摘要：随着我国社会经济不断发展，建筑行业也进入了高速发展阶段。现如今，城市建设与人防建设不断结合。但我国人防工程附建式防空地下室建设还处于初期发展阶段，在结构设计中还存在很多问题。由于防空地下室结构的荷载确定、内力分析、结构设计都具备独特的特点。基于此，本文重点探究人防工程附建式防控地下室结构设计特点与原则，进而对地下室结构设计进行探究。
关键词：人防工程；附建式；防控地下室；结构设计
引言
随着我国建筑行业不断发展，建筑行业作为我国国民经济的支柱型产业，因此，我们必须要发挥建筑行业的龙头作用，加强人防工程附建式建设进程。防控地下室作为人防工程的重要组成部分，更是保障人民生命安全、战时防空的重要措施。防控地下室作为的显著特点除了在设计中要求达到规定的抗力级别，同时也必须要保障战时密闭性要求。这就对防控地下室设计提出了要个的要求，严格按照《人民防空地下室设计规范》进行工程设计。
1、人防工程防空地下室结构设计特点与原则分析
1.1防空地下室结果设计特点
（1）可靠性指标设计
通常情况下，由于我国民用建筑和工业建筑都是静荷载形式，是永久作用的主要荷载，如果遭到破坏，造成的后果非常严重，基于此，在民用工程设计过程中，对建筑结构构件承载力极限状态的可靠性指标要求非常高。但对于人防工程而言，由于炮航弹冲击荷载作用时间较短，也就是一次性瞬间的荷载作用，因此，可以在一定程度上降低地下室防护结构的安全度，其承载能力极限状态可靠性指标也要低一些。
2）采用弹塑性体系设计
通过分析防空地下室钢筋混凝土构件可知，如果混凝土构建变形到了塑性阶段，此时构件就会在静载持续作用下 因失去承载力而遭到破坏。防空地下室的荷载形式是动荷载，具备短暂作用和瞬息的性质，并且会随着时间不短推进而衰减，因此结构会进入到塑性屈服状态，只要动荷载所导致的构建最大变形低于构件极限变形值内，当荷载作用结束后，构件作有阻尼自由振动，振动变形会由于阻尼影响不断衰减，逐渐恢复到静止的状态，这时虽然变形程度会大大降低，但会存在一定的残余变形，对于防控地下室而言，依然能够达到密闭性和承载能力要求。
（3）对材料强度要求高
防空地下室结构所承受的作用是瞬间动荷载，在急速加载过程中，由于会受到材料变形影响，材料在经过破坏变形后来不及展开，加载数值达到最大并开始卸载。通过材料试验加载测试中可以发现，如果结构材料强度提高，对地基承载力、人防动荷载作用时，其荷载力也会随之提高，甚至能够高出几十倍。
1.2防空地下室结果设计原则分析
通常情况下，防空地下室抗核武器的抗力级分为五个等级，其分别为：4级、4B级、5级、5B级、6B级。防常规武器抗力级别为两个等级，分别是5级和6级。为了能够充分发挥防空地下室结构的积极作用，保障人防工程的可靠性，我们必须要贯彻“长期准备、重点建设、平战结合”的方针，保障防空地下室结构设计足够安全可靠。在地下室结构荷载设计层面上，需要加强动荷载和土体作用力、结构自重、水压力等。防护结构设计过程中，需要重点考虑一次袭击的荷载作用，防空地下室结构在武器爆炸动荷载作用下，必须要加强结构基础本身的强度，包括受冲击荷载力、受弯曲承载力等。可以不验算地基变形与承载力，基础平面尺寸可以根据荷载组合计算方式得出结果。高层地面建筑和多层地面建筑的防空地下室，作为整个建筑工程结构的一部分，结构设计必须要同时满足荷载效应组合以及战时荷载效应组合要求，并且采用控制条件作为防空地下室设计依据。
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2、人防工程附建式防空地下室结构设计分析
2.1确定地下室底板人防荷载
由于大部分建筑工程基础形式都是采用人工挖孔桩和独立柱基，根据《人民防空地下室设计规范》要求，可以不用考虑常规武器的作用荷载，因此在设计当中需要按照核武器作用等效荷载进行计算，取人防荷载为25KN/m2.如果建筑主体工程基础不是采用箱基和筏基，需要在底板荷载组合中算入水浮力，并且水头设计长度为2m。在荷载组合设计中，人防荷载是等效荷载，分项系数为1.0。从本质上说，水浮力对整个地下室结构稳定性非常不利，分项系数应为1.2，待到荷载计算完毕后，通过到楼盖计算基础底板与梁，基础截面则采用日常荷载组合确定。
2.2地下室底板特殊情况设计
由于部分地区地下岩石较浅、水位较深，因此都会采用独立柱基，通过风化岩石作为持力层，底板也会落在岩石中，这时就不需要考虑人防底板荷载以及200mm的构造厚度，全部由平时荷载控制。再者，建筑基础采用端承桩，地板下是非饱和土，也就是基土较松的情况下，这时同样可以不考虑人防底板荷载作用，完全由平时荷载控制。
2.3防空地下室顶板设计
在低级别防空地下室设计中，需要根据人防口部与外墙距离分析是否考虑常规武器作用，之后将与核武器作用荷载进行对比分析，判断顶板动荷载是再用核武器控制还是常规武器控制。需要注意一点，核武器作用顶板荷载顶板区别最大的就是净跨10时，梁板结构10表示与次梁之间的距离，如果是无梁楼盖，10则是表示柱轴线的距离。将地下一层考虑声部影响取值为55KN/m2，则地下二层防护单元隔墙等效荷载标准应略小于地下一层，在50KN/m2.如果地下一、二层是一个防护单元，可以不考虑中间楼层的人防荷载作用，而是通过构造200mm钢筋混凝土楼板，并根据钢筋平时荷载进行组合计算。
2.4防空地下室框架柱与口部墙体
由于防空地下室是由平时荷载控制，因此，在设计框架柱时，可以不考虑人防荷载作用。对于口部门框墙，临空墙主要是采用人防荷载控制，在尺寸符合FG01-05的范围内，可以套用图集，否则需要进行二次计算。在门框墙和有封堵的临空墙计算过程中，会市场遇到门洞口一边或两边门垛尺寸要比标准尺寸长等问题，如果长度超过800mm时或门洞墙悬臂较长时，则需要设置竖向柱、水平梁。在此环节中，对受力模型选择要求非常高，如果在选择中存在问题，则会造成梁、柱截面与配筋过大，从而造成浪费问题。根据多年的设计实践表明，通过分析高层与门洞两侧墙的距离，选择距离较小的作为主梁，距离大的加梁并搭接在主梁上，该种设计模型在实际应用中取得了良好的效果，并且能够降低浪费问题。
2.5防空地下室临转换措施设计
想要充分发挥防空地下室的积极作用，就必须要做到平战两用，从而获取更多的经济效益和社会效益，要求防空地下室设计是能够自由的进行平战转换，进行有效的封堵设计。通常情况下，需要根据人防标准图集对型钢封堵洞口，并在底板中预留一个200mmｘ150mm的槽。如果是临战时期，可以将型钢放到槽中固定，但是该种方法不仅会容易被遗漏，同时也会提高施工难度。因此，笔者建议采用预埋钢板的形式，在封堵时只需要将型钢下端焊接在钢板上即可，钢板寒风大小和厚度根据实际情况确定，从而降低施工难度，并且保障平战转换功能。
结束语
综上所述，本文重点探究了人防工程附建式防控地下室结构特点、设计原则以及设计方案。但在实际设计过程中，设计人员必须要保障灵活的设计思路，学会变通，在平战转换设计中，不仅要满足防护要求，同时也要满足日常生活要求，这样才能够充分发挥防空地下室的积极作用。
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论文作者:刘昌锋
论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/2
标签：荷载论文; 地下室论文; 人防论文; 结构设计论文; 作用论文; 结构论文; 底板论文; 《基层建设》2017年第21期论文;