广东省东莞市 523000
摘要：随着社会经济的飞速发展，城市建设和人防建设也随处可见。地下室设计在工程建设中仍存在着许多的问题，荷载确定、内力分析和结构设计都表现各自的优势。地下室是建筑建设的当中环节，其功能也显易可见。本文主要阐述地下室结构设计中人防荷载的运用，分别从人防结构设计的特点、人防荷载的确定等方面分析和研究，为相关的工作人员提供参考。
关键词：地下室；结构设计；人防荷载；运用
1引言
随着人防建设与城市建设相组建的不断发展，地下室的功能和用途更加广泛，规模也得到加大，同时，建设当中的问题也逐渐暴露，因此应当考虑平常使用时荷载的情况，但也需要达到建筑使用上的要求等，又要注意人防时荷载较大，结构上无法达到大空间的要求和标准，落实这两种状态下不同的使用情况的工作，对城市地下空间充分利用的现代化水平的提高提供积极的作用。
《中华人民共和国人民防空法》表明，人民防空，国家根据国防实际情况，鼓励和组织群众制定防护措施，应对以及降低空袭灾害的力度。人民防空工程（也即人防工程），是为提供战时工兵与物资协调、人防指挥、医疗救护等情况而建设的地下室结构。地下室结合人防设计，特别是需要与平战结合，地下室是根据地面建筑修建的战时使用到的建设建筑结构，是起到较大的防护能力。与普通类型人防工程有着差异，其起到国家规定的防护作用和战时防空用途，是保障人民防空最主要的物质基础。
2人防结构设计的特点
地下室结构设计的一般分为两部分，主体结构设计和口部防护设计，又分为顶板、外墙、底板等构件，同时分为出入口的防护以及防护设备，由于出入口的防护包含防护密闭门的类型、门框墙、临空墙的规划、出入口通道的组建等等，分为防爆破活门的类型和扩散箱的规格。一般的武器爆炸动荷载和核武器爆炸在动荷载的影响下，地下室结构动力方面可选用等效静荷载法，在等效静荷载和静荷载确定后通过静力分析的思路对结构内力进行考虑。因为核爆炸荷载和一般的武器爆炸荷载都按照理想状态分析，所以，结构构件可通过进入塑性的情况考虑，通过弹塑性工作阶段分析结构内力，达到节省建筑材料，使得材料充分利用。
通常，钢筋混凝土结构，根据性能和使用情况，分别对两种特殊状态的分析和计算，在承载能力极限情况和一般的使用极限情况。而人防工程结构通常都是分析结构强度，可不进行结构变形和结构裂缝宽度的计算，结构设计人员必须仔细分析研究规范条文的说明和操作范围，根据工程的具体情况，以保障工程项目顺利地完成，此外，地基承载力与地基变形可以不做考虑。人防结构的相应构造特点，如保护层类型、尺寸、钢筋锚固长度等与常用的结构有着差别，标准变得更加严格，设计中通过需要对结构进行受力分析和计算。
3人防荷载的确定
3.1公式法计算
核爆炸等效静荷载一般通过《规范》的相关公式，甲类的人防地下室通过相应的顺序进行计算：ΔPm—ΔPms—Ph—Pc—qe其中，ΔPm表示人防地下室当中的冲击波最大超压，考虑抗力的类型进行采选；ΔPms表示空气冲击波超压大小情况；Ph表示核武器爆炸土中h深处压缩波的Pmax；Ρc表示人防地下室地面冲击波影响下的动荷载大小；qe表示人防地下室地面冲击波功能在结构构件上的相关等效静荷载。甲、乙类人防地下室的一般武器爆炸等效静荷载qce，通常参照《人防规范》第4.3节和附录B公式，通过特定的顺序进行求解：C—ΔPcm—Pch—pc—qce
其中，C表示相应的TNT装药量，对行业现行相应标准进行取值考虑；ΔPcm表示人防地下室地面爆炸空气冲击波的Pmax，按照抗力类型进行采用；Pch表示常规武器地面爆炸空气冲击波感生的土中压缩波的Pmax；pc表示常规武器地面爆炸影响下在土中结构上的相应的动荷载；qce表示常规武器地面爆炸作用在结构构件上的均布等效静荷载。
3.2根据规范表
为了降低项目设计人员的工作量，《规范》在第四章当中以表格的形式总结了相关的人防构件相关的武器爆炸均布等效静荷载值以及核爆炸均布等效静荷载值。但是，表内所列荷载值是在特定的条件下通过规范公式确定的，所以当实际工程与查表的情况存在差异，则通过公式进行计算确定。
3.3荷载组合和内力分析
人防地下室包括甲类和乙类，甲类人防地下室需要满足特定的武器爆炸动荷载和核武器使用的动荷载的实际情况，另外，人防地下室需要达到一般的武器使用动荷载的要求和标准。第一类的人防地下室设计通过前三条条规定的荷载情况而得到的，另外的人防地下室设计是根据以下前两条规定的荷载情况而得到的，需要取各自的特殊的效应组合提供参考。第一条，一般使用状态结构的荷载。第二条，战时一般的武器爆炸等效静荷载与静荷载相互影响。第三条，战时核武器由于等效静荷载与静荷载的影响。通过上述的论述，可以得到人防设计的几点特点，通过和平时状态下的内力作用时相比较，顶板、侧壁及人防区域内构件的不同方面的受力情况，根据战时确定，底板、基础由平时控制。得到构件的内力与配筋后，同时需考虑的问题就是针对一些构造标准，规范第4.7节中给出相关的说明与参考，结构设计人员必须仔细分析研究规范条文的说明和操作范围，根据工程的具体情况，以保障工程项目顺利地完成，人防地下室的相关构件得到合理和有效的设计。
4人防地下室的类型
4.1根据受空袭威胁程度区分
因为我国地域差异不一，城市和地区间战略政策不同，地理环境等也有差异，《人民防空工程战术技术要求》通过之前的空袭威胁情况把相关的防空工程分为甲和乙的类别。第一类防空地下室结构需要达到其之前的战时对核武器、一般的武器和生物武器的相关使用标准，防空地下室设计必须达到一般的武器使用的动荷载和核武器使用的动荷载的操作要求。另外，防空地下室结构需要达到其之前的战时与一般武器和生物武器的相应的使用标准，一般的设计都必须满足常规武器使用的动荷载要求。
4.2根据战时功能区分
人防地下室通过战时功能可分为战时指挥所、专业队员掩蔽部、医疗救护站、二等人员掩蔽所、战时柴油电站、人防物资库、人防汽车库等。一般，上三种类型的人防地下室必须由专门的设计部门负责。根据战时的用途区分防空地下室的工程类别与称谓，见表1。
4.3根据抗力级别区分
防核武器抗力级别分为核4、核4B、核5、核6、核6B级，防常规武器抗力级别又分为常5、常6级。人防地下室类型及抗力级别通过相关的人防主管部门，结合国家的相应标准，与该地区的实际情况在方案评审时进行处理和解决。
5结束语
设计前必须通过当地人防部门对人防地下室设计结构的审批标准，包含人防地下室类型、抗力级别、规模等方面。不同的数量级、不同的抗力类型、不同规格的人防地下室，其口部实际要求不同、成本投入存在较大的差异。通过利用地下空间，对旧城改造方面进行合理分配，拆迁方式和拆迁与文物保护方面的协调需要及时解决新老建筑结合和增大使用用途，并为该地建立了较大地面，达到现代城市建设标准及使用的规范要求。此外，加大改进地下工程技术以及各项保障技术，加大建设、规划建设力度，以及提高管理的科技含量，增强城市地下空间充分使用的现代化水平。提高地下工程的建设力度和施工技术的改进力度，加强防水、防火、防护等防灾技术的研究，以提高地下空间的使用质量要求。
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[5] 张剑芳等，某工程防空地下室结构设计的若干问题的探讨，国外建材科技，2006年，第27卷，第3期.
论文作者:张海航
论文发表刊物:《基层建设》2016年7期
论文发表时间:2016/7/6
标签：人防论文; 荷载论文; 地下室论文; 结构论文; 战时论文; 结构设计论文; 抗力论文; 《基层建设》2016年7期论文;