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所属栏目：推荐论文发布时间：2011-02-26浏览量:228

副标题#e#
　　人防地下车库设计体会
　　李敏
　　山东省人民防空建筑设计院250013
　　摘要：针对城市用地紧，地价昂贵，住宅小区建筑容积率高和居住人口密度大的特点，开发利用地下空间建停车场已成为一种普遍趋势。地下停车库可以高效的利用土地，最大限度的扩大地面绿化率，改善居住环境质量。
　　关键词：人防地下车库设计
　　一、前言
　　随着经济发展和城镇居民生活水平的提高，小汽车逐步进入平常家庭，特别是经济发达的大中城市及地区，私有小汽车的数量已达相当的水平。针对城市用地紧，地价昂贵，住宅小区建筑容积率高和居住人口密度大的特点，开发利用地下空间建停车场已成为一种普遍趋势。地下停车库可以高效的利用土地，最大限度的扩大地面绿化率，改善居住环境质量。而根据国家人防政策的相关规定，地下车库结合人防工程建设已成为工程建设中常见组成部分，现结合工程实例谈一下人防地下车库设计中有哪些需要注意的问题。
　　二、工程概况
　　东营胜利花苑居住区5区人防工程位于祁连山路以东，黄河路以南，平面最大尺寸330mX60m，地下一层，基础埋深4.5米。其中包括4栋±0.000以上为17层和两栋11层的高层住宅，整个车库由于绿化要求，车库顶部覆土厚度0.6m，柱网尺寸8.1mX8.1m，高层部分为短肢剪力墙结构。
　　三、承载力设计值的计算
　　人防工程结构在确定等效静荷载标准值和永久荷载标准值后，其承载力设计值按《人民防空地下室设计规范》4.10.2条规定，应采用下列极限状态设计表达式
　　γ0（γGSGK+γQSQK）≤R
　　式中，γG与地面结构设计取值一致，即其对结构不利时取1.2，有利时取1.0；对于等效静载分项系数：因常规武器爆炸动荷载和核武器爆炸动荷载是结构设计基准期内偶然荷载，也是结构设计中规定值，不是随机变量的统计值。而偶然作用的代表值不乘以分项系数，即γQ=1。在设计中，往往忽略这点，而把等效静载看作是地面结构的动荷载，取γQ=1.4，这样计算势必增加了设计荷载值，造成结构不必要的浪费。
　　四、人防荷载的确定
　　人防地下室结构设计主要考虑抵御空气冲击波。抗力级别为5、6级防空地下室防常规武器作用应按非直接命中的地面爆炸计算，且按常规武器地面爆炸的整体破坏效应进行设计。当核武器在空中爆炸时，冲击波传播到地表，形成反射冲击波，因反射波是在被入射波压密和加热过的空气中传播，且压力又高，所以反射波的传播速度要比入射波快，当反射波波阵面终于赶上入射波波阵面后，则汇合成为一对一的冲击波，即合成波，合成波波阵面靠近地面部分是垂直于地面的，即合成波是水平方向传播的，对抗力等级较低的防空地下室来说，所受的冲击波即为这种合成波（即地面冲击波）。防空地下室的顶板一般就直接承受地面冲击波的超压和负压作用，而对于侧壁和底板，因空气冲击波作用于地表，压迫土体并使其产生运动，上层土体受压后连续向下传递压力，这种土体的压缩状态由上向下逐层传播过程称为土中压缩波的传播，当遇到外墙或底板的阻挡后，则会产生超压、动压和负压作用，这就是外墙和底板需考虑的问题。
　　根据建筑提供资料，本工程防常规武器6级，防核武器6级，根据《人民防空地下室设计规范》，各部位（顶板、外墙、底板、临空墙、门框墙等）的等效静荷载比较容易得出。需要注意的是：甲类防空地下室结构应能承受常规武器爆炸动荷载和核武器爆炸动荷载的分别作用，乙类防空地下室结构应能承受常规武器爆炸动荷载的作用。对常规武器爆炸动荷载和核武器爆炸动荷载，设计时均按一次作用，即哪个荷载值大取哪个。一般来说，抗力级别为5、6级的人防工程，对于顶板、外墙、底板核武器爆炸动荷载产生的等效静荷载要大于常规武器爆炸动荷载产生的等效静荷载，而对于口部的一些门框墙、临空墙则不一定，这需#p#副标题#e#要设计时特别注意，取值时一定要两者同时考虑，这样等效静荷载取值才能准确，结构配筋也能安全可靠。
　　对于临空墙的水平等效静荷载标准值取值，这里想提醒一点，当5、6级人防地下室与普通地下室相邻时，临空墙的水平等效静荷载取值应按《人民防空地下室设计规范》表4.8.9-2确定，对于5级取180（230）KN/m2，6级取90（110）KN/m2，当顶板荷载不考虑上部建筑影响时，普通地下室一侧荷载应取括号内数值。
　　五、荷载组合和内力分析
　　作用在防空地下室结构上荷载，应包括常规武器爆炸动荷载、核武器爆炸动荷载、建筑物自重、土压力、水压力等，《人民防空地下室设计规范》4.9.2、4.9.3条对不同部位应考虑荷载组合给出了表格，结构设计时可根据各工程的结构特点结合表格确定所需进行荷载组合的项目。在进行荷载组合时，需要注意的是：顶板的组合中是否考虑上部建筑物的倒塌荷载值，因为倒塌荷载的作用时间滞后于冲击波峰值作用时间，且《人民防空地下室设计规范》4.8.10条规定：倒塌荷载产生的垂直等效静荷载标准值（对5、6级人防工程）为50KN/m2。
　　小于冲击波对顶板的等效静荷载值，因此在顶板荷载组合中不应计入倒塌荷载值。
　　六、折减系数
　　梁板体系和无梁楼盖结构中板的内力计算，一般要考虑塑性内力重分布。当板的周边支座横向伸长受到约束时，板内产生拱效应，产生板平面内的推力，对板的抗弯承载力是有利的，所以《人民防空地下室设计规范》4.10.4条对跨中截面的计算弯矩值予以折减。折减系数的取值，梁板体系为0.7，无梁楼盖为0.9。
　　《人民防空地下室设计规范》4.10.5条规定：当按等效静荷载法分析得出的内力，进行墙、柱受压构件正截面承载力验算时，混凝土及砌体的动力强度设计值应乘以折减系数0.8。这样可提高脆性破坏构件的安全储备，使之与延性破坏构件的安全储备相协调。
　　七、人防工程结构构造要求
　　人防工程除承受静载外，主要承受常规武器或核武器爆炸动荷载，而后者是不能单凭计算方法来满足设计要求的，必要的构造规定与计算分析是同等的重要，甚至有些结构还主要靠构造措施来解决。人防工程结构在战时是在大变形状态下工作的，构件必须保证有足够的延性，否则将会出现屈服后的次生剪坏，这就需要采取构造措施来加强。而一般建筑设计规范中关于钢筋混凝土结构的构造措施不能满足要求，需做相应的调整。如跨中拉筋伸入支座的锚固长度要增加，钢筋搭接截面和最大受力截面区段的箍筋间距要加密，最小主筋配筋率和最小箍筋配筋率提高等等。
　　设计中往往采用通过调整相关系数而沿用上部建筑结构设计软件，这样虽能在设计分析上满足防护要求，但却没有相应的防护构造措施。而出图时采用的结构平面表示方法（03G101）其中梁柱节点构造也只适用于民用建筑结构的抗震要求，并不适用于人防防护结构。因此在人防工程结构设计中必须重视防护结构构造措施，严格按照《人民防空地下室设计规范》4.11构造规定设计。
　　八、整体裂缝控制措施
　　考虑到整个地下车库的使用方便、施工可操作性以及人防要求，该地下车库未设永久性的变形缝。《钢筋混凝土结构设计规范》9.1.1条规定地下结构伸缩缝最大不设缝长度为55米，而本工程平面尺寸为330X60m，远大于规范值，且四周均为高层建筑，容易因周围的地基不均匀沉降引起整体弯曲裂缝，因此裂缝控制成为本工程的关键问题之一。
　　人防地下室结构设计中，不必单独对结构构件的变形与裂缝开展进行验算；对于整体裂缝控制是关键问题，从设计上最有效的是设计沉降后浇带和温度后浇带，将与高层建筑相连的第一跨内设沉降后浇带，整体车库设7条温度后浇带，（间距50米以内），后浇带防水层加厚，并尽可能延迟后浇带浇注时间，以释放混凝土的早期温度收缩应力，另外钢筋#p#副标题#e#尽量通长布置，楼梯间及某些开洞部位等裂缝控制的薄弱环节，楼板配筋适当加强，以降低钢筋应力，控制裂缝间距，增加裂缝的抗干缩能力。为了防止防止混凝土的水分蒸发形成湿度变化梯度，引起收缩应力造成混凝土表面开裂，要求做好施工阶段和后期的养护，及时回填土和顶板覆土，防止混凝土遇到突然的风吹暴晒，引起湿度急剧变化，以及急剧降温、寒潮袭击引起温度变化等不利因素，造成混凝土开裂。
　　参考规范
　　《人民防空地下室设计规范》GB50038-2005
　　《人民防空工程设计规范》GB50225-2005
　　《混凝土结构设计规范》GB50010-2002