摘要：近年来，随着城市的快速发展，城市建筑的高度越来越高，单位面积居住的人数也越来越多，在未来地上空间紧迫的情况下，地下空间开发在城市可持续发展中的作用越来越重要。人防地下室不仅在战时作为安全避难所，平时也可以发挥公共场所大空间的优势，不过在对人防地下室进行建设的时候，一定要做好相应的结构设计，使其设计过程都符合国防要求，从而为人们提供更加安全的避难场所。本文主要对人防地下室的结构设计进行了分析。
关键词：人防地下室；结构设计；特点；分析
1、基本概念及主要特点
1.1 基本概念
所谓人防是指人民防空，而人民防空的主要任务就是根据实际的国防需要，组织人民群众应对相关危机，从而减少人民生命财产的损失。在进行人防地下室的结构设计时，我们主要需要考虑到平战转换的要求、应对常规武器及核武器爆炸动荷载的作用。人防地下室的建造旨在当发生战争或者其他险情时能够减少人民生命财产的损失，为了不影响人民正常生活及国家经济的发展，人防地下室的建造还要考虑到战时和平时的不同荷载的转换。因此，在进行人防地下室结构设计时，主要需要考虑人防地下室主体结构设计、隔墙设计及孔口防护的设计等三个方面的内容。其中，人防地下室的主体设计主要含有对顶板、底板及外墙的结构进行设计，而隔墙则需要对相邻人防单元及普通的地下室的隔墙等结构进行设计，而孔口防护的设计则是包含了消波系统及人防出入口的设计。
1.2 主要特点
很多人由于对人防地下室的不了解而将人防地下室与普通地下室混为一谈，认为二者没有什么区别，实则不然。一般而言，普通的地下室大多是充当储物及应对一般险情的作用，而人防地下室则是更多的考虑到应对战时的情况，尤其是武器爆炸的动荷载问题。这种动荷载能够在瞬间产生巨大的数量，但是存在时间不长而且是不断的减弱的，属于偶然性荷载，这是武器爆炸所特有的荷载类型，而人防地下室的建造能够很好的应对这一类荷载。因此，相对于一般的地下室而言，人防地下室具有其自己的特点：首先，根据其应用的主要环境，人防地下室的结构设计的可靠度要低于一般的地下室，其钢筋混泥土延性构建的失效率高达6.1%，远要高于一般地下室的0.069%；其次，相对于一般地下室的结构构件而言，人防地下室的钢筋混泥土结构构件能够按照弹塑性工作状态来进行设计，这样一来不仅能够使得人防地下室能够在爆炸后承受更高爆炸动荷载保障人民生命财产安全，还能够在相关材料上有较大的选择空间，具有非常高的社会经济价值。此外，由于人防地下室关系到广大人民群众的生命财产安全，因此人防地下室的结构设计相对于一般地下室而言具有更高的要求，建造的过程也更为严格，在相关建造材料的选择上的要求都比一般地下室要高。另外，人防地下室主要是考虑应对武器爆炸的动荷载作用，因此要对其结构动力进行分析，这一分析能够用静力计算方法进行分析，并对其结构的承载力进行分析判断。最后，在进行高层建筑人防地下室结构设计时还应该充分考虑到期战时和平时的荷载转换问题，要根据人防地下室地面上的建筑高度制定相应的荷载量，来应对紧急状况。
2、人防地下室结构设计中常出现的问题
2.1人防地下室外墙配筋
在对人防地下室的结构进行设计的时候，最容易出现问题就是在对人防地下室的外墙进行配筋的时候。对于人防地下室来说，外墙的一侧主要是与人防地下室室外的岩石进行连接的，这一侧的外墙主要是用来承受土中的压缩波的作用的，还有外墙的另一侧则构成了地下室内部的墙体。如果人防地下室外墙的刚度与顶板的刚度相差不多，对于外墙上部分进行考虑的时候，可以按照固定端与铰支之间的支座情况来进行。如果人防地下室底板的刚度要远远的大于人防地下室外墙的刚度，那么可以将人防地下室外墙的下部支座看作是固定端，对于人防地下室各构件支座之间的条件，应该尽量保证其相互之间是协调一致的，并且在对外墙进行配筋处理的时候，需要使配筋状况与实际的受力状况相符合。在对人防地下室的外墙支撑进行计算的时候，如果人防地下室的内部有很多的隔墙，或者是人防地下室上层建筑的柱子是直通人防地下室的基础底板时，应该对外墙的支承按照在内部横墙（柱子）与楼板上的双向（单向）板来进行计算；而当人防地下室的内部横隔墙较少或者是无横隔墙的时候，在对人防地下室的外墙支承进行计算的时候，应该按照下端嵌固在基础底板、上端简支或嵌固在顶板的单向板计算方法来进行计算。
2.2防护墙体的厚度局部削弱
由于现在社会的发展比较稳定，使得人防地下室建筑很少被使用到，所以现在的人防地下室建筑设计往往都会存在着墙体厚度不够的现象。这主要是因为在对人防地下室与非人防地下室之间的防护密闭隔墙进行设计的时候，为了节约设计的成本，一些地下室的应用设备（消防栓、配电箱、接线盒等）被偷偷地安装到了里面，从而使得人防地下室局部的墙体厚度达不到所规定的标准，这会严重威胁到人们的生命财产安全。
2.3门框墙上挡墙加强梁的设置位置
如果人防地下室防护密闭门上挡墙的长度较长时，为了保证人防地下室的密闭门具有更好的保护效果，往往需要对挡墙采取相应的补强措施进行加固处理，主要的加固方法是在挡墙的下端设置加强梁，这样就能够帮助人防地下室的挡墙很好地抵抗水平方向的冲击力。不过需要注意的是，为了保证人防地下室的密闭门或防护密闭门能够方便开启，对于加强梁的位置进行设置的时候，一定要保证加强梁距上挡墙下边缘还有250～300mm的高度。
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2.4防倒塌措施
人防地下室的建造主要是为了给人们提供更加安全的保护措施的，然而很多的人防地下室结构设计竟然没有进行相应的防倒塌措施的设计，并且有很多的设计企业为了获得更多的经济利益，根本就没有将防倒塌的措施考虑在内。这样，如果有很多人在人防地下室避难的话，而人防地下室的出入口却被倒塌封闭了，那么所造成的人员伤亡和财产损失将会是无法估量的。因此，对于人防地下室出入口需要进行良好的防倒塌措施设计，以确保其更具有可靠性。不过，对于那些抗力能力比较低的人防地下室进行结构设计的时候，是不需要进行永久性的防倒塌棚架的设置的，只需要根据相应的规定要求在战时进行快速组装的钢结构装配式防倒塌棚架即可。
3、地下室人防设计要点
3.1抗渗设计
（1）在对人防地下室进行抗渗施工的时候，其施工质量会直接影响整个工程的防水情况，所以首先要建立各道工序的自检、专职人员检查制度，然后要对施工的实际情况进行完整准确的记录。最后如果施工工序没有经过监理单位的检查确认，不可以进行下一道工序的施工。
（2）在对穿墙管道进行施工的过程中，一定要采用套管加焊止水环等方法对重点的部分进行加工处理。
（3）要想控制人防地下室工程的施工质量，一定要根据工程的实际情况，从技术、组织以及施工等方面进行综合的分析，并且制定出切实可行的施工方案，这样才能够提高工程的施工质量，缩短工程的施工进度以及降低成本。
（4）在对工程进行防水抗渗施工的时候，作为监理单位必须要根据施工的规范和质量检验的标准对工程进行检验评定。同时还要根据不同工程的特点对防水工程的质量进行管理。除此之外，还要严格的控制施工阶段的质量。
3.2人防地下室平面布置图及设计要点
在对人防地下室的进风口和排风口进行设计的时候，要尽可能的保证两者之间有足够大的距离。对于人防地下室的内部进行设计的时候，出了人防风机室之外，其他的地方都需要进行相应的防爆地漏设置。与此同时，对于每个防护单元的建筑面积、掩蔽面积和掩蔽人数等参数都必须要画出详图。最后在对人防地下室的室外出入口、进风排风口以及通风采光窗进行布置的时候，应符合战时及平时的使用要求。
4、通风系统的设计
通风系统也是人防地下室的重要组成部分，在通风系统设计中，容易遇到的问题就是消防与人防、战时与平时之间的不协调，只能满足单一方面的需求，对此，采取的解决措施为有以下几种。
4.1 消防与人防矛盾协调
在地下室消防中，根据规定，在采用自动灭火系统时，防火分区的建筑面积为2000m2，而在人防工程中，防护单元最大面积为800m2。在这种矛盾下，需要将消防排烟系统按照防护单元形式的需求，增加排烟系统中竖井集气室数量，通过预埋风管、密闭盘等来达到人防工程的需求。
4.2 排风战时与平时协调
人防地下室需要有战时干厕、防毒通道排风系统。由于其本身特殊性，排风系统是需要单独设置的，这可能与平时排风系统之间产生冲突。对此，在设计时，要从战时的角度考虑，对整个排风系统进行全局规划，优先满足战时排风系统的需求，保证人防地下室战时的正常运用。
5、地下室外墙配筋问题
外墙是地下室与土壤接触的结构，会直接承受土层的压力，对其刚度要求相对较高，而配筋是决定外墙刚度的关键性因素。在设计中，容易出现的问题是配筋设计不能满足外墙受力要求、外墙土侧压力取值偏小等。
在外墙配筋设计时，如果地下内部有较多横隔墙或者上层建筑柱直接连接到基础底板上，外墙配筋计算应当按照内部横墙、楼板上所支撑的双向板来计算；如果地下室内部有较少或者没有横隔墙，需要考虑上下两端支撑，按照下端髂骨基础底板、上段嵌固顶板的单向板计算，由此计算出的是外墙的竖向分布筋，即受力主筋。当人防地下室外墙与主体剪力墙重叠时，配筋率需要按照人防剪力墙的标准来设计，如果剪力墙配筋率大于人防外墙，则应当取较大值。
对于外墙土侧压力，在计算时，静止土压力系数通常取0.5～0.7，具体需要根据土质情况，采取分酸或者水土合算的方法。
6、结束语
综上所述，人防地下室结构设计的质量直接关系到人们的生命财产安全，因此对于设计过程中的问题一定要进行足够的重视，并做好其他的要点设计，从而确保能够为人们提供一个更加安全、稳定的避难场所。
参考文献：
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[4]陈喆、杜宜东.浅谈人防地下室结构设计.[j].价值工程.2010（18）：114
论文作者:燕卓亚
论文发表刊物:《基层建设》2016年20期
论文发表时间:2016/12/12
标签：人防论文; 地下室论文; 外墙论文; 荷载论文; 战时论文; 结构设计论文; 在对论文; 《基层建设》2016年20期论文;