曾小強

（惠州市人防工程設(shè)計院有限公司　惠州　516000）

人防主體結(jié)構(gòu)木柱的加固措施研究

曾小強

（惠州市人防工程設(shè)計院有限公司惠州516000）

人防工程是我國主要的建設(shè)項目，人防工程對主體結(jié)構(gòu)的要求比較高，目的是確保人防工程具備穩(wěn)定的防護能力。木柱加固在人防主體結(jié)構(gòu)中，具有很高的實踐能力，有利于發(fā)揮人防主體結(jié)構(gòu)的功能，提高人防主體結(jié)構(gòu)的可靠性。本文通過對人防主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，分析木柱加固措施的應(yīng)用。

人防工程；主體結(jié)構(gòu)；木柱加固

人防工程是防護建筑中的主要代表，需要實現(xiàn)平戰(zhàn)功能轉(zhuǎn)換，提供可靠的防護服務(wù)。木柱加固措施，是人防主體結(jié)構(gòu)中的重要部分，按照平戰(zhàn)兼容的要求，促使人防工程快速實現(xiàn)功能轉(zhuǎn)變。木柱加固技術(shù)在人防主體結(jié)構(gòu)中，通過減小主體結(jié)構(gòu)之間的跨度，提高戰(zhàn)時人防工程的載荷，促使人防工程快速進(jìn)入備戰(zhàn)狀態(tài)，確保主體結(jié)構(gòu)具備充足的承載。

1　人防主體結(jié)構(gòu)木柱加固措施的要求

木柱加固措施在人防主體結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，最根本的要求是穩(wěn)定與迅速，因為平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換的時間比較快速，木柱加固措施必須在最短的時間內(nèi)完成結(jié)構(gòu)改進(jìn)，所以木柱加固措施應(yīng)該遵循根本要求[1]。人防主體結(jié)構(gòu)中，采用了后加固方法，而木柱是后加固中常用的材料，此類材料容易獲取，對專業(yè)性的要求不高，即使非專業(yè)人員操作，也能達(dá)到穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)。

針對人防主體結(jié)構(gòu)木柱加固措施，提出幾點主要的實踐要求。①木柱加固措施在人防主體結(jié)構(gòu)中比較常用，考慮到人防工程的防護需要，盡量增加活動木柱的數(shù)量，減小人防結(jié)構(gòu)的跨度，控制木柱的數(shù)量，規(guī)范跨度劃分，達(dá)到抗力等級；②注重木柱加固方式的選擇，特別是柱形的選用，借助驗算的方法設(shè)計木柱加固形式，木柱間距控制時，要以人防主體結(jié)構(gòu)為主，以免影響動載荷的分布；③木柱加固時的節(jié)能要求，木柱是最理想的加固材料，戰(zhàn)時取材容易，戰(zhàn)后還可將木材重新利用。

2　人防主體結(jié)構(gòu)木柱加固措施的應(yīng)用

以某人防工程為例，分析該人防工程中后加固技術(shù)對木柱加固措施的應(yīng)用，滿足人防工程戰(zhàn)時載荷受力的要求。

2.1人防工程簡介

該人防工程中，防護級別為6級，采用8400mm×6000mm的柱網(wǎng)完成工程結(jié)構(gòu)的布置，工程頂板厚度=400mm，每個結(jié)構(gòu)柱的規(guī)格為600mm×600mm，人防工程的墻體厚度=400mm，人防工程為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，該工程的鋼筋混凝土中，使用了Ⅱ級鋼筋，混凝土密度=2.4×104N/m3，據(jù)測量，該人防工程結(jié)構(gòu)的彈性模量=3.34×1010Pa。該人防工程的結(jié)構(gòu)，具有對稱的特性，為了提高木柱加固措施的實踐水平，以該人防工程主體結(jié)構(gòu)的四分之一為研究對象，優(yōu)化木柱加固措施的應(yīng)用。

2.2木柱加固的試驗測試

木柱加固的試驗測試，有助于掌握人防主體結(jié)構(gòu)的實際情況，合理分配木柱加固措施的應(yīng)用[2]。試驗測試中，按照該人防主體結(jié)構(gòu)的狀態(tài)，選擇了小尺寸構(gòu)件，便于設(shè)計加固試驗。試驗構(gòu)件的規(guī)格為：幾何比例=1：4、配筋率=1.4％、混凝土標(biāo)號=C30、木柱規(guī)格=100mm×100mm，木楔在構(gòu)件中，使用橡皮墊完成加固，按照試驗測試的要求，木柱間距=40cm，均勻布設(shè)在試驗構(gòu)件內(nèi)。

2.3木柱加固措施的分析

2.3.1木柱加固

木柱加固在構(gòu)件中的應(yīng)用，明顯提高了試驗構(gòu)件頂板部分的承載，促使其具備較高的抗彎性能。該人防工程試驗測試中，使用逐級加載的方式，最大加載力=0.54MPa，表明該人防工程的頂板，能夠承載0.54MPa的承載，平常該人防工程設(shè)計的承載為0.05MPa，木柱加固措施的承載值超出設(shè)計的10倍，起到了優(yōu)質(zhì)的防護作用。例如：核武器空中爆炸實驗內(nèi)，如果TNT的含量為100 萬t，產(chǎn)生的加載壓力約為0.35MPa，由此可見木柱加固措施的穩(wěn)定性。當(dāng)木柱（規(guī)格=100mm×100mm）加固措施應(yīng)用到人防主體結(jié)構(gòu)立柱的1/2間距處時，分析主體結(jié)構(gòu)中內(nèi)柱的沖切力V。

式中：V前-木柱加固前，主體結(jié)構(gòu)承載的沖切力；q-等效載荷；l-木柱間距。按照上述方法加固后，公式如下：

經(jīng)過計算后得出，V前：V后≈1：3，所以實際承載沖切力的能力，要高于立柱加固前。

2.3.2構(gòu)件破壞分析

人防主體結(jié)構(gòu)中，板柱節(jié)點、不平衡彎矩是木柱加固中的兩項弱點，容易影響木柱加固措施的應(yīng)用效率[3]。如果主體結(jié)構(gòu)的跨度發(fā)生破壞，就會牽連相鄰的跨區(qū)。該試驗中，構(gòu)件破壞分為兩種：①主筋屈服，無法支撐主體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而破壞整體；②錐面沖切，是由結(jié)構(gòu)裂縫引起的。構(gòu)件破壞是木柱加固中應(yīng)該重點考慮的影響因素，根據(jù)構(gòu)件破壞的原因和狀態(tài)，優(yōu)化設(shè)計木柱加固，致力于解決木柱加固中的破壞問題。

2.3.3柔性連接分析

柔性連接是木柱與頂板的連接方式，起到緩解沖切力的作用。上述試驗中，對柔性連接做了較好的分析。構(gòu)件試驗中，木柱的安裝采用了柔性連接的方式，即：木柱與頂板的連接點處，使用木楔+橡皮墊的方式，提高連接加固的能力，柔性連接方法非常簡單，其可在平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換中迅速完成木柱加固，更重要的是柔性連接允許木楔在安全范圍內(nèi)移動，促使木柱能夠在安全范圍內(nèi)進(jìn)入加固狀態(tài)，分散了木柱連接點的受力，在很大程度上降低了沖切力的干擾。柔性連接使用時，應(yīng)該注意木柱剛度的分配，以免影響柔性連接的可靠性。

3　人防主體結(jié)構(gòu)木柱加固措施的效益分析

木柱加固措施的應(yīng)用，提高了人防主體結(jié)構(gòu)平戰(zhàn)功能轉(zhuǎn)換的時間效率，規(guī)范了人防主體結(jié)構(gòu)的加固應(yīng)用。結(jié)合人防主體結(jié)構(gòu)中木柱加固措施的應(yīng)用，實行效益分析，如下：

（1）木柱加固間距的合理控制，可以強化頂板承載，抵御戰(zhàn)時引起的空氣沖擊力，可以達(dá)到理想的加固狀態(tài)[4]。根據(jù)人防主體結(jié)構(gòu)的性能，提前設(shè)計出木柱加固的方便，以便及時應(yīng)用到戰(zhàn)時人防工程的功能轉(zhuǎn)換中，體現(xiàn)木柱加固措施的效率。

（2）木柱加固措施，對頂板承載有很大的促進(jìn)措施，按照試驗的設(shè)計分析，規(guī)范木柱加固措施的應(yīng)用，促使木柱加固符合人防主體結(jié)構(gòu)的需求，而且木柱加固在人防主體結(jié)構(gòu)加固中，朝向成熟化的狀態(tài)發(fā)展，降低了平戰(zhàn)功能轉(zhuǎn)換中的加固風(fēng)險，提升木柱加固措施的服務(wù)水平，優(yōu)化人防主體結(jié)構(gòu)的加固環(huán)境。

（3）木柱加固措施在人防主體結(jié)構(gòu)中，具有靈活的改進(jìn)優(yōu)勢，貼近人防主體結(jié)構(gòu)的實際，預(yù)防主體結(jié)構(gòu)破壞，保護人防工程的安全性，為戰(zhàn)時提供可靠的人防工程，全面維護人防主體結(jié)構(gòu)的性能，保障人防工程的防護功能。

4　結(jié)束語

木柱是人防主體結(jié)構(gòu)中，后加柱方法中的核心，人防主體結(jié)構(gòu)采取木柱加固措施進(jìn)行改進(jìn)，能夠在短時間內(nèi)改變主體結(jié)構(gòu)的受力，促使人防主體結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定的承載，支持人防工程的戰(zhàn)時應(yīng)用。木柱加固措施的優(yōu)勢比較明顯，其在人防主體結(jié)構(gòu)改進(jìn)中應(yīng)用便捷，而且符合人防主體結(jié)構(gòu)的實踐要求，體現(xiàn)了木柱加固措施的價值。

[1]王天運，申祖武，劉國強，劉水江.人防工程主體結(jié)構(gòu)木柱加固方法探討[J].鄭州大學(xué)學(xué)報（工學(xué)版），2003，02：33～36.

[2]陳斌，諸宏博.普通地下室主體結(jié)構(gòu)加固改造方法分析[J].安徽建筑，2014，02：154～155.

[3]王玉嵐，張光輝，蔣滄如.人防工程主體結(jié)構(gòu)加固受力性能研究[J].地下空間，2004，03：306～311+422.

TU746.3

A

1673-0038（2015）22-0022-02

2015-5-18

曾小強（1986-），男，江西吉安人，學(xué)士，研究方向為人防結(jié)構(gòu)設(shè)計。