哈尔滨市平战人防工程设计院有限公司
摘要：人防工程建设中的地下室建设工作其关键性环节，因为地下室在人防的实际工作中，发挥着重要的战略作用，一般人防的特殊地下室可以提供给战时 的人呢元掩蔽、通信以及进行指挥的功能，另外还具有大量地储存淡水资源以及粮食的功能，在对其结构进行设计时，要抓住几个重点构件的设计工作，包括外部墙体、缓冲性前提封闭性墙体以及防爆门等。本文对这种用于人防工作的地下室的设计要点进行剖析。
关键词：人防地下室；结构设计；要点剖析
完善的人防地下室工程设计可以使整个人防建筑免受生化武器、空袭以及核武器的侵袭，保障人防建筑中的战时人员的安全，在战争时期，人防地下室发挥的作用不可估量，但是并不意味着在现代发展型的社会，我们就可以忽视人防工程的重要性，除了作为闲置性的经济类的建筑之外，人防建筑还能有效地对灾难发生区域的居民开展保护工作，但是在现代社会，很多人并没有认识到人防工程的价值，忽略了其结构合理化的设计要素，本文对其设计要点进行具体地分析。
1 人防地下室与普通地下室的区别
人防地下室在过去的战争时代受到了来自于全社会的关注，这主要得归功于它的多重战略功能，既能遮挡敌人的各种形式的进攻，还能保证隐蔽战略物资以及我军的作战人员，有效地保存战争潜力，尤其是在进行长期性的反对侵略的战争中能够发挥奇效，但是时代发展下的今天，人们逐渐淡化了人防地下室工程的作用，甚至在建设时，将它与一般性的建筑地下室混为一谈，这是一种极其危险的做法，会导致人防地下室的施工质量严重下降，在发生自然灾害的情况时，难以起到应急的关键作用。
因此设计人员要将这两者区分开，与一般的地下室相比，人防地下室还要发挥保护作用，虽然这两种地下室的建设位置都在地下，但是常规建筑的地下室只需要一般的建设要求进行施工就可以，人防地下室在常规地下室施工的基础上还要进行能够有效提升其荷载承受力的技术，在外墙、顶板、柱子以及梁等构件选择时，要尽可能地选择大尺寸的构件。其顶板位置的遮弹层必须要有能够承受炸弹以及导弹的能力。
2 人防地下室的设计要点剖析
2.1 人防荷载的确定
人防地下室结构设计主要考虑抵抗空气冲击波。防空地下室的顶板一般就直接承受地面冲击波的超压和负压作用，而对于侧壁和底板，因空气冲击波作用于地表，压迫土体并使其产生运动，上层土体受压后连续向下传递压力，这种土体的压缩状态由上向下逐层传播过程称为土中压缩波的传播，当遇到侧壁或底板的阻挡后，则会产生超压、动压和负压作用，这就是侧壁和底板需考虑的问题。由于在动荷载作用下，结构构件振型与相应静荷载作用下挠曲线相近，且动荷载作用下结构构件的破坏规律与相应静荷载作用下破坏规律基本一致，所以在设计中采用等效静荷载法。
2.2荷载组合和内力分析
作用在防空地下室结构上的荷载，应包括核爆动荷载、上部建筑物自重、土压力、水压力及防空地下室的自重等，《规范》中针对防空地下室不同部位应考虑的荷载组合给出了一个表格，结构设计时可根据各工程的结构特点结合表格确定所需进行荷载组合的项目。在进行荷载组合时，需要明确两个问题:①上部建筑物自重标准值的确定，《规范》的条文说明中第4.9.3条已详细说明了各种不同的上部结构型式，在进行荷载组合时可分为全部考虑、考虑一半和不考虑3种情况，设计时应认真分析确定;②顶板的荷载组合中不考虑上部建筑物的倒塌荷载值。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在防空地下室结构的设计中，其承载力设计应采用下列极限状态设计表达式:
γ0(γGSGK+γQSQK)≤R(fcd，fyd，αk，……)
其中，γ0为结构重要性系数，取1.0;γG永久荷载分项系数，当其效应对结构不利时，取1.2，有利时取1.0;SGK永久荷载效应标准值;γQ为等效静荷载分项系数，取1.0;SQK等效静荷载效应标准值;fcd为混凝土动力强度设计值(参《人防规范》表4.2.3);fyd为钢筋动力强度设计值(参规范表4.2.3);αk几何参数标准值。
2.3口部防护和平战兼顾
口部防护包含三部分的设计内容:①防护密闭门与消波系统的设计;②出入口通道内临空墙、门框墙的设计;③孔口其他构件，如风井、防倒塌棚架、开敞式通道、相邻单元之间的隔墙等的设计。
平战兼顾设计是深入贯彻“平战结合”建设方针一个重要环节，由于人防工程是战时遭受敌袭击时作为保障城市居民生命安全和坚持工作的一种具有特殊功能要求的建筑物，因此它需要承受的荷载较一般结构大几十倍至数百倍，而且密闭要求很高，所以在设计中应尽量减小结构跨度，减少并缩小直通大气的各种孔口，而这种处理原则，恰为平时使用造成诸多困难，《规范》第4.12节中对此点作了指导性的规定，所以具体做法应根据平时和战时的具体要求和工程本身的实际条件综合研究确定。
2.4 软件对人防计算的实现
对参与主体结构计算的人防设计，以常用的PKPM结构计算软件为例进行说明。首先在PKPM的SATWE菜单下“接PM生成SATWE数据”―“分析与设计参数补充定义”―地下室信息―人防设计信息中，填入人防设计等级、顶板等效荷载、外墙人防等效静荷载信息，输入完成后在“人防荷载修改”菜单中，修改需要考虑不同人防等效静荷载的房间，输入完成以上的信息以后，执行SATWE菜单中的“结构内力，配筋计算”菜单进行结构分析和内力组合后，便可以获得考虑人防荷载作用的构件(梁、柱)配筋结果。对于人防顶板的计算则可以在PMCAD菜单中的“画结构平面图”，在此菜单下可以修改每块板上的人防等效静荷载，当人防等级非0且板的人防等效静荷载非0时，在板内力计算时程序自动取板等效静荷载，同时按人防规范计算板的配筋。对于口部防护的设计则可以使用理正人防计算软件来实现，具体操作这里不详细说明。
2.5 其他注意事项
人防地下室设计中还应注意以下几方面的问题:防空地下室结构在核爆动荷载作用下的基础设计，一般只按平时使用条件下验算地基承载力(战时地基承载力和变形可不作验算)，按战时和平时使用条件下中最不利情况进行基础验算(满足刚性角要求的基础，可不作受弯、受剪复核计算)。当防空地下室基础采用桩基础时，桩本身应按计入上部墙、柱传来的核武器爆炸动荷载的荷载效应组合值来验算构件的强度。在非饱和土中，当平时按端承桩设计时，防空地下室底板可不计入等效静荷载值。
3 结语
通过本文的分析，我们可以了解到人防地下室的设计工作与一般性的地下室的设计工作存在巨大差异，人防工程的建设人员在进行施工时要将这两者区别开，严格按照本文中的对于这项施工工程的设计要点来进行，另外建设人员要以实际的人防地下室的设计条件为主，适当地对设计计划做出调整，根据人防工程的现场环境来制定其结构的设计计划，使人防地下室的设计工作具有更优的质量。
参考文献
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[2]人防地下室设计要点的研讨[J]. 韩映忠. 广东建材. 2014(02)
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[4]人防地下室结构设计中存在的若干问题分析[J]. 卢国华. 江西建材. 2013(02)
论文作者:芦刚
论文发表刊物:《防护工程》2017年第2期
论文发表时间:2017/6/8
标签：人防论文; 荷载论文; 地下室论文; 结构论文; 组合论文; 顶板论文; 构件论文; 《防护工程》2017年第2期论文;