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人防地下室结构设计若干问题分析
发表时间：2013—1-5   来源：《建筑学研究前沿》2012年10月供稿   作者：李建立
[导读］ 本文结合笔者人防设计实践经验，概述了人防地下室结构设计中常见问题，可供参考交流。
李建立    博罗县建筑设计院 广东 博罗516100
摘  要：人防地下室是人防建设的重点，尤其是近年来人防地下室的建设规模不断扩大，人们对人防地下室结构设计有了更高的要求，设计中存在的问题也逐渐暴露出来。本文结合笔者人防设计实践经验，概述了人防地下室结构设计中常见问题，可供参考交流。
关键词：人防地下室；设计；计算错误；构造要求
        人防地下室建设关系着国家安危，人民的生命财产安全,是人民防空工程建设的重要部分,是战时用来就地就近掩蔽人员、减轻战争灾害,平时用来为人民生产和生活服务的战略设施。近年来，人防地下室的建设总量和规模都有所扩大，建设水平也不断提高，因此,对广大人防地下室结构设计人员也提出了更高的要求。人防地下室的结构设计包括平时和战时两种情况下的设计，由于人防地下室工程设计的特殊性，在结构设计过程中往往存在不少问题，给人防地下室工程带来隐患，为此，必须对人防地下室结构设计存在的问题进行必要的分析。
        1 概念不清晰
        1。1 人防区域划分不清楚
        输入人防荷载和画施工图，首先要清楚人防区域的划分，比如防护级别是多少，有几个人防单元，每个防护单元的具体位置等.通常出入口部防护密闭门以外区域为非人防区，非人防区域楼梯和次要出入口楼梯可不按人防楼梯设计，而人防楼梯的四周、上部均应按相应的人防构件进行设计。
        1。2 抗拔桩承台配筋错误
        因为抗拔桩承台顶部为受拉区,且承台也必须能有效传递桩顶下拉力，所以有抗拔要求的承台不能按一般桩基受压的承台进行配筋，承台顶部受拉区和侧面都应当按计算和构造配筋。
        1。3 桩间距不满足要求
        桩间距不满足《建筑桩基设计规范》（JGJ94-2008）第3。3.3条的设置要求，也没有采取消减空隙水压力、减小挤土效应的可靠措施,尤其是预制闭口管桩、方桩和沉管灌注桩等完全挤土桩，桩间距不满足要求且当桩周土为饱和软土时,土体受挤压时体积不会收缩或收缩量极小，挤压应力主要通过土体位移来消减，挤土效应十分显著，因此所造成的负面影响也会更严重。比如沉桩时可能造成邻近已压入的桩产生上浮，桩端被“悬空”,使桩的承载力达不到设计要求；也会造成桩位偏移和桩身翘曲折断等质量事故;并可使相邻建筑物和市政设施的发生不均匀变形以致损坏等事故。
        1.4 底板褥垫层的问题
        对于平面土层严重不均匀、压缩模量相差大的土质未提出处理措施。对于独立基础+抗水板的基础形式，地下室抗水板与持力层之间未采取有效的褥垫处理措施等。
        1。5 设计生成后不修改产生安全隐患
        通常核6级外墙配筋由裂缝控制，强于核6级时由强度控制，所以外墙设计要根据具体工况进行设计，而外墙不能一概按“战时算强度，平时算裂缝”的原则设计;另外，个别设计人员将基础主、次梁之间设置的吊筋由软件自动生成后不修改，将吊筋方向画反,产生安全隐患.
        2 漏荷载或取值偏小
        2。1 漏平时使用情况下的荷载
        如漏底板上的水池自重荷载,漏顶板设备用房活载和隔墙自重荷载，漏顶板施工通道、消防车道等活载;顶板局部覆土较厚处，荷载取值不足。在满足抗浮要求的情况下，顶板覆土很厚时,覆土内宜增设轻质材料，而不一律用土覆盖。
        2。2 人防构件等效静荷载取值偏小
        在满足外墙“考虑上部建筑影响”条件的情况下，核武器作用下外墙等效静荷载取值应按《人防规范》表4.8。3查取后再乘以放大系数，例如核6级时放大系数取1。1；
        漏出入口人防通道顶、底板的人防荷载（特别是该人防通道设置在非人防区）。人防结构构件等效荷载标准值若是查表,取值要注意其适用条件，不符合查表条件时应按规范公式自行计算。
        2.3 底板荷载取值不正确
        有桩基的工程,《人防规范》表4。8.15的底板等效静荷载取值，不仅与地质情况有关(饱和土或非饱和土），还和桩的计算受力类型有关.表中所指的“端承桩”是指不计摩擦力的纯端承桩，其它的桩都应按“非端承桩”查表；当水反力大于结构自重，使用JCCAD桩筏有限元进行底板计算时,水反力未按实际水头输入,造成底板所受水土反力小于实际情况；没有注意用PKPM按倒楼盖方式计算时，底板水反力在平时和战时两种情况下的输入值是不一样的,这是因为PM里输入的水反力是恒载标准值,该值与人防荷载组合时,软件会自动考虑1。2的恒载分项系数，所以实际输入时，应考虑该系数的有利作用，否则可能造成浪费。
        3 缺计算或计算错误
        实际工作中，经常看到有些设计人员的计算内容不完整，计算模型不合理,计算参数取值不正确等情况.
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        3。1 人防地下室外墙计算和配筋
        有的工程外墙配筋计算中,凡外墙带扶壁柱的,不区别扶壁柱尺寸大小,一律按双向板或单向板计算配筋，而扶壁柱按地下室结构整体电算分析结果配筋，又未按外墙可能是双向板传递荷载的情形验算扶壁柱配筋。按外墙与扶壁柱变形协调的原理,一般认为,除了垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大，外墙板块按双向板计算配筋外，其余的外墙宜按竖向单向板计算配筋。外墙的水平分布筋要根据扶壁柱（墙）的截面尺寸大小，可适当另配外侧附加短水平负筋予以加强，外墙转角处也同此予以适当加强。地下室外墙（包括车道侧壁）计算时,底部为外墙的嵌固端,侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩大小一样，底板的抗弯能力不应小于侧壁，其厚度和配筋量应匹配，地下室外墙上端与顶板也存在同样类似的问题。地面层开洞位置(如楼梯间、地下车道）地下室外墙顶部无楼板支撑，外墙计算模型应为悬臂构件，计算模型的支座条件和配筋构造均应与实际相符。
        3.2 底板计算模型中的问题
        没有人防工况下的计算(反向）；没有正向荷载下的计算(底板卧置在原状土上和筏板类基础除外）;没有取以上计算的控制条件作为设计依据.
        3.3 基础设计中的问题
        桩身正截面受压承载力计算缺漏（尤其是大直径灌注桩），或桩身正截面受压承载力计算未计入人防荷载,或承台设计时未进行人防工况下的强度验算。人防工况和平时工况应分别进行计算，取其控制条件作为设计依据。
        天然地基扩展基础持力层或桩基持力层下面存在软弱下卧层，有的工程既不进行沉降验算，又不作软弱下卧层地基承载力验算；当地下水埋藏较浅，建筑地下室或地下构筑物(如地下室车道、地下水池等）存在上浮问题时，未进行抗浮验算。地面堆载、大面积填土未根据具体工程情况考虑桩侧负摩阻力对基桩承载力的影响等。
        3。4 使用人防方面的国家建筑标准图集时不注意图集的使用条件
        图集（07FG0～05)均以混凝土强度等级C30为计算前提；国标图集《防空地下室门框墙(07FG04）》净高(底板建筑面至顶板板底）有限制，不适用的图集不能直接使用，应另行计算.
        3。5 常见的其它一些问题
        未进行人防构件的斜截面抗剪验算(抗力级别大于核6级时，抗剪验算不易通过)，人防构件斜截面承载力计算时未考虑混凝土强度设计值折减系数，人防墙柱计算时未考虑混凝土轴心抗压强度设计值折减系数；计算时构件混凝土保护层最小厚度取值与设计蓝图中的说明不符;错误地把混凝土保护层厚度当作as值输入计算配筋和裂缝；没有进行平时荷载下框架梁、基础梁的裂缝验算。
        4 忽视构造要求
        4.1 门框墙上挡梁的设置问题
        当防护密闭门上挡墙较长时,往往需在挡墙下端设置加强梁,作为抵抗水平冲击波荷载的加强构件。需注意的是,正向设置的加强梁距上挡墙下边缘应预留300mm左右的高度，以便防护密闭门有足够的水平开启空间。而且加强梁纵筋应锚入门框两侧的竖向加强暗柱（或柱）中，以形成明确的洞口加强传力体系.
        4.2 封堵存在的问题
        常见的有临空墙及单元隔墙封堵口结构预留净高与建筑要求不一致,封堵周围的顶板梁影响封堵门的正常开启，封堵上挡墙兼作框架梁未按图1所示要求设置箍筋.
        4。3 无防倒塌措施
        当出入口设置在建筑物倒塌范围之内时，没有采取防倒塌和堵塞措施，也没有进行战时防倒塌和堵塞的转换设计；施工图中，未按《人民防空地下室施工图设计文件审查要点》RFJ06—2008第A.2。7条进行设备各专业的综合预留孔洞图的设计.
        4。4 施工缝的布置
        防护密闭门、密闭门和活门门框墙、临空墙宜整体浇筑，不留水平施工缝，后浇带及施工缝位置应尽量避开人防通道及人防门部位，且位置宜布置在剪力较小及便于施工处，必要时采取技术措施避免拉结筋、箍筋被截断，如改用遇水膨胀止水条或用斜筋代替箍筋等。
        4.5 最小配筋率不满足要求等
        人防构件的最小配筋率必须满足《人防规范》4。11.7条的要求;战时封堵部位的上档梁需满足人防战时封堵门框墙及侧档梁计算的要求，箍筋配置也必须满足人防最小配筋率的要求；双向受力的地下室内外墙水平钢筋也应满足最小配筋率要求；无梁楼盖的最小配筋率不得小于0.3％，也未按《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）第14。3。2条要求对无梁楼盖住上板带设置暗梁。
        4.6 连续梁和框架梁选用直径小于20mm的钢筋,设计中箍筋加密区间距为100mm，则不满足《人防规范》4.11.10条的要求
        5 结束语
        总而言之，人防地下室的结构设计是一项综合性很强工作，涉及内容方方面面，有些问题至今尚未得到很好的解决。因此，为了做好人防地下室结构设计工作，必须设计人员概念清晰，对相关规范、图集条文和计算公式非常熟悉,还要求对专业知识、经验有一定的掌握和积累。只有做好结构设计工作，才能为人防工程发挥预期作用奠定良好的基础。
参考文献
[1] 张剑芳 王中泽,某工程人防地下室结构设计的若干问题的探讨[J］。国外建材科技, 2006.03
[2] 丁建光， 人防地下室结构设计的几个问题［J］.安徽建筑工业学院学报(自然科学版), 2005。04