人防地下室墻體結構設計
日期： 2024-11-19 來源： 未知 瀏覽：
人防地下室的分類因其使用用途而異，主要可分為醫護人防工程、防空工程、收藏隱蔽人員工程及其相關配套工程。人防地下室根據承受能力分為兩類，甲類防空地下室要足以經受常規性武器及核武器、生化武器的攻擊影響，乙類防空地下室則要足以經受除核武器意外的其他兩類武器的攻擊影響；根據與地面距離分類，可分為頂部出土式與全埋式兩種，在地面上層是鋼筋混凝土結構建筑時，前一分類的甲類防空地下室必須采用全埋形式建造，乙類防空地下室用頂部出土式建造時，地下室頂層高出地面距離只可以小于上部建筑物高的二分之一。另外，人防地下室還可根據地面上不可移動建筑物的有無分成附建式與單建式，上部無堅固建筑物為單建式，上部有堅固建筑物為附建式，在附建式防空地下室中，上部建筑物與下層防空地下室相通，可自由出入。
人防地下室外墻為一側與室外巖土接觸，直接承受土中壓縮波作用，另一側為人防地下室內部的墻體。頂板與外墻之間二者剛度接近時，外墻上部可近似按固定端與鉸支之間的支座情況考慮；底板剛度遠大于外墻時，外墻下部支座可視作固定端，各構件之間支座條件應相互協調一致，需注意配筋及構造應與實際受力狀況相符。
當地下室內部橫隔墻較多或上層建筑的柱子沿外墻向下直通到基礎底板，外墻可按支承在內部橫墻（柱子）與樓板上的雙向（單向）板計算；當地下室內部橫隔墻較少或無橫隔墻時可考慮上下兩端支承，按下端嵌固在基礎底板、上端簡支或嵌固在頂板的單向板計算。
人防地下室與非人防地下室之間的防護密閉隔墻（臨空墻）由于設備（消防栓、配電箱、接線盒等）暗裝，導致防護隔墻局部不滿足防護與密閉要求的厚度。《人民防空地下室設計規范》（GB50038-2005）中第3.2.5，3.2.6，3.2.9，3.2.10，3.2.11，4.7.2等強制性條文都對防護墻體的厚度作出了明確規定。
當防護密閉門上擋墻較長時，往往需在擋墻下端設置加強梁，作為抵抗水平沖擊波荷載的加強構件。需注意的是，加強梁距上擋墻下邊緣應預留250～300mm高度，以便內側的密閉門或防護密閉門有足夠的水平開啟空間，而且加強梁縱筋應錨入門框兩側的豎向加強暗柱（或柱）中，以形成明確的洞口加強傳力體系。
筆者結合以下兩個事例對構造配筋與人防墻體配筋的關系。
事例1：在普通地下室相隔的核6級人防的地下室，上部建筑荷載的影響應不考慮其中。并采取人防工程結構的相關軟件進行隔墻配筋的計算。在長高比低于1.0時，應使構造配筋作為墻體內外的水平及豎向鋼筋，且使用最低人防規范的配筋率進行控制；若墻體長高比位于2.0與3.0之間，除外側豎筋，其余均使用構造配筋；若長高不大于3.0，其人防隔墻則將雙向板改為單向板，并將內側豎筋根據人防規范的最低配筋率進行配筋。由此可知，對于人防地下室中較長的隔墻水平鋼筋應滿足構造需求，并采取混凝土規劃中最低的配筋率與人防規范求比，對此可節約水平鋼筋的40%的用鋼量。
實例2：核6級的人防地下室外墻，其人防荷載約50kN/m2，其頂板埋入地下1米5左右，其墻厚約350毫米，墻高4米，使用HRB400規格的鋼筋，C30的混凝土；為上邊簡支。
上邊簡支屬于受彎墻體，且外側的豎筋具有較大的配筋面積，并使用分離式配筋對墻體底部進行鋼筋附加，進而實現對各區域結合計算值進行鋼筋實配，能夠控制鋼筋的使用量。
且人防的外墻較長，其長高比大于3.0屬于較為常見。外墻屬于單向板的受力狀態，其水平鋼筋均屬于構造配筋，使用最低0.2%的配筋率設置外側水平筋，內側水平筋則根據0.15%進行配筋。合理按照人防規范，使用該配筋率能夠有效的節約用鋼量。
在人防地下室設計之初需要考慮到其使用年限要與其上層建筑物的使用年限一致，最少的使用年限是五十年。人防地下室需要承受的負荷，主要包含武器攻擊力負荷、上層建筑物負荷、自身重量負荷和自然元素如水壓負荷、土地負荷等方面。根據人防規范中規定，人防地下室各部位所承受的負荷有所不同，需分別測算，例如臨空墻就要測算出其將會承受的頂板施加的武器爆炸負荷及側面施加的負荷、其他靜態負荷等。
在對墻體的配筋進行計算時，應準確設置墻體的邊界條件。通常外墻應采取三面固定、頂面簡支板等方式，對于頂板使用無梁樓蓋且墻體薄于樓蓋的情況，應對三面固定頂面簡支及四面固定兩種情況進行分別計算，取其中包絡值進行配筋。對于內墻的邊界主要采取四面固定的形式。正確對配筋及構件內力進行計算后，還應結合墻體的相關規范及特點對配筋的結果進行科學的修整。
人防相關規范中明確指出了人防墻的最低配筋率。臨空墻屬于受彎構件，需要承受水平的荷載，在使用C30混凝土時，以0.25%作為單側最低配筋率，相關的人防設計軟件也是嚴格根據此要求進行配筋的。在混凝土的相關結構設計規章中指出，對于混凝土板長寬比低于3.0時，應參照雙向板計算，大于3.0時應參照單向板在短邊方向受力的情況計算。對單向板與受力方向垂直是進行鋼筋的布置其配筋率應大于0.15%。
臨空墻的受力狀態也常分為兩種，單向板與雙向板。在作為單向板受力時，特別是長高都較大的情況，其短邊周邊的配筋構造需要應嚴格結合人防規范進行處理，而長邊則采取混凝土的相關規范，其最低配筋率為0.15%。而長高較低的窄墻也屬于單向板，主要以水平受力為主要受力方向，通常這類墻體只具有少量的豎筋，因此在進行構造配筋時為了保險起見也可根據雙向板進行考慮；在作為雙向板受力時，各個構造的配筋都應結合人防規范的要求。在內墻具有扶壁柱及相關構造連成一體時，可從柱邊進行墻長的測量，將柱可視為內墻的支座。若外墻較厚，其剛度遠大于扶壁柱或框架柱等，對其不可作為外墻支座，應將與改墻垂直的墻體作為支座。在多數情況下，都使用構造配筋對人防墻配筋進行控制，進而對其進行單向板或雙向板、受彎部件或受壓部件、混凝土規范或人防規范等的區分，這對正確的將墻體配筋進行施工有著重要意義。
綜上所述，在人防地下室墻體結構的設計中，應重視相關的技術要點，對其荷載組合進行準確測算，分析最低配筋率并結合以往施工經驗科學的進行人防地下室墻體結構的設計。在臨空墻的核彈爆炸等量靜荷載的數值對臨空墻結構的設計有重要意義，應仔細的對其抗力程度及房間兩側功能等進行分析。對于長高比大于3.0的人防墻應結合混凝土相關規范對其外側水平鋼筋進行確定。
人防地下室外墻為一側與室外巖土接觸，直接承受土中壓縮波作用，另一側為人防地下室內部的墻體。頂板與外墻之間二者剛度接近時，外墻上部可近似按固定端與鉸支之間的支座情況考慮；底板剛度遠大于外墻時，外墻下部支座可視作固定端，各構件之間支座條件應相互協調一致，需注意配筋及構造應與實際受力狀況相符。
當地下室內部橫隔墻較多或上層建筑的柱子沿外墻向下直通到基礎底板，外墻可按支承在內部橫墻（柱子）與樓板上的雙向（單向）板計算；當地下室內部橫隔墻較少或無橫隔墻時可考慮上下兩端支承，按下端嵌固在基礎底板、上端簡支或嵌固在頂板的單向板計算。
人防地下室與非人防地下室之間的防護密閉隔墻（臨空墻）由于設備（消防栓、配電箱、接線盒等）暗裝，導致防護隔墻局部不滿足防護與密閉要求的厚度。《人民防空地下室設計規范》（GB50038-2005）中第3.2.5，3.2.6，3.2.9，3.2.10，3.2.11，4.7.2等強制性條文都對防護墻體的厚度作出了明確規定。
當防護密閉門上擋墻較長時，往往需在擋墻下端設置加強梁，作為抵抗水平沖擊波荷載的加強構件。需注意的是，加強梁距上擋墻下邊緣應預留250～300mm高度，以便內側的密閉門或防護密閉門有足夠的水平開啟空間，而且加強梁縱筋應錨入門框兩側的豎向加強暗柱（或柱）中，以形成明確的洞口加強傳力體系。
筆者結合以下兩個事例對構造配筋與人防墻體配筋的關系。
事例1：在普通地下室相隔的核6級人防的地下室，上部建筑荷載的影響應不考慮其中。并采取人防工程結構的相關軟件進行隔墻配筋的計算。在長高比低于1.0時，應使構造配筋作為墻體內外的水平及豎向鋼筋，且使用最低人防規范的配筋率進行控制；若墻體長高比位于2.0與3.0之間，除外側豎筋，其余均使用構造配筋；若長高不大于3.0，其人防隔墻則將雙向板改為單向板，并將內側豎筋根據人防規范的最低配筋率進行配筋。由此可知，對于人防地下室中較長的隔墻水平鋼筋應滿足構造需求，并采取混凝土規劃中最低的配筋率與人防規范求比，對此可節約水平鋼筋的40%的用鋼量。
實例2：核6級的人防地下室外墻，其人防荷載約50kN/m2，其頂板埋入地下1米5左右，其墻厚約350毫米，墻高4米，使用HRB400規格的鋼筋，C30的混凝土；為上邊簡支。
上邊簡支屬于受彎墻體，且外側的豎筋具有較大的配筋面積，并使用分離式配筋對墻體底部進行鋼筋附加，進而實現對各區域結合計算值進行鋼筋實配，能夠控制鋼筋的使用量。
且人防的外墻較長，其長高比大于3.0屬于較為常見。外墻屬于單向板的受力狀態，其水平鋼筋均屬于構造配筋，使用最低0.2%的配筋率設置外側水平筋，內側水平筋則根據0.15%進行配筋。合理按照人防規范，使用該配筋率能夠有效的節約用鋼量。
在人防地下室設計之初需要考慮到其使用年限要與其上層建筑物的使用年限一致，最少的使用年限是五十年。人防地下室需要承受的負荷，主要包含武器攻擊力負荷、上層建筑物負荷、自身重量負荷和自然元素如水壓負荷、土地負荷等方面。根據人防規范中規定，人防地下室各部位所承受的負荷有所不同，需分別測算，例如臨空墻就要測算出其將會承受的頂板施加的武器爆炸負荷及側面施加的負荷、其他靜態負荷等。
在對墻體的配筋進行計算時，應準確設置墻體的邊界條件。通常外墻應采取三面固定、頂面簡支板等方式，對于頂板使用無梁樓蓋且墻體薄于樓蓋的情況，應對三面固定頂面簡支及四面固定兩種情況進行分別計算，取其中包絡值進行配筋。對于內墻的邊界主要采取四面固定的形式。正確對配筋及構件內力進行計算后，還應結合墻體的相關規范及特點對配筋的結果進行科學的修整。
人防相關規范中明確指出了人防墻的最低配筋率。臨空墻屬于受彎構件，需要承受水平的荷載，在使用C30混凝土時，以0.25%作為單側最低配筋率，相關的人防設計軟件也是嚴格根據此要求進行配筋的。在混凝土的相關結構設計規章中指出，對于混凝土板長寬比低于3.0時，應參照雙向板計算，大于3.0時應參照單向板在短邊方向受力的情況計算。對單向板與受力方向垂直是進行鋼筋的布置其配筋率應大于0.15%。
臨空墻的受力狀態也常分為兩種，單向板與雙向板。在作為單向板受力時，特別是長高都較大的情況，其短邊周邊的配筋構造需要應嚴格結合人防規范進行處理，而長邊則采取混凝土的相關規范，其最低配筋率為0.15%。而長高較低的窄墻也屬于單向板，主要以水平受力為主要受力方向，通常這類墻體只具有少量的豎筋，因此在進行構造配筋時為了保險起見也可根據雙向板進行考慮；在作為雙向板受力時，各個構造的配筋都應結合人防規范的要求。在內墻具有扶壁柱及相關構造連成一體時，可從柱邊進行墻長的測量，將柱可視為內墻的支座。若外墻較厚，其剛度遠大于扶壁柱或框架柱等，對其不可作為外墻支座，應將與改墻垂直的墻體作為支座。在多數情況下，都使用構造配筋對人防墻配筋進行控制，進而對其進行單向板或雙向板、受彎部件或受壓部件、混凝土規范或人防規范等的區分，這對正確的將墻體配筋進行施工有著重要意義。
綜上所述，在人防地下室墻體結構的設計中，應重視相關的技術要點，對其荷載組合進行準確測算，分析最低配筋率并結合以往施工經驗科學的進行人防地下室墻體結構的設計。在臨空墻的核彈爆炸等量靜荷載的數值對臨空墻結構的設計有重要意義，應仔細的對其抗力程度及房間兩側功能等進行分析。對于長高比大于3.0的人防墻應結合混凝土相關規范對其外側水平鋼筋進行確定。
