摘要：伴随着我国社会经济的不断发展，地下人防工程逐渐成为当前工程建设的重要组成部分，而人防结构设计也已经成为了建筑结构的主要内容之一。笔者根据自己经验以及对人防防范的理解，对人防工程的基本概念以及设计的要点进行分析，并对地下人防工程中所出现的问题进行总结，进而提出自己的建议，为人防工程的日后建设提供理论基础。
关键词：人防结构设计；人防结构特性；人防结构构造要求
1结构构件的振动性
人防工程结构设计均按非直接命中计算，所受爆炸动荷载属于偶然性荷载，具有量值大，作用时间短且不断衰减等特点，这就造成了结构加速度大，引起结构不断振动，结构构件所受力不断从正面到反面交换变化，正是基于此，人防构件（比如人防顶板、人防墙体、人防主要出入口楼梯）强调双层双向配筋和设置拉结筋的构造要求。
2动静荷载等效性
在动荷载的作用下，结构构件振型与相应静荷载作用下挠曲线很接近，且动荷载作用下的破坏规律与相应静荷载作用下的破坏规律基本一致，所以在动力分析时可将爆炸动荷载转换为相应的等效静荷载。但也应当注意到，由于是等效静荷载，结构实际承受的是动荷载，在动荷载的作用下材料特性有别于静荷载，在静荷载的基础上，混凝土及钢筋均有一个材料强度综合调整系数如HRB335级钢的综合调整系数为1.35，混凝土C55及以下为1.50，混凝土的弹性模量是静载时的1.2倍，钢材的弹性模量与静载时相同。有的设计人员没有注意到、理解到这个特性，在计算人防工程的主体结构时，没有对这些系数进行调整，计算结果不经济、合理。
3工作状态的朔性
防空地下室只考虑一次承受核（常）武器爆炸作用，结构设计只要求主体结构能承受短时间的爆炸偶然荷载，结构变形和裂缝开展均不作要求，可不进行验算，防空地下室的工作状态要求较地面建筑的低，其工作状态可以达到朔性状态。规范（GB50038-2005）第4.6.2规定“在常规武器爆炸动荷载或核武器爆炸动荷载作用下，结构构件的工作状态均可用结构构件的允许延性比[β]表示。人防工程的[β]一般取值为3，通过充分发挥结构较大的朔性变形，来达到消耗核（常）爆炸动荷载的目的。正是基于此，规范4.2.2条规定“防空地下室钢筋混凝土结构构件，不得采用冷轧带肋钢筋、冷拉钢筋等经冷加工处理的钢筋”，保证构件的最大延性。
4防护密闭性
人防工程防护密闭性体现在：战时不仅能承受核（常）爆炸荷载作用，也能防早期核辐射、抵御毒气、生化武器的侵入，保证人防工事内人员的安全。有的结构设计人员在结构设计时，只考虑到结构的防护安全性，没有注意到密闭性的要求，针对一些战时和平时都没有受到荷载作用的结构构件（比如说些密闭墙体），结构厚度设计及配筋量达不到规范的最低要求，更有甚者，把一些有密闭性要求的墙体设成了砖砌筑墙体。
5平时功能和战时功能的兼顾性
防空地下室设计必须贯彻“长期准备、重点建设、平战结合”的方针，在平面布置、结构选型、通风防潮、给排水和供电照明等方面，应采取相应措施使其在确保战备效益的前提下，充分发挥社会效益和经济效益。平时功能要求各建筑分区连通、连贯，洞口较多，而战时功能要求防护密闭性，各洞口必须密闭。这要求平时用的洞口，结构设计时必须采取相关技术措施，确保其在战前能快捷、安全地实现平战转换，满足工程战时的防护密闭要求。
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6人防结构设计的特点及原则
6.1防空地下室结构设计的特点
6.1.1设计目标可靠指标可适当降低
一般的工业与民用建筑在使用时的静荷载，是其永久作用的主要荷载，一旦造成破坏，造成的后果非常严重，因此要求在民用工程设计中对结构构件承载能力极限状态的可靠指标要求很高，而对人防工程而言，由于炮航弹的冲击爆炸荷载或核爆炸冲击波荷载作用时间很短，而且是只分别考虑一次瞬时作用，所以可以允许防空地下室防护结构有相对较低的安全度，承载能力极限状态的可靠指标要低很多。
6.1.2结构可采用按弹塑性体系设计
静荷载作用下的钢筋混凝土构件，如果构件的变形进入了塑性阶段，此时构件就会在静载的持续作用下因失去承载能力而破坏，而防空地下室的人防荷载是动荷载，具有瞬息和短暂作用的性质，并随时间而衰减。
6.1.3设计采用的材料强度值要提高
人防结构承受的是瞬间作用的动荷载，在快速加载时，由于材料达到破坏的变形来不及展开，加载的数值已经达到最大并开始卸载，反映在材料试验加载的数值上，就表现为材料的强度的提高，对于地基的承载力，人防动荷载作用时，其承载力也是要提高的，能提高几倍到十几倍，甚至更高。
6.2防空地下室结构设计的原则
防空地下室防核武器抗力级别可分为五个抗力等级：4级、4B级、5级、6级和6B级。防常规武器抗力级别可分为二个抗力等级：5级和6级，按照人防工程“长期准备、重点建设、平战结合”的建设方针，必须使结构设计做到安全可靠。设计荷载应全面考虑动荷载以及土体作用力、水压力，防空地下室结构在武器爆炸动荷载作用下，应验算基础本身的强度(受弯、受剪、受冲切承载力等)，可不验算地基承载力与地基变形，基础平面尺寸根据平时荷载组合作用计算确定，在武器爆炸动荷载作用下可不进行验算，多层或高层地面建筑的防空地下室，防空地下室是整个建筑结构体系的一部分，其结构设计要同时满足平时荷载效应组合和战时荷载效应组合的要求，并应取其中控制条件作为防空地下室结构设计的依据。
7构造要求
7.1拉结钢筋
《规范》4•11•11条规定：双面配筋的钢筋混凝土板、墙体应设置梅花型排列的拉结钢筋，拉结钢筋的长度应能拉住最外层受力筋。当拉结钢筋兼作受力箍筋时，其直径及间距应符合箍筋的计算和构造要求。大量试验资料表明，由于在荷爆炸地面空气冲击波作用下，结构在瞬间承受冲击波正、负压荷载两个方向的作用，为了保证在复杂的受力和塑性铰开展的情况下，不会造成混凝土粉碎性剥落，降低承载能力，以保证振动环境中钢筋与受压区钢筋的共同作用，使构件的整体强度不受破坏，必须设置梅花型拉结钢筋。
7.2后浇带位置设置
人防工程的防毒通道和除尘滤毒室是人防工程的重要部位，对密闭性能要求相当高，该部位应该一次浇注完成。但是不少设计人员由于对此缺乏了解，工程中常常有在此处设置后浇带，人为形成二次浇注，这种做法是不合理的。
7.3不满足防早期核辐射要求
人防工程中的顶板、临空墙，设计时必须满足防早期核辐射的要求。现在有些设计人员设计的地下室顶板，大多数都无填土，但其混凝土板厚仅为200mm，其理由是满足结构最小厚度要求，且抗弯、抗剪均符合设计要求，但却不知其防早期核辐射最小厚度却不满足规范要求。《规范》322条规定：防空地下室顶板防早期核辐射的最小厚度，对于6级人防工事顶板为250mm厚。所以设计者在设计顶板、临空墙时，除满足结构计算和构造要求外，还必须满足防早期核辐射的要求。
8结语
由于当今社会条件的需要，现在的人防工程结构设计的特点已经从传统单一的方法改进成了“设备防”和“人防”两种方法并存的模式。所以，在人防工程建设中会遇到很多问题，要针对现在人防工程的结构设计的中的问题并加以改正，才能建立一个良好的工程建设环境，建设出来的人防工程才能物尽其用。
参考文献：
[1]相武.浅谈人防工程的结构设计[J].安徽建筑，2008（02）：110-111+114.
论文作者:司书岩
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/9/18
标签：荷载论文; 人防论文; 结构论文; 地下室论文; 构件论文; 工程论文; 结构设计论文; 《基层建设》2018年第26期论文;