关于人防工程抗震设计的研究
时间:2017-10-14   来源:土木工程网      字体显示:    阅读:189 次

1 人防工程的种类

人防工程大多建在地面以下,按建造方式和施工方法可分为:暗挖式人防工程和掘开式人防工程,暗挖式人防工程又分为:地道式人防工程和坑道式人防工程;按照建造方式分为:附着式人防工程即防空地下室和单建式人防工程;按照人防工程的功能可分为:指挥通讯类、医疗救护类、掩蔽类、后勤保障类和交通运输类等。

2 人防工程的抗震优越性的主要表现

人防工程比地上建筑有更强的抗震能力,唐山地震中有的地区地面建筑的破坏烈度十分严重,而人防工程只是出现了裂缝,还有的基本上没有损坏,烈度要相差3-4度。除此以外,也没有发现因地面建筑倒塌或者是构件坠落撞击,使人防工程的顶盖破坏,这就在一定程度上说明人防工程在抗震性能上,以及同等条件下优于地上建筑。

在地层深部的岩石中发生地震波会传至地表层后,加速度逐渐加大,这时,在大部分的高层建筑顶部会产生“鞭端效应”,接着,高层建筑层间位移发生失控甚至整个建筑倾覆,从而产生了破坏。而人防工程的结构由于其所在岩土层的弹塑性产生抗力,在受力后,产生位移就会受到很大的限制,加上土壤对人防工程的结构也起到振起阻尼的作用,使其结构受到地震的危害很大程度上低于地面建筑。与此同时,在强震的作用下,地基的承载力可能会下降,地基的饱和使砂层液化也可造成地面的高层建筑倾倒,从而遭到破坏。而人防工程的结构最大程度上只是可能发生倾斜,倾覆破坏是不容易造成的。

有关现代城市人防建筑平战结合的政策法规中要求,大多数人防工程的空间特别是高层建筑,其地下附建的大多是按等级设防的钢筋混凝土结构所搭建的人防工程,由于人防工程有地震波与防核爆炸冲击波作用相类似的结构设防机理,所以人防工程具有相应的较强的抗震能力及较大的抗震潜力。若全面在结构的设计上考虑适当的抗震特性,其整体抗震的性能就会最大限度地地上建筑。除此以外,人防工程在因地震产生的煤气爆炸、火灾、建筑倒塌撞击以及综合防护的性能上具有独特优势。

由于现代城市的战备防护与平时防灾是相似的,具体表现在灾害预警、预测、人员避难、应急反应、救灾物资贮备和抢险救灾等方面。所以,现代的城市的战备防护功能与防灾减寄害功能要在组织、规划、管理和领导及工程设计的建设上也可达到协调统一。

3 人防工程的作用

人防工程可当作地震时临时的居住地,很明显人防工程的综合防护能力和内部的环境要优于室外的防震棚,冬季严寒等恶劣天气条件更是如此。人防工程可减少因地震所造成的损失及不安定的社会心理。同时,人防工程还可以作为地震和余震期间的避难场所。人防工程为社区服务中心、物业管理部门和各级抗震救灾指挥组织机构来贮备抗震救灾物品可使居民心理上增加安全感并有利于减少恐惧的心理,保持社会安定。

4 人防工程在抗震减灾方面存在的问题

地震是复杂的自然现象,但至今都不能准确地掌握地震的自然规律,所以不能及时做出准确的地震预告。

国内的人防工程抗震从调研、设计和施工及法规的制定成就巨大。实践证明,人防工程的抗震设防可避免地面建筑倒塌时对人防工程的影响,因人防工程的实际抗震效能的设计、材料质量、施工和技术等都受到多种因素的制约和影响,人防工程并没有完全达到规范中所要求的抗震设防标准。其设防标准主要依据地震的参数及潜在地震危险来精确确定,由于地震不可预测,所以其设防标准只能等到震后才能计算,可是却为时已晚。

现在人们在观念和心理上对人防工程整体结构的抗震性能缺乏足够的信任。现代城市中高层建筑占绝大多数,且密度很大,如遇强震,在“求生”过程中人员伤亡情况会随时发生。若在恶劣的气候里,大量居民惊慌逃离,不得不离开建筑,不得不在外面“风餐露宿”,因部分居民因对人防工程的抗震性能缺乏信心。

根国内外震灾的教训,城市遭受强震破坏后,虽然邻近地区和其它城市都会来抢险救灾,但是城市自身一定具备抢险自救的能力,不然也会错过救灾抢险的最佳时机,错过对遇险人员的救护及救助的时机,来提高效率。震后人们的正常生活遭到破坏,食物、饮水、医药和医疗设备入救灾工具缺乏,就会在很大的程度上影响抢险救灾减灾工作的展开。所以,在日常生活中利用人防空间存贮抢险救灾物资看起来很必要,可地震的预测还没有达到可以事先把生活必需品存起来的条件。

因此,人防工程既利于人们防震避难,又利于抗震抢险生活必需品的存贮,是防震减灾最切实可行的空间。人防工程特别是平战结合的人防工程能够充分发挥在抗震减灾中的最大作用,是要永远重视和深入研究探讨的课题。

5 人防工程的设计

按等级设防,人防工程在结构坑震性能上均有较大的开发潜力,应该针对抗震设防烈度、地基状况和上部结构状况来设计计算结构,并加强其抗震的构造。

为防止人防工程的上部建筑倒塌,以堵塞人防工程的出入口,应采取以下措施,地下室出入口不得少于2个,并预设备口;单元集合式的住宅,附建的地下室各单元的分隔墙之间可以设置管理门或者预留结构的洞口,平常的时间用填充墙来封堵,当某单元的出入口被地堵塞,可用平时预备的大锤砸开填充墙,使各单元相互联通。人防工程的出入口上部结合地面的一层建筑,在出入口设钢筋混凝土,搭建“抗倒塌棚架”,在出入口即使被堵塞的情况下,仍会有较好的通风。

地震中最易发生的次生灾害是火灾,其危害程度仅次于强震,引起火灾的主要原因是在地震中地面建筑剧烈晃动,遭到被坏和倒塌,从而造成炉火翻倒、煤气管道破裂导致燃气外泄或者电器短路等,从而发生火灾。虽然在日常生活中,为了增强人们的防震防火知识和技能,人们常受到防震防火安全宣传教育,但实际上并没有实际经验。所以在设计中,可加强次生火灾的工程技术措施,以最大限度地减少次生火灾的发生。人防工程对其地上的建筑具有较好的防护性,由于火中空气是自下而上运动的,火不会自动向下蔓延,只要人防工程的顶板有一定的防火阻燃,并在其上覆盖土层来增加厚度,目的就是增强阻,避免了高温传导,所以可以保证在人防工程中人们的安全,而人防工程对因煤爆炸性火灾具有更特殊的防护性能。人防工程大多无炉火、煤气管道或者燃气罐等潜在危险,多为抹灰类简单装修,本身具有良好的防火性能,并配备一定数量的灭火器,可保证防火安全。

6 小结

加强对人防工程设计的指导,落实建设平战结合。人防工程从中央到地方都得到重视,并设有专门机构来管理,配备技术人员和足够的经费,优于许多城市建设的项目。向有条件的设计院(室)建议,协调技术力量,建立设计专业组,以适应工作需要。按各个时期的防护要求适当地封堵和加固,使人防工程具有足够的防护能力,成为人们受到灾害时的掩蔽所或是工作的场地。对减轻灾害造成的损失,节省投资,发挥效益,可起到立竿见影的效果。并且,设计人员要与时俱进,随着生产力的不断进步,技术的不断更新,设计更好更实用的人防工程。

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