摘要：随着经济的发展，在城市建设中越来越多的融入了人防建设。工程建设中地下人防结构设计是常见的问题，人防工程有其自身的特点，包含内力分析、确定荷载及结构设计等方面。作为建筑的一部分，地下人防工程是重要的组成，其用途也越来越广泛，因此，在地下人防工程结构设计中，对设计的特点也越来越重要，已经成为现代建筑行业研究的一个重点问题。
关键词：人防工程；结构设计；特点分析
人防，即人民防空，指的是根据国防需要，对群众进行组织和动员，采取必要的防护措施，防范空袭导致的危害。人防是为了战争发生时，人民群众的掩蔽、救护与指挥需要，保障战略物资的安全，从而建设的地下防护建筑。与地面建筑相结合，防空地下室在建造时，其目的就是为了在战争发生时对人民防空所用，防护功能较强，作为地下人防的重要组成，也是人防工程的重要环节。
1、地下人防工程结构设计原则对于地下人防工程来说，在建设时，结构设计对于工程的防护能力有直接的影响，因此必须要遵循一定的结构设计原则：首先，为了有效的简化人防工程的荷载作用，可以利用等效静载方法，通常拆分成单个构建进行荷载计算。其次，对控制的有效条件进行利用，平战结合，通常在五级或六级人防结构中，顶板设计一般根据战争时的需求来控制，而侧墙与底板则根据实际情况按照人防结构的形式来确定，如果战时的防护要求和平常的使用要求存在较大差异，则根据平战功能进行转换。第三，强度检测方法，由于人防处于荷载作用下，一般用允许的延性对结构构建的变形极限进行控制，因此在结构设计时，不需要再单独计算结构构建的裂缝或变形；第四，对各个部件抗力的协调性进行观察，防止因为设计标准的差异，造成结构局部出现破坏，导致整个人防建筑失去应有的作用。第五，在人防工程中，对于柱与墙承重结构的设计，要与地面建筑成长结构尽量相互对应，保证地面建筑荷载通过人防结构直接转移到地基上；第六，注意构造要求，人防结构设计和一般建筑设计的要求是不同的，人防结构要求更为严格，应该充分的保证结构延性，强柱弱梁、强剪弱弯。
2、地下人防工程结构设计特点2.1 平战结合，保证建筑的使用功能在地下人防工程结构设计上，平战结合是一个重要的特点，因此对于人防工程荷载设计方面，要满足平常的使用需求，主荷载为静荷载，在此基础上，满足战争发生是，主荷载为爆炸产生的冲击波的动荷载。因此，在人防工程结构设计中，就要将正常生活使用功能和战时的使用功能相结合进行考虑。
2.2 按照弹性工作阶段设计钢筋混凝土的组成建筑构件如果处于塑性阶段，其吸收的能量要比处于弹性工作阶段吸收的能量多，所以要充分的发挥材料的作用。在人防工程设计中，应该将动荷载等效为静荷载进行分析，与之相适应的是按照静载试验来取得人防工程中结构材料所承载的能力里，人防工程设计时，材料强度的应用需要将材料置于动载条件下提高强度的一些因素进行考虑。因此，在人防工程设计中，要根据能使动荷载强度增强的系数进行调整来满足强度的需求，用于结构设计中，这是人防工程结构设计的一个主要特点。
3、等效静荷载设计在人防工程结构设计中，结构构件界面设计与结构内力计算方法是人防工程结构设计的核心问题。从设计程序来看，可以划分为三个层次，即结构方案、内力分析、截面设计。其中关于内力分析，不管是人防工程还是普通建筑的结构设计上，差别不大，截面设计上和普通建筑的结构设计方法基本相同。在对人防结构进行分析时，首先应该考虑由建设单位设计委托书中所确定的抗力等级，以此来确定工程侧很难过防护的实际要求。
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对防护等级确定之后，就可以根据相关规范对何种荷载的数值进行确定。
人防工程平常都是以静荷载为主荷载，在战争发生时，主荷载转变为动荷载，即冲击荷载。如何选择荷载，在结构上如何体现出荷载，这是人防工程结构设计面临的问题。对这个问题进行解决时，首先应该明确，如何将爆炸所产生的动荷载转变为等效静荷载，然后根据荷载的组合状态，按照静力结构力学方法对结构的背离进行计算。通过整体的结构分析，再具体到每一个构件，这样荷载的问题就能得到解决。但是人防工程内力分析，是将结构划分为多个单一的构件，根据不同的防护要求对每一个构件的防护等级进行确定，然后计算出等效静荷载，不需要向其它构件来传递荷载。
一般情况下，等效静载法对于单个构件在原则上是适应的，而由顶板、外墙、柱、梁等构件组成的人防工程结构体系比较复杂，在设计时如果采用等效静载法，就需要将结构划分为多个独立的构件，再求出各自的等效静载，从而使复杂结构简单化，组成结构或基础构件，再根据静力载荷作用，计算结构的内力。
4、人防结构构件荷载设计在发生爆炸后，地下人防结构的顶板受到上部建筑的动荷载影响较大，因此，要上部建筑与地下人防结构的相互作用以及爆炸所产生的冲击波两个方面来分析。如果冲击波沿着迎波墙上的窗户进入室内，冲击峰值就会下降，通过室内各个障碍物的反射后，又会形成新超压波形，对地面建筑产生较大的影响，会造成地面建筑失稳、变形甚至坍塌。所以对上部建筑自重的明确计算，就可以知道人防工程等效静荷载中，顶板怎样受上部建筑的作用。在发生威力较大的爆炸时，如核爆，必然会导致上部建筑倒塌，而倒塌的的部分压在地下人防工程的顶板之上，因为建筑受到抛掷，因此对上部建筑的自重取半或者不予考虑。
在进行界面设计时，要严格的区分扩散室墙、楼梯口及临空墙各种构件动荷载的作用。在临空墙一侧，受到的冲击波荷载作用后，另一侧不会受到影响。而防护门以外或者扩散室外的临空墙或通道，外侧受到的冲击波产生的荷载非常大。因此在对配筋进行计算时，可以针对构件的正面或反面不同时受到的荷载来区分对待。
对人防工程进行结构设计时，要与建筑的功能要求相结合，合理的布置结构，并建立计算模型，将结构构件与建筑构件有效的结合在一起，对设计参数合理的进行选择，保证结构设计的科学性与经济性。顶板、底板及侧墙是人防工程结构设计的重点，也是基本构件，从其功能与经济性角度来分析，这几个部位也是重点所在。在对各种管道设计师，如进入口、通风口等，设计人员要特别注意，这些构件尽管不是重点，但却是最容易出现问题的地方，设计时，要确保临空墙结构与临空楼梯的承载能力，保证防护门的牢固。对于各个阶段来说，设计都应该全面，要明确设计的要求，保证人防工程的防护水平和质量。
结束语随着经济的发展，人防工程已经发生了巨大的改变，由传统的地道形式转变为美观、坚固的建筑形式。地下人防工程是对空间的合理利用，在解决新旧建筑的功能与结合问题上也有所突破，开辟出新的空间，与现代城市建设的理念相符，体现出人文关怀的理念。本文主要根据笔者多年的经验，对地下人防工程的特点进行分析，以期能够对相关工作者提供借鉴意义。
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论文作者:邬国杰1 顾桢垚2
论文发表刊物:《基层建设》2015年1期供稿
论文发表时间:2015/8/31
标签：人防论文; 荷载论文; 工程论文; 结构论文; 结构设计论文; 构件论文; 建筑论文; 《基层建设》2015年1期供稿论文;