1山东建大建筑规划设计研究院
2山东建筑大学建筑城规学院 山东建大建筑规划设计研究院 山东省济南市 250013
摘要：众所周知，高层建筑工程数量日新月异，成为现代城市建设中很重要的标志之一。地下室是高层建筑施工中很重要的一部分，地下室结构设计合理性直接影响着建筑设计优劣，在人防地下室工程中需考虑平战结合设计，人防结构方案的设计上需要考虑更多的问题。为满足人防地下室平战使用要求、上部建筑结构类型、防护要求、节约成本等因素，需要从基础选型、楼盖（屋盖）结构选型、荷载确定等方面综合考虑。
关键词：高层建筑；人防工程；结构设计
引言
人防工程结构设计在高层建筑项目中是一项至关重要的工作内容，将会对总体工程的结构性能和质量产生直接影响，因此，必须对人防工程的结构设计工作的重要性提高认识，同时逐步提升人防工程结构设计人员的技术水平，如此才能确保工程建设的质量和安全性。
1基础选型
在考虑地下室基础时一般根据工程地质资料中地质条件进行选型，当基础持力层较深可采用桩基，较浅可采用柱下独立基础，存在地下水时还需加防水底板。基础形式有柱下独立基础加防水板、满堂筏板正（反）帽柱，主次梁式底板等。以下仅对甲类防空地下室底板上的等效静荷载标准值进行分析，基础采用桩基且按单桩承载力特征值设计时，应按照《人民防空地下室设计规范》第4.8.15条要求，对底板上的等效静荷载标准值进行取值；若无桩基（筏形基础、箱型基础等）应按《人民防空地下室设计规范》第4.8.5条要求采用；若采用柱下独立基础加防水板或条形基础时，底板上的等效静荷载标准值应按《人民防空地下室设计规范》第4.8.16条要求采用。基于基础类型及底板人防荷载取值不同，人防结构设计可根据工程周边环境、绿化设计和地质资料所提供的内容选定基础型式，考虑提高基础整体刚度，地下室的整体抗毁能力，地基变形等因素，有桩、无桩，底板不同做法等进行经济比较。充分考虑以上内容为人防地下室打下了良好的基础。
2荷载确定
按《人民防空地下室设计规范》防护要求区分甲类、乙类防空地下室。甲类防空地下室战时需要防核武器、防常规武器、防生化武器等；乙类防空地下室不考虑防核武器，只防常规武器和防生化武器。按照抗力级别划分，可分为常5级、常6级、核4级、核4B级、核5级、核6级和核6B级。根据《人民防空地下室设计规范》第4.1.5条防空地下室结构在常规武器爆炸动荷载或核武器爆炸动荷载作用下，其动力分析均可采用等效静荷载法。人防结构设计中，按照防空地下室的防护要求、抗力级别、覆土厚度、楼板跨度、上部建筑等因素确定防空地下室各防护结构构件的等效静荷载。地下室的人防顶板、基础底板及外侧墙分别根据防护等级的要求确定计算控制作用的等效静荷载来计算结构构件。
3主体结构设计
3.1人防区域设计
人防区域的基本位置要统筹各方面因素合理选择，只有选定了一个合适的位置才能为后续共层夯实基础。人防区域不能过于集中。要合理利用地下空间，杜绝因设计缺陷造成的浪费。人防区域是人防地下室建筑的重点，建筑材料必须符合设计要求，这样才能在战时发挥应有的效果。要合理划分保护区与非保护区，根据平时与战时要求来确定地下室的具体层高。人民防空地下室梁底净高要大于2.0米，室内净高要大于2.4米，也要符合平时使用的功能。人防地下室的面积要按照国家相关规定，根据遮蔽所等级执行。人民防空地下室要特别注意防水，水往低处流是人尽皆知的自然规律，人防地下室的地理位置决定其容易受到污水污染。建筑单位要合理选择防水效果明显的建筑材料，这样地下室建成后才能符合国家规定的防水标准。
3.2抗爆单元设计
抗爆单元的面积应当满足以下要求：普通人员掩蔽所与专业人员掩蔽部都不大于500平方米。相邻防护单元应当设置至少一个连通口。在确定防火区与人防区后要充分考虑人防口的位置并交给水电、通风等部门完善。以某市高新开发基地人防工程为例，地下室共三层，每层建筑面积约44000m2，平时功能为车库。人防建筑面积16000m2，功能为甲类六级二等人员掩蔽部。其设计方案为：人防集中设置在最下一层。在地下三层设人防区域，主要设置8个防护单元。依据《人民防空地下室设计规范》的相关规定，人防区域最适合设置在最下层，若没有设置在最下层，那么就应该在临战时对防空地下室以下各层采取临战封堵转换措施，保证空气冲击波不进入防空地下室以下各层。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆防空地下室底板及防空地下室以下各层中间墙柱都要考虑核武器爆炸动荷载作用。但是这样计算比较复杂。这种方案的优点是：人防自成区域，区域相对独立，人防区以上各层仅按平时使用考虑。同时可以利用的出入口数量比较多，大部分在利用原有出入口的基础上就可以解决人防的主次出入口及疏散宽度问题。
3.3防护单元主体设计
3.3.1室内出入口设计要点
（一）5级以上的防空地下室不宜采用无拐弯形式，当室内出入口具有一个90°拐弯时，内通道的最小长度应满足有关规范要求。以本工程为例，所有的室内出入口均采用一个以上90°拐弯的形式进行设计。
（二）室内出入口临空墙最小防护厚度应满足有关要求，以沿海地区6级人防为例，室内出入口临空墙最小防护厚度应为≥250mm的钢筋混凝土墙。
3.3.2单元之间的隔墙处理
（一）防空地下室相邻防护单元之间应设置防护密闭隔墙。当墙上开设门洞时，应在其两侧设置防护密闭门。
（二）人防地下室的清洁区与染毒区之间的密封隔墙应该采用整体浇筑的钢筋混凝土，且确保浇筑厚度应≥200mm，并应在染毒区一侧墙面用水泥砂浆抹光。
3.3.3单元的室内顶板设计要点
（一）人防地下室室内顶板的最小防护厚度应满足规范要求。沿海地区，6级人防地下室要求为例，其室内人防顶板应为厚度≥250mm的钢筋混凝土。
（二）防空地下室顶板不应有管线穿越。
（三）当执行2）点时出现困难，应在室内顶板上方设置管道层。
3.3.4防护单元与非人防部分的衔接处理
人防单元与非人防部分应以隔断分开，隔墙部分的要求应满足防护单元隔墙设计的要求。两部分需要连通使用的部分（如地下室汽车通道处）应设防护密闭门，人员出入的位置应通过密闭通道连通。
4口部结构设计
根据战时人防工程防护密闭要求，防空地下室的每个防护单元不应少于两个出入口，其中至少有一个室外出入口。战时使用的主要出入口应设在室外。室外出入口出地面段设计应采取防雨、防地表水措施，宜布置在地面建筑物倒塌范围之外，并采用单层轻型结构建筑。如受条件限制，其主要出入口通道出地面段设置在地面建筑物倒塌范围之内时，其通道出地面段上方应设防倒塌棚架。出入口的通道、楼梯和门洞尺寸，应按平、战的使用以及门洞尺寸要求综合确定。人员掩蔽工程战时出入口门洞净宽之和应按掩蔽人数每100人不少于0.30m计算确定。阶梯式战时人员出入口，每个梯段的踏步数不应超过18级，宽不小于0.25m，且不宜采用扇形踏步。
结语
综上所述，在当今的建筑设计项目中，人防作用越发重要，其属于集社会、经济与备战等方面效益于一体的结构建筑类型。本文主要从基础选型、荷载确定、主体结构设计、口部结构设计四个方面进行研究，在设结构计过程中，设计人员必须要准确掌握建筑结构的防控级别并遵循相应原则，不断优化设计，以确保人防工程综合功能的发挥，按标准科学、合理规划整体布局，从而从根本上保障工程的质量以及安全性能。
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论文作者:郭敏1,冯雪2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年13期
论文发表时间:2019/9/30
标签：人防论文; 地下室论文; 出入口论文; 荷载论文; 防护论文; 基础论文; 工程论文; 《建筑学研究前沿》2019年13期论文;