閱讀 5664 次 防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計需要注意的幾個問題
防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計需要注意的幾個問題
李華波
人防即人民防空,是國防的組成部分,是國家根據(jù)國防需要,動員和組織群眾采取防護措施,防范和減輕空襲危害。城市是人民防空的重點。人民防空工程包括為保障戰(zhàn)時人員與物資掩蔽、人民防空指揮、醫(yī)療救護等而單獨修建的地下防護建筑,以及結(jié)合地面建筑修建的戰(zhàn)時可用于防空的地下室。本文就結(jié)合平日設(shè)計經(jīng)驗對附建式防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中容易犯錯或應(yīng)該注意的一些問題展開分析和探討。
1、防空地下室的封閉性
防空地下室是一個具有戰(zhàn)時出入口的獨立密閉空間,故設(shè)計時須首先保證這一點。通常在設(shè)計時會有以下部位會被遺漏而封閉不嚴實:汽車坡道、上部設(shè)備管井、人防墻等。
汽車坡道經(jīng)常設(shè)計作為人防區(qū)域頂板,坡道面與地下室頂板之間需用混凝土側(cè)墻封牢并滿足人防要求;上部設(shè)備管井及排水管等不能穿越人防頂板進入防空地下室;人防墻(人防區(qū)域無密閉性要求的內(nèi)墻除外)施工不應(yīng)采用帶PVC套管對拉螺栓支模,而應(yīng)按人防圖集采用設(shè)置密閉肋的對拉螺栓。以上常見的幾個地方需在設(shè)計時注意檢查或明確說明。
2、后澆帶的設(shè)置
目前,對于面積較大或長度超長的地下室,一般為方便使用,不再設(shè)永久性的變形縫(上部地面建筑可設(shè)),而采取設(shè)置后澆帶、加強帶等措施減小混凝土收縮的不利影響。防毒通道、濾毒室等部位對防毒密閉性要求非常嚴格,地下室后澆帶應(yīng)避免經(jīng)過這些口部房間。另外,后澆帶應(yīng)盡量避開防護密閉門以及臨戰(zhàn)封堵門框墻等受力重要部位。
3、防空地下室出入口樓梯設(shè)計
常見有將防空地下室出入口樓梯均按防塌設(shè)計的情況,實際上,僅需將人防主要出入口樓梯按防塌設(shè)計即可。根據(jù)《人防規(guī)范》4.5.9條,防空地下室戰(zhàn)時非主要出入口,除臨空墻外,其他與防空地下室無關(guān)的墻、樓梯踏步和休息平臺等均不考慮核武器爆炸動荷載作用。《人防規(guī)范》4.7.10條也有類似的規(guī)定。非戰(zhàn)時主要出入口一般僅用于平時和臨戰(zhàn)準備使用,戰(zhàn)時室外染毒時不允許人員出入,故非主要出入口樓梯戰(zhàn)時遭遇爆炸襲擊允許破壞。實際設(shè)計時,一般通過尋找“防毒通道”的位置而辨別需要做防塌設(shè)計的樓梯。
4、防空地下室防滲設(shè)計
防空地下室底板、頂板、側(cè)墻應(yīng)考慮防滲要求,但是容易忽略一點的是主樓范圍內(nèi)的防空地下室頂板也應(yīng)考慮防滲要求。抗?jié)B混凝土的密實性可有效阻止室外毒氣滲入防空區(qū)域,保持清潔區(qū)正常的毒劑水平。
5、PKPM軟件計算
2010版PKPM軟件對人防頂板計算已經(jīng)考慮人防荷載組合,并且有人防荷載參與組合的工況,軟件可以自動考慮材料強度綜合調(diào)整系數(shù)γd,對梁板結(jié)構(gòu),梁配筋能考慮延性比是否超限(如若超限,一般可手工復(fù)核并通過調(diào)整梁頂、梁底配筋來滿足規(guī)范要求)。需要說明的是,軟件在人防荷載定義的時候,需要注明人防等級和頂板人防荷載(即非“0”值),不能在“人防荷載”一欄填為“0”然后再逐間修改人防區(qū)頂板荷載,因為如此操作軟件計算暫不能讀入人防荷載,即參與組合的人防荷載仍為“0”,在軟件升級改版之前需請注意。
而對于人防頂板無梁樓蓋的計算,規(guī)范暫無有限元法計算相關(guān)設(shè)計規(guī)定,本人曾根據(jù)具體工程(核6級)咨詢過PKPM工程部,對方認為SlABCAD模塊能計算人防無梁樓蓋,但配筋時需手工驗算延性比;而專業(yè)人防審圖單位專家在施工圖審查時對上述工程用有限元計算方式有所懷疑,認為無據(jù)可依,并讓我們采用等代框架法計算。經(jīng)計算比較,采用等代框架法計算板帶配筋相對較大,特別是柱上板帶負筋相差約30%,最終按人防審查意見修改并通過審查。這點仍需待規(guī)范進一步跟進明確,目前來說,個人建議按等代框架法計算較為穩(wěn)妥。
6、通道大小
防毒通道是具有通風換氣稀釋毒氣濃度功能的密閉通道,如若通道尺寸(按體積計)太大,因最低換氣次數(shù)限制,不利于暖通設(shè)備專業(yè)的設(shè)計;反過來講,如若又片面地強調(diào)換氣次數(shù),可能會導(dǎo)致通道尺寸太小(特別是防毒通道所處位置層高較高時,因體積限,平面尺寸可能偏小),以至于通過通道的人員在開啟密閉門時必須同時打開防護密閉門,而當室外染毒的情況下,為防止毒劑進入室內(nèi),防毒通道兩端防護密閉門和密閉門是不能同時打開的,故通道內(nèi)應(yīng)在密閉門開啟范圍之外留出人員的站立位置。如果通道為狹長形,且人防門分布在通道兩端,一般要求通道凈長度應(yīng)滿足密閉門寬度+500(有特殊要求時除外,比如擔架通過的防毒通道)并滿足密閉門的安裝需要。結(jié)構(gòu)專業(yè)在考慮通道凈長度時,應(yīng)特別注意防護密閉門門框墻上方有橫擋梁凸出的情況,因為建筑專業(yè)一般并未考慮這一點。
密閉通道在室外染毒的情況下,禁止出入使用,但是不能不區(qū)分具體情況將戰(zhàn)時使用的密閉通道設(shè)計成“一框兩門”(即至少500厚的門框兩側(cè)各設(shè)一道防護密閉門,通常連通口采用“一框兩門”)的形式。密閉通道擔負著阻止室外毒氣滲入的任務(wù),其稀毒原理可以概括為“滲透—稀釋—再滲透”,密閉通道空間對毒氣稀釋作用尤為重要,稀釋后通過密閉門滲透進入清潔區(qū)的毒氣濃度方在可接受范圍之內(nèi)。若采用“一框兩門”臨戰(zhàn)封堵,則不受上述限制,能滿足設(shè)計要求。
7、臨戰(zhàn)封堵構(gòu)造
這里主要說明三個容易在設(shè)計中忽視的問題:
(1)臨戰(zhàn)封堵門框墻(一般至少500寬)封堵側(cè)應(yīng)平齊,另一側(cè)宜平齊且宜與柱同寬(有時采用鋼防護密閉門不能滿足早期核輻射要求時,方便在內(nèi)側(cè)加砌磚墻)。
(2)一般為方便平常使用,封堵處建筑地坪做平,但是考慮到抗反彈力,結(jié)構(gòu)需設(shè)置暗門檻夾牢封堵構(gòu)件(即雙門檻形成結(jié)構(gòu)凹槽,一般150深即可滿足各種封堵構(gòu)件要求),建筑面層較厚時可直接設(shè)置與面層同厚的雙門檻,否則按類似于底板結(jié)構(gòu)排水溝做法設(shè)計。
(3)封堵側(cè)頂板主次梁高差、底板主次梁高差(若有主次梁的話)及門框墻側(cè)邊距正交梁凈距一般應(yīng)不小于300,否則會造成封堵構(gòu)件臨戰(zhàn)時無法安裝或封堵密閉效果欠佳。
8、防護密閉門的位置及開啟方向
以一例說明,對比圖如下:
上兩圖中,靠近通道側(cè)為防護密閉門(平時為關(guān)閉狀態(tài)),通道左側(cè)或防毒通道右上角為臨戰(zhàn)封堵墻垛,臨戰(zhàn)封堵采用封堵構(gòu)件+堆壘砂袋的形式。
通過對比可以發(fā)現(xiàn)右圖的防護密閉門設(shè)置相對合理,分析如下:
(1)從防護密閉門的設(shè)置位置來看,根據(jù)《人防規(guī)范》3.3.17條對定,當防護密閉門沿通道側(cè)墻設(shè)置時,防護密閉門門扇應(yīng)嵌入墻內(nèi)設(shè)置,且門扇的外表面不得突出通道的內(nèi)墻面,左圖情況不滿足,如需按左圖設(shè)計,則須在門扇轉(zhuǎn)軸側(cè)設(shè)防護墻垛(可200x200)加以保護門扇,否則門扇側(cè)面因直接承受空氣壓縮波的沖擊可能脫落,但設(shè)置墻垛后會影響通道凈寬;
(2)從防護密閉門的開啟方向來看,左圖開啟方向容易因沙袋坍塌而卡死打不開,因為封堵側(cè)垛距防毒通道門洞凈距摳得較緊(有條件的情況下還應(yīng)加大兩者距離),門外的砂袋可能會因壓縮波沖擊導(dǎo)致一定的坍塌,若坍塌,右圖情況還有可能打開一定寬度的縫隙供人出入,然后清理坍塌的砂袋后正常使用。
根據(jù)上述分析,建筑最終采取了結(jié)構(gòu)的建議,將通道方案由左圖改為右圖形式。
9、結(jié)語
防空地下室的設(shè)計需各專業(yè)的緊密配合,結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)充分理解建筑專業(yè)的設(shè)計意圖,并根據(jù)自身專業(yè)角度提出合理的意見,在滿足《人防規(guī)范》各項規(guī)定的前提下,盡最大程度的提高設(shè)計的合理性,充分發(fā)揮防空地下室的使用效率和結(jié)構(gòu)抗爆效率,真正達到“平戰(zhàn)結(jié)合”的人防設(shè)計指導(dǎo)思想。
參考文獻
[1] GB50038-2005 人民防空地下室設(shè)計規(guī)范。
作者簡介:李華波,男,助理工程師,國家一級注冊結(jié)構(gòu)工程師,Email:lihuabottt@163.com。
(本文來源:陜西省土木建筑學(xué)會 文徑網(wǎng)絡(luò):尹維維 編輯 文徑 審核)