关于防空地下室外墙结构优化设计的研究

关于防空地下室外墙结构优化设计的研究

发表时间：2019-08-07T13:41:45.797Z 来源：《防护工程》2019年9期作者：王占成

[导读] 随着城市的发展和人口密度的增大，住宅和办公的小区化以及群体化趋势尤为突出。

临沂市规划建筑设计研究院山东临沂 276000

摘要：随着城市的发展和人口密度的增大，住宅和办公的小区化以及群体化趋势尤为突出。同时应国家要求，作为人防掩蔽工程的防空地下室川设计已成为小区地下室设计不可或缺的一部分。平战结合的防空地下室‘”除满足战时的保护和使用要求，还应满足平时的使用要求。因防空地下室须考虑爆炸冲击波荷载，为保证安全，必然带来结构设计上更多材料的投人和经济上成本的增加。本文对防空地下室外墙结构优化设计进行研究。

关键词：防空地下室；外墙结构；优化设计

引言：在防空地下室的外墙结构设计中，钢筋混凝土是主要的施工材料，并且这种外墙结构在应用中，可以承受住常规性武器的破坏与核武器爆炸冲击，承受荷载力强，配筋使用量大。而对外墙进行合理的结构调整，可以优化结构设计。基于此，本文就主要从防空地下室的外墙结构设计入手，探讨如何进行优化设计。

一、防空地下室外墙优化设计要求

防空工程的建设，主要是为了防备战时敌人的空袭、掩蔽人员物资、保护战争潜力的重要防护设施，这种设施与普通的地下室相比，有着更为严格的设计要求和设计规定，同时这一设计在使用中有着更好的使用效果和防护效果，普通地下室难以取代。在对防空地下室进行设计时，其外墙结构为设计重点，对其设计的具体要求是：

1、结建政策

从政策方法来说，在进行设计时，主要的设计要求表现在三个方面：第一，实建空间面积要满足应建的面积；第二，防空地下室的建设项目，必须契合人防专项规划、人防控规和战时功能等要求；第三，防空地下室建设，必须满足自身区域居民的掩蔽需要，同时适当对附近开发区域人员的掩蔽需求进行考虑，满足战时需求。

2、设计质量

第一，在对防空地下室进行优化设计时，要想对相应的设计方案进行优化，确保工程外墙结构的设计符合规定的设计要求。然后，提高施工设计图纸的深度，严格对设计质量进行把控，促进外墙结构实现优化设计。

3、技术交底

在正式进行防空工程施工前，相关人员要做好工程专项质量监督和委托工作，对使用的相关技术进行交底工作，并进行适当图纸会审，提高各方人员对图纸的熟悉程度，增加对人防工程的相关规范和技术的了解，以此来减少施工中存在的问题和施工质量问题。对此，首先，要确定施工图纸和施工单位的安全性；其次，熟悉了解相关规范和图集；再次，制定并确定施工方案；最后，做好设计变更工作。

4、施工监测

为保证防空地下室外墙结构设计的优化性，要做好相应的施工设计监督、监测工作。对此，应从以下几方面进行考虑：第一，对施工设计图纸进行检验，确保施工设计图纸符合工程性能要求；第二，对施工流程进行监测，合理的施工流程可以保证施工的质量；第三，对施工环节进行监测，保证施工的合理性和施工的质量；第四，竣工资料进行严格监测，确保数据信息的真实准确性，为后期进行验收、管理和维护工作提供信息和依据。

二、防空地下室外墙结构的优化设计

1、结构布置

在对防空地下室的外墙结构进行设计时，要求嵌固端地上层的刚度，应低于一定范围内地下层侧向刚度的0.5倍，确保防空地下室设计，对地上相应结构具有一定的嵌固作用，有助于提高工程的稳定性。同时在进行设计时，工程师通常都是将防空地下室设置在工程上部分的建筑主体空间中，有时也会设置在周边的地下室两跨。一般来说，在考虑到上部主体结构抗侧力等方面的因素时，通常会选择将防空地下室安置在上部主体空间范围内，这样可以有效减少防空地下室外墙在水平方向方面的计算跨度。另外，在上部工程结构中安置防空地下室时，由于这一结构的竖向抗侧力构件，会受到结构形式和防裂度的影响，如果烈度较低的区域，或者是相应的框架剪力墙结构，在开间方面相对较大，就应使用侧向墙体增设的形式，减少对构件水平方向的跨度。另外，如果防空地下室周边的车库空间层相对较高，或者是覆盖的土层相对较厚，就容易导致地下空间的层高较高。此时，为了减少对跨度的计算，就可以增设肋板或者是横向卧梁，以此来实现对防空地下室的合理设计。

2、内力计算

将防空地下室的外墙的结构构件，进行计算模型转化时，通常使用人为处理方式。并且对不同的模型进行计算时，会导致计算的结果存在较大的差异性。一般来说，在进行防空工程设计时，常见的简化计算模型有两种：第一，当外墙的长边和短边比值大于2.0，可以使用单向板的方式进行计算；第二，当外墙的长边和短边间的比值小于2.0且在1.0之上时，可以利用双向板方式进行计算。同时由于在荷载的作下，人防构建会处于弹性状态，这就需要在使用双向板进行计算时，使用极限平很方法来计算模四边的弹塑板。

3、地下室底板设计

在对防空地下室的底板进行设计时，为保证设计的效果，要提高对底板抗浮性能的设计，保障底板的稳定性。一般来说，城市防空地下室的位置的水位，通常较高，如果对地板的设计不合理，使得底板的抗浮性不符合工程设计要求，就会影响防空地下室的使用效果，甚至造成损害。因此，在对地下室的底板进行设计时，要注意加强底板的厚度，并严格按照工程施工要求进行合理的设计。

4、顶板结构

在防空地下室的顶板结构设计中，较为常见的两种方式为：无梁楼盖结构和梁板结构。这两种结构在应用中，有着各自的优缺点，为提高顶板结构设计的合理性和投入使用后的安全稳定性，应选择适合的梁板形式。其中，无梁楼板的结构体系，整体来水为较简单，并且

结构的层高较低，在进行土方开挖和基坑支护相项目中，使用的施工成本较少，并且现在施工时易于进行钢筋绑扎；而梁板结构的受力点较为明确，并且有着良好的抗震性能，坚固程度较好，顶板不易出现裂缝问题，顶板结构的材质较好，可以在提高工程空间顶板的质量，增加施工效果。因此，在进行防空地下室工程顶板设计时，如果工程柱网尺寸的布置合理，并且承受的荷载力较大，就可以选用无梁楼盖结构，这样可以有效降低对资金成本的使用。如果地下室的结构在跨度方面相对较大，并且结构的平面布置方式较为复杂，以及抗震性要求较高的区域，在进行顶板设计选择时，应选择梁板结构。

5、特殊位置处理

在一些比较特殊的位置，应该适当增设水平筋，比如地下室外墙中的墙柱支座和转角位置等。地下室外墙中竖向载荷比较小的的扶壁柱，地下室外墙内外主筋和转角处等应该进行一定的强化工作。在顺着地下室外墙设计车道时，因为车道板呈现一种倾斜状态，因此标高也和楼面的标高水平不同，地下室外墙的水平支撑力也无法直接传递出去。车道会打断地下室外墙中的楼板支撑，其中荷载传递也经常发生下面几种状况，地下室外墙作为车道板一部分支撑，而另一部分压力则是放在梁上，地下室外墙中的水平荷载传递主要是被车道梁板所承担，另一部分则是转化到内墙当中，经过车道板将地下室外墙整体荷载传递到内墙中。地下室外墙属于地下室底板中发挥支撑作用的悬挑部件，结合车道板的实际受力状况，将其作为一种受弯部件进行相应的配筋计算。根据上述几种特点，可以对地下室外墙分区段进行计算，结合计算结果，为不同区段选择合适的配筋方法。

结束语

总之，在对防空地下室的外墙结构进行结构优化设计时，为了保证其性能和使用效果，就应不断对其结构进行改建，提高外墙的承载力，增强使用性能。在进行设计时，首先要提高对外墙结构设计要求的重视，依照设计要求，从防空地下室结构布置、内力计算、底板和顶板设计方面进行考虑，提高设计的合理性。

参考文献:

[1]肖君波.人防地下室墙体结构优化分析与工程应用研究[J].建筑工程技术与设计,2016,(21):1039.

[2]任家福,张萍萍,宋方方.防空地下室外墙结构优化设计探讨[J].砖瓦,2018(03):55-57.