰然實(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。
1.工程簡介：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79.8m，地震烈度為7度，框架等級為3 級，剪力墻等級為2級。地下室面積3908m2，其中含人防面積1390m2，分兩個(gè)人防單元 ，層高4.4m，樁基采用預(yù)應(yīng)力砼管樁。
地下室的設(shè)計(jì)中考慮人防的問題，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。
2.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，這對結(jié)構(gòu)工作起到有利作用， 例如鋼材強(qiáng)度可提高1.15～1.5倍，對砼強(qiáng)度可提高1.5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。
根據(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級或6級人防設(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，且在確定各種構(gòu)件允許延性比時(shí)，已考慮了對變形的限制，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。