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人防地下室结构设计常见问题及应对措施探析

2021-10-22张学深江西同济建筑设计咨询有限公司江西南昌330077

安徽建筑 2021年10期
关键词:门框人防间距

张学深 (江西同济建筑设计咨询有限公司,江西 南昌 330077)

1 概述

人民防空地下室是人防工程的重要组成部分,是战时供人员、车辆物资等掩蔽的重要场所,也是作为防灾、减灾指挥所及避难所。人防地下室虽和普通地下室有着很多的相同之处,但是由于其功能的特殊性,对人防地下室的设计及施工质量有着更高的要求,相关文献对人防结构设计常见问题进行了相关总结。本文结合作者多年的人防地下室设计工作经验,对人防地下室的结构设计常见问题进行了总结,并对如何避免这些问题提出了相应的应对措施。

2 基础设计

人防地下室基础形式常见的有桩基础、柱下独立基础、筏板基础等形式。在进行地下室顶板设计时,有的设计人员经常把人防构件作为竖向支撑构件来考虑,顶板梁、板以人防构件作为受力支座。当基础采用柱下独立基础或筏板基础时,这种考虑一般问题不大。但当基础采用桩基础或柱下独立基础且底板下土质为回填土时,若不进行特殊处理,则这种考虑易导致受力不清,容易出现安全隐患。

应对措施:当基础采用筏板基础时,筏板可作为人防构件的基础,人防竖向构件可作为顶板构件的竖向支撑,但人防构件须整体参与计算,以反映实际受力情况。

当基础采用桩基础或柱下独立基础时,若底板下土质为原状老土,承载力较高时,人防竖向构件下另设基础时,人防构件可作为顶板构件的竖向支撑考虑。当基础采用桩基础或柱下独立基础时,若底板下土质为回填土,此种情况一般人防竖向构件不宜作为顶板构件的竖向支撑,主要人防构件下宜设置基础梁,以便传力直接,受力清晰。

3 人防构件设计

3.1 临空墙

人防墙设计时,一般情况下设计通常简化为以底板、顶板为支座的单向板模式进行设计,受力相对简单。临空墙承受人防荷载一般较大,尤其是当层高较高时,若仍按上下支撑模式进行设计,则临空墙的墙厚、配筋有较大幅度的增加,经济性亦较差。

应对措施:结合平面布置及临空墙所承受荷载大小,合理确定临空墙的周边约束条件;当临空墙有侧墙支撑时,若侧墙横向间距不大,则临空墙可考虑以侧墙为支撑按水平连续构件进行设计,此种情况下,无论人防荷载大小,临空墙墙厚或配筋均可控制在合理范围内。当侧墙间距与层高相差不大时,可考虑按四边支撑进行设计,可适当减小墙厚或配筋,受力也相对符合实际受力情况。当无侧向支撑时,则只能按上下支撑进行设计。

3.2 门框墙

常规的门框墙设计,都是把一个完整的门框区分为上、下、左、右四个挡墙进行设计。根据各部分挡墙承受人防等效静荷载的不同,计算其配筋。门框墙的计算原理较为简单,门框墙本身设计不难掌握,门框墙设计一般是按悬臂构件进行设计的,当门框墙悬臂长度过大时一般会增设门框柱、门框梁。在设计中经常会出现门框柱或门框梁的设置不当而导致人防门不能正常开启的情况。

①密闭通道开间偏大而进深偏小时,应特别注意因防护密闭门上部设置门框梁可能导致内侧密闭不能完全开启的情况,如图1、图2所示。

图1 密闭通道布置图(一)

图2 密闭通道布置图(二)

应对措施:结合平面布置合理设置门框柱、门框梁的布置,当密闭通道进深偏小时应适当加大进深,或控制门框梁的高度,必要时亦可考虑把门框梁位置适当上移避开人防门。

②人防区与非人防区汽车通道大双扇人防门开启范围内主次梁高距离人防门顶高差不宜小于250mm,否则容易导致人防门不能正常开启,如图3所示,图(a)中人防门一侧的主梁高度过大,导致人防门上铰页板被埋入结构梁内,图(b)中人防门侧框架梁与人防门顶吊钩冲突。

图3 大双扇人防门框布置图

应对措施:为避免出现上述情况,应控制人防门开启范围内主次梁底距离门洞顶的高度不小于250~300mm,必要时可取消次梁或设置宽扁梁来避免类似问题。

③防护密闭门门框梁端部无可靠支座,如图4所示。

图4 门框梁布置图(一)

应对措施:可在门框梁端部设置翼墙作为门框梁的支座,如图5(a)所示或者把门框梁置于人防门的外侧,如图5(b)所示,此种情况应注意门框梁下方应预留出门框的安装高度。

图5 门框梁布置图(二)

4 人防构造

4.1 配筋率

《人民防空地下室设计规范》第4.11.7条规定,对卧置于地基上的核5级、核6级和核6B级甲类防空地下室结构底板,当其内力系由平时设计荷载控制时,板中受拉钢筋最小配筋率可适当降低但不应小于0.15%。混凝土等级C40~C50时,受弯构件配筋率不应小于0.30%。

设计中地上单体经常会出现采用筏板基础的情况,该情况下,筏板配筋一般均由平时荷载控制,充分利用上述规范的规定,利于降低配筋量节省造价。另外,人防口部多数情况下位于地上单体主体范围内,主体范围内人防墙的混凝土等级一般结合主体竖向构件混凝土等级设计,混凝土等级通常会不小于C40,配筋率应不小于0.30%,但经常存在有的设计人员仍按0.25%的配筋率来控制,导致违反规范规定。

4.2 拉结筋

《人民防空地下室设计规范》第4.11.11规定,人防墙、板中应设置梅花形拉结筋,拉结筋应能同时拉住最外层受力钢筋且间距不大于500。但人防墙、板中拉结筋间距不匹配问题经常出现,同一方向的受力筋两侧间距差异较大,拉结筋就无法设置或者设置困难。例如,有的图纸中临空墙外侧竖向钢筋间距120mm,内侧140mm,水平钢筋钢筋间距150mm。钢筋间距混乱给施工带来不便不说,梅花形拉结筋在这种情况下根本就无法设置或满足规范要求。

4.3 后浇带

《人民防空工程施工及验收规范》6.4.11条规定,工程口部、防护密闭段、采光井、水库、水封井、防毒井、防 爆井等有防护密闭要求的部位,应一次整体浇筑混凝土。该条文目的是为提高人防工程防护密闭性能。有些人防结构图纸上仍然按照普通地下室的设计思路布置后浇带,没有仔细复核后浇带是否穿越人防口部这些有密闭要求的功能房间,导致违反规范规定,同样后浇带布置也不能穿越人防门框。

5 预留预埋

根据《人民防空工程施工及验收规范》,所有设备穿墙套管应准确预留预埋,以达到人防密闭性能的要求。但现实工程中由于设计缺陷仍会出现管线套管预留、预埋不到位或质量不能达到设计要求的情况,导致事后整改的情况出现。

应对措施:当设备管线预留预埋错误或存有质量缺陷时,可将原预埋管道周边一定范围内缺陷混凝土凿除,并按原设计要求重新留设预埋管,并增设补强钢筋后采用高一等级补偿收缩混凝土重新浇筑,具体如图6所示。

图6 人防墙体穿管道加固详图

6 结语

人防地下室因其功能的特殊性,与普通地下室有很大的不同。设计人员应经常总结设计中的常见问题,并在实践中对其进行不断的改进和完善,从而保障人防工程结构的设计质量。对于人防地下室经常出现的各类问题,也应得到施工、监理、甲方等参建各方的重视。

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