摘要：随着社会经济的快速发展和城市化进程的不断加快，我国越来越重视地下人防工程的建设，然而地下人防工程是复杂的系统性工程，如何确保人防工程的建设质量是一个重大的研究课题。本文从地下人防工程的结构设计出发，阐述了地下人防工程的结构设计原则及特点，在此基础上深入分析和研究了地下人防工程的结构设计，希望对地下人防工程的建设有所帮助。
关键词：地下人防；设计原则；结构设计；特点分析
1 地下人防工程的结构设计原则
由于地下人防工程与普通的地下工程存在一定差异，因此在对工程进行设计时也不能采取完全相同的设计方法。事实上，在对地下人防工程进行结构设计时，需要遵从一定的结构设计原则，主要有以下几点：
1.1 采用等效静载的设计方法
由于地下人防工程设计时需考虑核武器和常规武器的动荷载作用，因此在对其结构进行设计时，应该将动荷载对结构产生的效应简化成相应的等效静荷载，同时根据工程战时功能的具体情况及结构型式将其拆成若干个分工程进行结构荷载计算。
1.2 战时仅对强度进行验算
与普通民用建筑工程不同，人防工程结构只要在规划的设防等级冲击波作用下不破坏，保证结构的承载力，就达到了目的。且在设计中已对不同位置的结构和构件的允许延性比进行了控制，因此在战时使用状况下，只验算结构的承载力（包括稳定），可不进行结构变形、裂缝宽度和地基变形的设计。
1.3 人防工程结构各部位的抗力应相协调
由于人防工程结构各部位所受的作用不同，破坏形态不同及安全储备不同，抗力应相协调的目的就是为了防止由于存在个别薄弱环节致使整个结构抗力明显降低。主要包括：出入口各部位抗力应相协调；出入口与主体结构抗力应相协调；主体结构各部位之间的抗力应相协调；口部防护设备与人防工程主体抗力应相协调。
1.4 强调墙柱承重结构的设计合理性
在城市建设中，大多数地下人防工程的地面都承受着较大的上部建筑荷载，在设计中应该尽量使地下人防工程的墙柱承重结构与地面建筑的承重结构一致，这样就可以使地面建筑荷载直接作用到地基上，而非地下人防工程上。
1.5 强调节点构造设计
地下人防工程结构的设计与普通建筑工程的结构设计有很大差异，并且对结构的整体性要求更高，同时具备一定的延性。还应实现强剪弱弯、强柱弱梁的结构设计效果。
1.6 实现平战结合的设计效果
尽管地下人防工程的主要目的是为了作为战时防护使用，但是其最多的使用状态还是处于和平时期。此时的地下人防工程若闲置起来，必然会造成极大的空间浪费。为此在结构设计中一般要求地下人防结构应该满足战时使用和平时使用两个要求。
2 地下人防工程的结构设计特点
2.1 主体结构设计
主体结构包括人防基础、人防底板、人防墙（柱）及人防顶板等外围结构。目前许多结构分析软件技术成熟，只要在结构模型上输入人防设计等级对应的等效静载，就能计算出人防基础、底板（梁）、顶板（梁）的配筋值。需要说明的是，荷载组合和内力分析是基于战时极限承载能力状态，规范也注明了防空地下室战时应验算结构承载力，对结构变形、裂缝开展不进行验算。
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2.2 人防口部结构设计
人防口部结构设计包括防护门框墙、临空墙、密闭墙、扩散室墙体、人防门扇，各种竖井壁、车道、人防主要出入口、次要出入口、人防楼梯等。人防口是人防结构工程的薄弱部位，所受荷载力较大，是人防结构设计的重点内容，弄清楚各部件的受力状态是关键。
人防门框墙按悬臂构件来考虑，除了冲击波荷载外，还有门扇上传来的集中荷载。这两个荷载很大，为了改善其受力状态，当门洞边墙体悬挑长度大于1/2倍该边边长时，宜在门洞边设柱。应该注意人防门框墙主要承受水平力作用，受力筋应按是悬臂构件来设置，而在用一些专业软件建模计算时，将门框墙体按短肢剪力墙进行计算，导致人防门框墙水平钢筋成了约束边缘构件筋，这是不对的。
人防墙体（包括外围护墙体、临空墙体、扩散室墙体、防护单元间隔墙）一般按下端固结，上端铰支，左右两边自由的单向板进行计算。只要截面厚度符合规范要求，荷载取值正确，一般不会出现大问题。
在对各种竖井壁配筋计算时，许多人认为井壁侧压力与爆炸荷载同时作用，而爆炸荷载比侧压力大得多，所以井壁截面计算应以爆炸荷载考虑为主。其实经过土压的传播，侧压力与爆炸荷载有个时间差，计算配筋时只需考虑在侧压力作用下，竖井壁安全就行了。
3 人防工程结构构造设计问题
由于人防工程结构固有的振动性、塑性、防护密闭性等特性，人防工程的执行的构造要求比普遍工程要严格得多，只有这样才能保证功能要求。结构设计主要问题可以归纳为以下几点：
3.1 结构构件厚度达不到最小厚度要求
有些设计人员只注重于结构计算，认为满足受力计算后合格，然而结构计算通过只能保证结构受力的安全性，殊不知人防工程还须满足防早期核辐射的功能，只有同时满足结构计算和防早期核辐射的构件厚度，才是安全的。
3.2 结构变形缝的设置
有些设计人员只考虑到地面建筑结构规范上的要求，随意在人防地下室中设置各种缝，从而忽略了人防地下室内不可设缝的要求，造成人防工程的战时防护密闭性得不到保障。
3.3 由于人防地下室振动性及塑性，防空地下室钢筋混凝土结构构件纵向受力钢筋的锚固长度执行比一般工程的要严格。
3.4 由于人防工程的振动性，双面配筋的钢筋混凝土板（配筋率较低的底板除外）、各种人防剪力墙均要求设置梅花形排列的拉结钢筋，直径大于等于6mm，间距小于等于500mm；
3.5 由于防空地下室的防护密闭性，结构后浇带的设置要避开人防口房间，人防口房间尽量一次浇注成型。
4 结语
综上所述，由于我国城市化的脚步逐步增快，使得城建部门越来越看重地下人防工程的构建，其不但可以全面减少建筑工程的建设资金，还可以在相对程度上保障公众的生命与财产安全。另外随着时代的逐步改变，我国的地下人防工程结构注重美观、牢固、经济，并且逐步由地道式构造转变成附建式构造。现今，公众全面使用建筑构造的利用价值，施工者利用平战联合的方式，对地下空间构造展开有效的利用，此方式在一定程度上促进了地下人防工程的进步。然而我国的人防工程建设中，由于受到不同方面原因的作用，致使在人防工程建设时出现较多的弊端，因此相关人员在实际操作中，必须全面的对其进行改善，各个部位的取值要精确，合理且有效的实行荷载的规划，进而确保地下人防工程构造整体的质量。
参考文献：
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[2]孙久晖.地下人防工程结构设计的特点分析[J].科技创业家.2013.06（14）：261-263.
[3]袁二键.宋春晖.地下人防工程结构设计浅析[J].河南科技.2014.02（10）：351-352.
论文作者:冉清漳
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/7
标签：人防论文; 工程论文; 结构论文; 荷载论文; 地下论文; 结构设计论文; 战时论文; 《基层建设》2017年第27期论文;