摘要：人防工程是指那些为战时准备的基础工程建设，防止战时群众的安全以及物资没有地方可以掩护，这些人防工程在设计时因为承担的功能很多，所以这些防空地下室的结构以及功能分区需要得到专业人士的科学规划。本文依托实际的人防工程修建项目，对人防地下室的顶板结构进行了多方案设计，并通过对比的方式对各个方案的优势点进行列举，希望可以给相关工作人员带来参考价值
关键词：人防地下室；经济指标；顶板方案
人防工程的质量要求会比一般的地下室修建要高，所以对于人防工程结构稳固性、荷载指数等部分建设需要得到施工技术人员的重点关注，在实际施工步骤安排的过程中，人防工程有一个重点与一个难点需要特别注意，就是工程覆土承重的各个荷载，其中包括消防荷载与人防荷载，这些数据上的计算与规划需要反复设计比对。其次是受到设备专业空间的限制，地下室层高设计与造价控制等相关因素需要得到详细规划，所以很多大型业主方需要在初步设计阶段对结构设计方案进行对比优选。
1研究方案制定
1.1 方案基本情况
方案制定依托长沙某项目的人防地下室进行，地下室层数为一层，层高为 3.6m，东西向长约 139m，南北向长约 98.5m，标准柱网尺寸为 7.8m伊 8.0m，为甲六级全人防地下室，平时为停车库，建筑 面积约 11960m2，地库上部分布着六栋 25 层的高层 建筑住宅，高层住宅为剪力墙结构，主体结构设计 使用年限 50 年。地下室顶板覆土厚度 1.5m，恒载取 值 27kN/m2；活荷载考虑消防车荷载，且考虑 1.5m 厚覆土按 GB 5009—2012《建筑结构荷载规范》的附 录 B 进行折减；人防荷载取值为 70kN/m2。
1.2 各方案拟定及主要构件参数
1.2.1 各方案的拟定
地下室标准柱网大小为 7.8m伊8.0m，研究时按 长、宽方向均为 5 跨进行计算，主要研究甲六级人 防地下室顶板采用以下八种结构形式的优缺点及 主要经济指标，以下八种方案基本涵盖了目前国内 地下室顶板的常规做法，其中方案 1、方案 2、方案 3、方案 6 为较常采用的做法。
方案 1：仅设置框架主梁的大板方案；方案 2：设置框架主梁和一根次梁的“十字梁”方案；方案 3：设置框架主梁和两根次梁的“井字梁”方案；方案 4：设置框架主梁和单向加一根次梁的方案；方案 5：设 置框架主梁和单向加两根次梁的方案；方案 6：普通 无梁楼盖方案；方案 7：预应力混凝土无梁楼盖；方 案 8：无梁空心楼盖，梁板混凝土标号为 C35。各方案 的布置简图见图 1。
图1 各方案简图（单位：mm）
2 各种方案的工程量计算和比选分析
2.1 顶板结构多方案的工程量计算和预算比较
根据各个方案，计算其总工程量及其各个方案 的综合经济指标，见表 1。
表1 人防地下室顶板方案选型比较（经济指标）
2.2 楼盖方案各数据数值对比分析
从地下室净高考虑，此工程地下室层高 3.6m，扣除梁高和板厚后，地下室结构净高见表 4，假设设 备管线要求占用梁或板下 0.6m 高度，扣除设备管线 高度后地下室建筑高度汇总 需要拿出有针对性的方案进行优势对比，技术人员再根据方案规划对各个方案的裂缝与挠度进行结果确定。根据 JGJ 100—2015《车库建筑设 计规范》4.2.5 及 4.3.6 条，方案一（大板）、方案二（十 字梁）、方案三（井字梁）的建筑和结构高度达不到 规范要求，采用此三个方案，需要地下室的最小层 高为 3.7m；方案六（普通无梁楼板）、方案七（预应力 无梁楼板）和方案八（无梁空心楼盖）则有较高的结构高度和建筑高度，地下室无压抑感，使用舒适；方 案四（单个方向一根次梁）、方案五（单个方向两根 次梁）则不能满足规范净高要求，如需要达到规范 要求，采用方案四（单个方向一根次梁）要求地下室 最小层高 3.8m，方案五（单个方向两根次梁）则要求 地下室最小层高 3.95m。从模板指标来看，方案六（普通无梁楼板）、方 案七（预应力无梁楼板）和方案八（无梁空心楼盖）支模工程量比较少，能大大节约施工周期，其次是 方案一（大板），支模工程量也不大，支模工程量最大的是方案三（井字梁）和方案五。
从含钢量方面分析，方案八（无梁空心楼盖）由 于采用空心无梁楼盖，减轻了结构自重，含钢量最 少；方案六（普通无梁楼板）为 59.545kg/m2，相比方 案一（大板）、方案二（十字梁）、方案三（井字梁）分 别少 13.191kg/m2、10.579kg/m2、9.0kg/m2；除去方案 八（无梁空心楼盖），由于方案五（单个方向两根次 梁）的主梁截面较高，钢筋用量就下降明显，为前七 个方案中含钢量最少的方案，为 57.52kg/m2，但是此 方案的主梁截面达到了 1.15m，要求地下室净高 3.85m，因此，目前选择方案五（单个方向两根次梁）的项目并不多。
3 结论及建议
（1）通过以上的方案比较可以从数据分析中获得的讯息是方案六的经济实用性以及方案落实可行性较高，应该被作为地下室顶板楼该方案的第一首选方案使用，同时分析过各种数据以后发现这个方案的造价也最为节约。
（2）方案六的选用在理论上可以对地下室的层高进行适宜性控制，基本数据为2.2+0.4+0.6=3.2m，这样方案的选择可以最大限度的节约建筑造价上的成本，这些节约的区位包括基坑土方工程上的开挖工程量；底板材料的抗浮水头占用数量也可以节约出一部分；这样的处理方法不仅降低了地下室的底板板梁、板等结构材料的造价，还能将墙、柱的竖向高度得到缩减，高度的降低就是在从侧面减少材料的占用。
（3）应用方案八，也就是无梁空心盖楼的方式，这种方式具有一定的优点，与其它的结构设计不同，它能够减轻自身的自重，以及减少材料的使用，一定程度上缩短了工期，在成本上也有所节约，具有很强的经济型。但是其设计并不是完美的，具有优点的同时还有其缺点，对于这些缺点还需要加强改进。目前在此结构设计中，存在的问题有以下几个方面。首先，对于计算方面有一定的问题，这是因为在进行结构设计的环节需要对基础数据进行计算，以确保其结构具有稳定性，能够具有安全性，但是现在的计算软件分析还不足以满足人们的需求，在分析空心楼盖上还具有一定的缺陷。其次，在合作上还有一定的问题，合作是保证完成任务的基本方法，其中体现了人际学等方面的原因，在结构设计方案中，同样要讲求施工人员的团结性，只有施工队伍之间能够进行相互配合，才能进一步保障施工的质量，但是目前队伍之间的配合还不是很好，施工队伍之间需要加以协调的事情太多，所以在合作上有一定的问题。最后，这种方案最大的问题就是裂缝比较明显，而处理裂缝的问题上也比较麻烦，这对于施工是极为不利的，产生的漏点比较多，所以这种方案受到很多施工单位的排斥。
（4）方案七，是预应力无梁楼板的结构设计方式，这种应用方法在处理裂缝上具有明显的效果，但是在成本上显得不经济，造价较高，所以一般都是对于地下的顶板部分，对于裂缝具有严格要求的情况下才使用这种方案，因此这种方案的应用还要考虑其具体的现实情况，根据现实情况再做具体的分析。
结语
人防地下室顶板结构设计的方案选择要考虑多种因素，这也跟具体方案的施工技术和手法有一定的关系。具体的分析环节还是要根据实际情况做实际的分析，很难决定何种方案为最优，需要根据实际的建筑地点来考虑问题，这些问题包括施工的造价问题、税率问题、人员问题、技术问题等等，所以这些问题都是影响最终结构体系的因素，因此在方案的选择上就要更加仔细，通过有效的分析，得出符合目标建筑的人防地下室顶板结构体系，这就是最优的方案。
参考文献：
[1]刘付华，覃银辉，朱腾宇，等.人防地下室顶板结构设计多方案比选分析[J].混凝土与水泥制品，2016（7）：68-71.
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[3]李家乐.防空地下室结构优化设计[J].建筑工程技术与设计，2015（18）.
论文作者:葛树毅
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/25
标签：方案论文; 地下室论文; 人防论文; 顶板论文; 楼盖论文; 结构论文; 荷载论文; 《基层建设》2018年第6期论文;