關(guān)于人防結(jié)構(gòu)設(shè)計與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計
日期： 2024-09-19 來源： 未知 瀏覽：
抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計就是通過結(jié)構(gòu)的設(shè)計安排,能夠預(yù)防一定地震級別對建筑物的摧殘,而人防結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的主要是為了保護(hù)常規(guī)武器或者核武器進(jìn)攻之下的震動對群眾帶來的人身安全。從根本上說二者的建筑施工都是以減少震動危害為目的的,因此具有一定程度的相同點,同時由于二者所承受的震動性質(zhì)不一致,因此實際的施工設(shè)計手段也存在差異。
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)時防空的最重要的措施之一。
2、人防結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容
防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容包含兩方面：一是主體結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括頂板、外側(cè)墻、底板等其它構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，二是孔口防護(hù)設(shè)計，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、臨空墻的計算、出入口通道(包括風(fēng)井)的計算等幾個方面，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。
1、地震結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容
（1）抗震設(shè)防烈度。其按頻度和強度劃分為小震烈度、中震烈度和大震烈度。
（2）建筑抗震設(shè)防類別甲類特殊要求的建筑。乙類國家重點抗震城市的生命線工程建筑。丙類建筑其他建筑。丁類次要建筑。
（3）設(shè)計近震和設(shè)計遠(yuǎn)震。其以震中距1000km為界限100-1000km以內(nèi)為近震,1000km以外為遠(yuǎn)震。
宜選擇對建筑抗震有利的地段如開闊平坦的堅硬場地等、避開對建筑抗震不利地段如飽和松散粉細(xì)砂等易液化土人工填土及軟弱場地土等、不應(yīng)再危險地段建造甲、乙、丙類建筑。危險地段一般指地震時可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等地段。
同一結(jié)構(gòu)單元不宜設(shè)置在性質(zhì)截然不同的地基土上也不宜部分采用天然地基部分采用樁基。當(dāng)?shù)鼗熊浫跽惩痢⒖梢夯列陆钔粱驀?yán)重不均勻土層時宜加強基礎(chǔ)的整體性和剛性以防止地震引起的動態(tài)和永久的不均勻變形。在地基穩(wěn)定的條件下還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)與地基的震動特性力求避免共振的影響。
三、建筑工程人防結(jié)構(gòu)設(shè)計與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的對比分析
從理論上分析,無論是人防結(jié)構(gòu)還是抗震結(jié)構(gòu)都是以提高抗震動帶來的危害為基礎(chǔ),他們的施工特點都是提高建筑物的抗震動能力,保證在遭受到重大震動時建筑物能夠最大程度的保持完好,從這一方面來說,二者都遵循“強柱弱梁”、“強剪弱彎”等基本設(shè)計原則。此外,二者的結(jié)構(gòu)設(shè)計理念都尊重整體建筑的協(xié)調(diào)性和合作性。以往的建設(shè)施工實踐表明,即使整體的建構(gòu)設(shè)計都符合基本的承受系數(shù)標(biāo)準(zhǔn),但是只要存在一個環(huán)節(jié)甚至是一個小結(jié)構(gòu)的弱承受能力,在地震等災(zāi)害發(fā)生時,該小的薄弱環(huán)節(jié)就成為災(zāi)難發(fā)生的源泉,這一點與工程力學(xué)上所講的應(yīng)力集中現(xiàn)象類似。按照物力學(xué)力的基本原理,我們發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部各個組成部分具有一定的收縮系數(shù)標(biāo)準(zhǔn),換句話說,施工人員可以通過提高建筑內(nèi)部的動能運動和吸收能力,來減少外部受到的動能威脅,從而降低外部震動帶來的建筑物嚴(yán)重破壞,或者降低危害系數(shù)。基于這一理論,建筑施工人員可以從動能力量俄轉(zhuǎn)換角度出發(fā),進(jìn)行設(shè)計施工。例如可以充分地利用結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件或大偏心受壓構(gòu)件的變形吸收動荷載的能量,通過緩沖作用減輕各個構(gòu)件支座截面的抗剪負(fù)擔(dān)和受力柱的抗壓負(fù)擔(dān),以確保建筑結(jié)構(gòu)在完全曲屈服前不再出現(xiàn)另外的剪切力破壞,在屈服后還具有足夠的延性以保證構(gòu)件形成最終的塑性破壞,從而達(dá)到提高建筑結(jié)構(gòu)整體承載力的目的。
從物理學(xué)角度分析,人防結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是提高力的承受能力,因此,它的設(shè)計方法也是從物理學(xué)應(yīng)用實際出發(fā),現(xiàn)行主要的設(shè)計方法是采取等效靜荷載的辦法展開設(shè)計分析工作。由于建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計是基于擬建工程結(jié)構(gòu)在施工或使用的條件下的設(shè)計過程,建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件在各種動荷載的綜合作用下,結(jié)構(gòu)構(gòu)件振型與相應(yīng)靜荷載作用下?lián)锨€非常相似,而且在動荷載的作用下建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞規(guī)律與相應(yīng)的靜荷載作用下的破壞規(guī)律也相似,因此在動力分析過程中,可以通過將建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)一步簡化為一種單自由度體系,查表可得相應(yīng)的動力系數(shù),以動力系數(shù)與動荷載峰值相乘得到等效靜荷載。這樣一來,建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件相當(dāng)于在等效靜荷載的作用下,而其各項內(nèi)力就是在各種動荷載作用下的內(nèi)力最大值。此外,提高人防結(jié)構(gòu)的質(zhì)量,不僅要選用科學(xué)的設(shè)計方案,還需要選用具有一定承受力和荷載力的高效建筑結(jié)構(gòu)材料,現(xiàn)在施工單位為了提高原有建筑材料的使用效果,通常在建筑材料內(nèi)加入材料強度綜合調(diào)整系數(shù)予以調(diào)整修正,最后通過建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件在綜合動荷載作用下的變形極限允許延性比加以控制,按照允許延性比進(jìn)行彈塑性能的驗算得到最終的設(shè)計結(jié)果。
由于地震災(zāi)害的破壞力大,而且地震災(zāi)害具有不可預(yù)測的性質(zhì),因此對于地震災(zāi)害的預(yù)防工作,在建筑施工過程中難度系數(shù)非常高。現(xiàn)有的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計理念基本可以概括為,抗震建筑物能夠在較低級別的地震災(zāi)害中確保質(zhì)量安全,不發(fā)生破壞,而在相對高的地震災(zāi)害發(fā)生時,出現(xiàn)細(xì)微的破壞性,但是可以通過后期的修補和維護(hù)繼續(xù)居住,在較高級別的地震災(zāi)害發(fā)生時,建筑物能夠保證不坍塌,內(nèi)部居住居民可以安全撤離,減少地震發(fā)生時的破壞力,但是建筑物無法進(jìn)行二次使用,需要在災(zāi)后進(jìn)行重建。這種設(shè)計理念與人防結(jié)構(gòu)設(shè)計之間存在差異性,人防結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法一般先取小震地震動參數(shù)計算結(jié)構(gòu)彈性下的地震作用效應(yīng)進(jìn)行相關(guān)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面承載力的驗算,然后是對大震下的結(jié)構(gòu)彈塑性變形力驗算完成“二階段”設(shè)計要求,最后通過應(yīng)用工程結(jié)構(gòu)概念設(shè)計和抗震構(gòu)成措施來完成“大震不倒”的第三水準(zhǔn)設(shè)計要求。
人防結(jié)構(gòu)設(shè)計與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計二者在荷載作用方式方面的相同點在于都為偶然動荷載,設(shè)計時均可以以具有一次作用效果考慮,而主要的不同點在于防震結(jié)構(gòu)的荷載作用方式是由于地震事件造成地面運動而引起的動態(tài)慣性作用力,是間接的。人防結(jié)構(gòu)所承受的動荷載主要是外部動能量直接作用于人防結(jié)構(gòu)的附屬構(gòu)件,而人防結(jié)構(gòu)內(nèi)部構(gòu)件只是間接的承受附屬構(gòu)件以及建筑上部結(jié)構(gòu)的荷載作用。人防結(jié)構(gòu)所承受荷載是在短時間內(nèi)迅速爆發(fā)出來的,由于時間短,能量大,所以表現(xiàn)的破壞力也就相對較大,而且會隨著時間的不斷延長而逐漸消耗。在人防動荷載的作用下,材料的力學(xué)性能與在靜荷載作用下相比,材料的力學(xué)性質(zhì)發(fā)生了比較明顯的變化,主要的表現(xiàn)是材料在快速加載作用過程中各種材料強度的提高和結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力可靠性指標(biāo)的變化。
從目前的建筑施工現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)分析,我國的建筑設(shè)計越來越重視人防結(jié)構(gòu)和抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量,尤其是在遭受到兩次重大地震和如今國際局勢的影響之下,用戶對二者施工的質(zhì)量要求也相對提高。人防結(jié)構(gòu)設(shè)計與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計在某些方面存在共同點,同時也存在差異,設(shè)計人員可以取長補短,通過優(yōu)勢互補,提高建筑物的使用質(zhì)量和使用年限,推動我國建筑行業(yè)又好又快發(fā)展起來。