广东和谐人防工程设计有限公司 520000
摘要：地下人防工程结构设计在建筑工程结构设计中占据着重要地位，会直接决定整个建筑工程的安全。以人为本是我国的基本国策，如何保护人民的生命和财产安全是人防设计的出发点，分析了地下室人防结构设计的特点和设计原则，然后重点就地下室人防结构设计中的主要构件及重要问题两方面进行了分析。
关键词：地下室；人防结构设计；构件设计；重要问题
前言：随着城市覆盖率越来越高，人们对地下室的使用也越来越多，在地下室设计的时候人防设计是着重点。加强对地下人防工程结构设计的重视，是一项必要的工作。而在实际地下人防设计结构设计中，存在有许多方面的问题，如外墙配筋、顶板结构和抗浮设计，充分掌握这些问题，采取正确的设计对策解决问题，可以有效提高地下人防工程结构设计的可靠性。
1.人防地下室设计基本原则
人防地下室在设计原则上主要遵循以下几点：人防地下室是整体建筑的一部分，一方面需要满足日常使用状况，另一方面又能有效的满足战时需求，有利于战备运营工作的开展，在设计上要满足日常与战时情况下的荷载差异状况，依据建筑情况自身状况来合理设计，从而有效的满足实际多方面的承载需求标准。人防地下室设计要符合应有的强度检验标准，冲击波荷载情况下的结构构件达到变形的最大限度，
通过延性比做有效控制，对各构件在延性比做有效确定，对变形限制与防护密闭需求做应有关注，从而可以不必对结构变形与裂缝做独立的验算。在防控设施上需要考虑到受到常规武器或者核武器的破坏可能性，设计中要以最强烈破坏情况做作用力后果的预想与人防地下室结构的有效设计，从而保证人防地下室设计具有较强的抗破坏能力。
2.地下室人防结构设计的特点分析
地下室人防结构结构设计具有以下特点：（1）结构设计的可靠性可以降低，一般建筑结构pf≈10，而人防结构pf≈6%。（2）考虑结构的动力响应。（3）结构构件可考虑进入塑性工作状态。（4）材料设计强度可以提高。
3.地下室主要构件人防结构设计分析
3.1 人防荷载的确定：人防地下室结构设计主要考虑抵抗空气冲击波。当核武器在空中爆炸时，当冲击波传播到地表时，形成反射冲击波，因反射波是在被入射波压密和加热过的空气中传播，且压力又高，所以反射波的传播速度要比入射波快，当反射波波阵面终于赶上入射波波阵面后，则汇合成为一单一的冲击波，即合成波，合成波波阵面靠近地面部分是垂直于地面的，即合成波是水平方向传播的，对抗力等级较低的防空地下室来说，所受的冲击波即为这种合成波。
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3.2 荷载组合和内力分析：作用在地下室人防结构上的荷载，应包括核爆动荷载、上部建筑物自重、土压力、水压力及防空地下室的自重等，规范中对人防地下室不同部位应考虑的荷载组合给出了一个表格，结构设计时可根据各工程的结构特点结合表格确定所需进行荷载组合的项目。在进行荷载组合时，需要明确两个问题：一是上部建筑物质自重标准值的确定，规范的条文说明中第4.3.14条已详细说明了各种不同的上部结构型式，在进行荷载组合时可分为全部考虑、考虑一半和不考虑三种情况，设计时应认真分析确定。
4.地下室孔口防护人防结构设计
孔口防护包含三部分的设计内容：一是防护密闭门与消波系统的设计，二是出入口通道内临空墙、门框墙的设计，三是孔口其它构件，如风井、防倒塌棚架、开敞式通道、相邻单元之间的隔墙等的设计：（1）当空气冲击波到达出入口通道时，虽然有通道出入口的扩散作用，但遇墙体和门的反射作用使作用在门上的总效应大于空气冲击波的压力，约为2.0～3.5倍。为方便工程设计人员，国家将防密门进行系列化处理，依据设计压力和门洞尺寸就可轻松地选择定型的防密门。（2）而消波系统的产生是因为滤毒通风设备所能承受的允许压力远小于空气冲击波，若其防护措施不能与主体抗力相适应，将直接影响整体工程防护能力。消波系统的基本思想是以堵为主，堵消结合。（3）扩散室前墙即安装悬板活门的墙面为临空墙，墙面本身受的荷载及活门传来荷载均按临空墙荷载取值，扩散室与土相邻的顶底板及外墙按土中压缩波压力确定荷载。
5.地下室人防结构设计措施
5.1 主体结构设计对策：在地下人防主体结构设计中，容易发生的问题主要是结构选型不合理，导致结构构件布置太过复杂，影响其日常使用或者战时功能，不符合“平战结合”的要求。对此，在主体结构中，需要综合考虑工程上部建筑结构类型、平战使用要求、防护要求以及水文地质情况等各方面因素，选择最为合理的结构类型。还需要做好主体结构中柱网的设计，避免柱网分布不合理影响结构安全与功能，具体设计措施有：（1）在出入口位置，柱网要尽量避免占用停车位，将其选择在车库的边角位置。尽量使用统一种类的柱网，使其尺寸保持一致。（2）在柱网比例关系设计中，要满足停车、行车的技术要求，并在保证结构合理性基础上，提高结构经济性。人防地下室柱网与上部建筑结构柱网保持统一。
5.2 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。
5.3 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。
5.4 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。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。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。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。
结束语：地下室的设计中考虑人防的问题，关键是和平时期和战争时期相结合的问题，既要考虑平常使用时荷载较小，需满足建筑使用上大空间的问题，又要考虑人防时荷载较大，结构上很难满足大空间的问题，如何协调两种状态下不同的使用要求，就是设计师考虑的地下室人防结构设计中的重点问题。
参考文献：
[1]李晓良.关于人防地下室结构设计的几个问题{J}.浙江建筑，2009（11）
[2]肖世健.浅谈人防地下室结构设计{J}.山西建筑，2008（12）
[3]梁兵.地下室人防结构设计探讨{J}.科技资讯，2008（05）
论文作者:胡七灵
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/15
标签：人防论文; 地下室论文; 结构设计论文; 荷载论文; 结构论文; 冲击波论文; 构件论文; 《基层建设》2018年第2期论文;