對于人防地下室基礎與底板的結構設計研究

                              2020.7.2  沒付款， 僅供參考

    摘要：在戰爭時期，人防地下室是起著重要作用的。它的功能主要是對人員、車輛等相關物資進行隱蔽。雖然現在是和平時期，但是相關部門依然十分重視人防地下室的建造。想要建設好人防地下室，一是需要注重其基礎，二是需要注重其底板，對其基礎和底板的結構都要有充足的了解和分析。本文首先會對人防地下室的相關內容進行闡述，其次，會分析人防地下室的構造要求，最后對其荷載方面的相關內容進行詳細分析。  
關鍵詞：人防地下室；基礎；底板；結構設計
近幾年來，國家格外重視人防設計，相關部門也對人防設計做出了進一步的開放，人防部門對人防設計的審核和備案也有了新內容。但是許多人對人放設計還不夠了解，因此我們要進一步學習和深入了解有關放設計的知識。許多設計人員容易對人防地下室的基礎和底板部分不夠重視，因此對整個人防地下室工程帶來了很大的安全隱患。當某天戰爭真的來臨時，人防地下室出現了問題，就會對人們的生命和財產安全帶來極大的影響。
一、人防地下室的相關內容闡述
1.人防地下室的定義
人防地下室是戰爭時期經常會看到的重要建筑，它主要是為人員、車輛以及糧食等相關物資提供隱蔽的場所，因此它是整個人防工程中極為重要的組成部分。國家有相關規定，新修建的10層以上的民用建筑，或者是基礎埋深度超過3米的民用建筑，都要按照相關的要求修建一定的人防地下室。可見，雖然現在是和平年代，但人防地下室在將來還會有很大的發展空間，會一直保持著增長狀態。最近幾年，人防設計資質在社會上更加開放了，相互的人防設計部門在進行審核備案工作時，也不再采用傳統的、單一的方法。
2.人防地下室的設計特點
一般來說，設計人員在設計防空地下室時主要會格外注意兩大方面。第一個方面，設計人員會分析是否能設計好主體的結構，包括底板的外側結構、基礎等。第二個重要的方面，設計人員會設計好孔口防護，而孔口防護又包括兩大部分，分別是出入口的防護和防護設備的施工問題。尤其是對出入口的防護最為關鍵，工作人員要設計好臨空槍和防護密閉門。在這整個的設計過程中，選材問題也是關鍵。相關工作人員還要選擇好材料，尤其是防護密閉門的材料，要確保選入的材料一定要符合國家相關的規定標準。另外，防護工程并非一項容易完成的任務。在具體施工之前，工作人員要對具體的情況進行觀察和分析，根據分析的結果來制定相關的施工計劃。要確保工作人員在了解人防工程特殊性的基礎上，將重心放在人防地下室的抗沖擊能力和承載能力上面，要確保人防地下室能夠發揮實質性的作用，能夠真正體現它的價值。
二、人防地下室的構造要求分析
1.相關文件對人防地下室的構造要求
國家相關人防地下室設計文件中指出，人防地下室的構造要包括筏板基礎，核5級、核6級、核68級的甲類或者是乙類人防地下室，而且防空地下室的底板設計中可以忽略在地面上常規武器因爆炸而產生的影響。此外，對于甲類的防空地下室結構來說，如果臥基于地基上的核爆炸發生了，這時底板中的內力如果是受平時設計的荷載控制的話，那么受拉鋼筋最小配筋率可以降到最低，但是也是有一定的限度的，不可以低于0.15%。
2.人防地下室的配筋率問題
一般來說，配筋率都是要符合國家相關文件中的最小規定要求的。因為在日常荷載的作用下，筏板結構會不可避免地出現局部配筋率較大的情況。因此，工作人員在對人防底板設置拉筋節時，要努力降低在配筋率偏大的地方漏掉拉結筋現象發生的可能性。如果能夠計算出來結筋的范圍就會有很好的效果。根據國家的劃分標準，人防地下室一般分為甲類人防地下室和乙類人防地下室。一般來說，甲類的人防地下室能夠承受起普通的武器爆炸和核武器爆炸產生的沖擊波。但是相比較之下，乙類的人防地下室要比甲類的人防地下室承受能力弱一些，它只能夠承擔起一般的武器爆炸產生的沖擊波。另外，人防地下室要承受的荷載能力包括許多種類，像經常被提到的爆炸荷載、水壓力、土壓力、地面上各建筑物的重量以及人防地下室本身具有的重量等。所以說，相關工作人員在設計人防地下室之前，要對這些因素進行綜合的考慮。在組合各種荷載情況的時候，有沒有要明確影響最大的是地面上建筑物的重量。國家有些相關文件中曾指出，在組合荷載時，工作人員可以只考慮一半的結構形式或者是全部的結構形式，更甚者還可以不考慮結構形式。
三、人防地下室荷載方面的相關內容闡釋
人防地下室的功能與特點決定了設計人員和建造人員在工作時，要將重心放在其荷載問題上，接下來我們就詳細分析人防地下室構造的荷載問題。
1.荷載組合與荷載取值
人防地下室有不同的種類，我國相關部門對乙類的人防地下室設計提出了具體的要求，這些要求體現在《人民防空地下室設計規范》中。首先是關于沖擊波的問題，一般而言沖擊波是在空中爆炸產生，并不是在底板和基礎上的地基反力中產生，因為其一般作用不會在常規武器中命中。地下室頂板在被沖擊的時候，并不是所有的頂板都會受到爆炸的影響，而是只有部分頂板能受到其影響。由此可見，人防地下室的底板一般受到的影響是比較小的，基本上可以不用考慮人防的荷載問題。但是甲類的人防地下室就不像乙類的人防地下室這樣簡單，當結構底板受到了動荷載后，地基反力和壓縮液從側方面繞到了底板上時，基礎上的人防荷載就十分有必要。國家相關部門規定，要進行檢驗的內容可以不包括地基的承載力和地基變形。所以說人防荷載只會對基礎的配筋方面有影響，并不會影響到基礎形式和基礎的大小。因此相關設計人員在對基礎進行設計時，一定要考慮到說服力和地基反力。
2.荷載統計
通過前文對基礎形式的研究相關設計人員就可以對甲類的防空地下室基礎和底板去進行荷載統計。但是在統計的過程中，有許多方面需要工作人員注意。首先，工作人員要明確對樁基礎加筏板并不是飽和土，在地基反力沒有主動的情況下，人防荷載就可以不與水壓力組合。其次，工人要注意在獨立基礎上加防水板基礎或者是樁基礎加防水板的問題。如果底板不是飽和土，那么它就不會產生主動力，但如果這些底板加裝了防水板，那么它也不會出現地基反力。再者，工作人員要注意給筏板基礎加上抗浮獵桿基礎。雖然說國家的相關規定中并沒有明確指出，人防荷載是否可以與水壓力相互組合，但是根據相關專家的推測，人防荷載中的人防主動力是需要與水壓力進行組合的。最后，獨立的基礎防水板是否也需要加上相應的抗浮錨桿基礎，也是非常關鍵的問題。國家的相關規定中同樣沒有明確指出，防水板的人防荷載要不要與水壓力組合，但是如果有飽和土這類資源的話，那么人防荷載就一定要與水壓力組合。獨立的基礎防水板在配備上抗浮錨桿基礎后，對結構配筋的影響就會小很多。
3.人防荷載的確定
在對人防地下室的結構設計進行改造時，需要注意兩大方面的內容。第一個方面，工作人員需要注意對主體結構設計的改造。包括頂板的設計、外邊墻體的設計、底板的設計等。第二個方面是注意對孔口防護設計的改造。其中主要是對出入口進行維護，要確保選入防護設備是符合相關質量標準的，因此在購買設備時要嚴把質量關，避免有劣質設備投入使用。在對人防地下室進行設計時，工作人員要考慮的方面有很多，其中一個主要方面就是如何抵抗空氣沖擊波。因為如果核武器在空中發生爆炸的話，那么當其沖擊波傳到地面時，就會形成一種反射沖擊波，反射沖擊波的傳播媒介是剛開始爆炸時產生的入射波壓密和被加熱過后的空氣。核武器在空中爆炸后產生的壓力是十分高的，所以毫無疑問反射波的傳播速度也會異常的快。當入射波和反射波形成了同一個波面，那么兩者就會匯集成單一的沖擊波。所以當人防地下室受到沖擊時，其沖擊也多是這種合成波產生的。它先會影響人防地下室的頂板，使其受到超強的壓力和負壓。當然這種合成波對人防地下室的底板和側壁也會產生影響，但是其影響要比對頂板的影響小一些。不過在側壁和底板對沖擊波進行阻擋的過程中，也會使沖擊波產生超壓、動壓和負壓的作用，所以工作人員在建造底板和側壁時要充分的考慮這些問題，并且做出及時的防護。
4.人防荷載相關實例分析
我們可以核六級為例，分析頂板、側壁、底板、門框墻、臨空墻以及隔墻這六個部分受沖擊時的相關數值，以此來更直觀地分析荷載問題。首先對于頂板來說，其外墻是有許多層的，第一層外墻格外關鍵，要用180度的實心磚建造。并且有時可以不計算空氣沖擊波對上邊建筑的超壓作用產生的影響。對于側墻來說，地面上的一些建筑框架可以起到很好的抗震減震作用。在建造人防地下室側壁時，工作人員一般會選擇飽和土和非飽和土兩種形式，因此需要根據不同的地質情況去考慮側墻的人防荷載問題。對于底板來說，覆蓋核六級的人防地下室構造一般會選擇樁基礎。因為工作人員要考慮到樁和底板共同承受沖擊力的問題。底板比較容易出現沉降的現象，因此如何設計底板對于工作人員來說是一個關鍵點，也是一個難題，他們要根據現實情況去設計底板，要保證它的受力均勻。門框墻一般會承受沖擊波的荷載，或者是門扇等效靜荷載。對于臨空墻來說，一般工作人員要根據工程的具體情況和國家文件規范表中的標準去進行設計和建造。對于隔墻來說，不管是相鄰的兩個單元之間的隔墻，還是普通地下室與人防地下室相接的隔墻，設計人員都要對其精心設計，精心選材。
結束語
不管什么時候，人防地下室的設計和建造問題都是國家關心的大問題，其相關的建造工程也是與社會發展息息相關的一項大工程。社會各界都應該關注人防地下室結構的設計與建造問題，都應該了解這方面的知識，其目的之一也是在將來，國家能夠培養出更多人防地下室設計方面的人才。所以，當下最重要的是人防地下室的設計與建造人才要對其定義與特點有深入的理解和把握，不管是設計和建造項目，都能夠得心應手，都能夠積極地解決其中存在的問題。在對理論方面的內容有深入把握后，再去悉心研究人防地下室的構造要求，并在此基礎上努力解決荷載方面存在的問題。
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