摘要：由于经济的不断发展，科学也在进步。高层建筑地下室的设计是一种常见技术。地下室的建设费用直接由其设计决定，因此，高层建筑防空地下室结构设计的主要任务是建立地下室的设计方案，协调各方，上层建筑的地下室结构设计时应该设计地下室结构尺寸，计算负荷，降低成本，以保证结构的安全，保护建筑物的质量，为合理利用空间提供坚实的基础。近年来，由于建筑设计人员对建筑人防设计规范的认识不够透彻和忽视，不能严格执行设计规范，忽视人防工程性质的特殊性，人防工程结构设计过程中存在诸多问题。因此，如何做好防空地下室的结构设计具有重要意义。本文根据作者的工作经验和总结，主要论述了防空地下室结构设计的要点。
关键词：高层建筑；防空地下室；结构设计
前言：目前，随着建筑业的迅速发展，高层建筑地下室质量和安全的基础，越来越受到人们的重视。虽然它的设计比较完善，但仍然存在一些问题和不足，为了构建社会主义和谐社会的新时代，对高层民用防空洞的质量进行控制，确保人民的生命财产安全。
一、人防设计地下室特点
防空地下室不同于一般的地下室，防空地下室的设计具有其独特的性质。
1、防空地下室结构设计的可靠性低于一般地下室的结构设计。
2、考虑到动态结构的影响，在进行塑性变形的工作时必须保证通过的最大动态负荷不超过最大允许变形值。在瞬时动载荷消失后，由于阻尼引起的振动和变形会继续衰减，最终达到静态平衡状态。在防空地下室的设计中，结构构件的工作状态由容许延性比表示。延性系数与构件的最大允许位移和弹性极限变化的比值要在允许范围内。
3、材料强度设计值可以提高。在一般工业、民用建筑规范确定材料的分段系数和动态强度提高系数，对材料在进行可靠度分析，所以称为材料强度的综合调整系数。为了验算截面的承载力，应根据材料强度的综合调整系数，即材料动态强度的设计值乘以静载荷下材料强度的设计值。
4、防空地下室结构设计较为严格。例如，材料强度等级、结构构件的最小厚度、最小保护层厚度和最小配筋率都比普通地下室的要求更为严格。
5、防空地下室结构的动力分析。防空地下室与武器爆炸的动态载荷有关。用等效静载荷法分析其结构动力学，然后用静力计算方法分析其结构内力。
6、由于常规武器爆炸和爆炸载荷仅考虑一次，因此结构构件可以考虑塑性状态，进行弹塑性阶段结构的内力计算，确保能承受较大的载荷，因此具有较大的经济意义。
二、防空地下室建筑设计应注意的问题
1、在结构动力分析的动态负载下，应考虑单一的建筑类型，建筑负荷计算的类型不同，也要考虑在通常条件下上部结构的荷载，高层建筑地下室顶板往往是爆炸动态载荷控制。
2、常用的新标准等效结构荷载，要附于防空地下室静载标准值的几张表中，旧代码要详细介绍，并在“规定”部分给出不同等级的不同跨度工事，供混凝土设计参考。应与视图“规定”相结合，防止重复计算造成的过度偏差。
3、内力分析和截面设计应采用新的标准，在地下室顶板部分计算的塑性内力分布，应该根据超静定结构的非弹性变形计算。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在四个方面支持内部之间的边界方法保证计算板的塑性变形是非常合理的。
4、对斜截面检查，考虑剪切影响修正承载跨比，有根据地修正公式的具体方法，获得“规定”的解释，而不是直接使用“斜截面混凝土设计规范抗剪公式”。
地下的高层建筑，往往因其大空间结构和大型网格板高有时会影响间隙，通风管道的布置，按照规定保护水平设计屋顶的厚度，通过户外静态标准的单向直值，进出的墙口距离小于或等于5m。
三、结构设计
1、主体结构设计
（1）结构计算模型
一般的工程梁、板等构件使用pk-pm软件设计。计算机计算模型的建立是在建筑专业提供的信息后进行的。有以下两个步骤：
首先，在封闭的人防工程中，要配合主体建筑的设计。在满足人防要求的前提下，防空地下室的竖向承重构件应与主体建筑相一致。在主建筑结构的电子计算模型的基础上，添加了人防结构构件，如口道布局和车道布局。然后对梁、板面积进行划分，并在荷载输入菜单中对人防工程的恒活荷载和等效荷载进行分配。其次，电气参数的确定，填写混凝土和钢筋的强度等级，厚度等信息，在“设计参数”上填写基底结构、梁竹层、保护层厚度和地震信息和其他参数，以上信息输入后，应用SATWE计算分析内力，得到梁的配筋结果要考虑人防荷载的影响。
对计算结果的分析表明：可以通过增加梁的高度或宽度进行修正，如果需要增加梁的高度，咨询其他专业顾问，以确保地下室的高度符合标准。还可以通过提高混凝土的强度等级或钢筋的等级来调整。
（2）外墙、临空墙、人防底板等的设计
人防外墙不仅受到地面压力、地面水压和活荷载产生的水平压力，而且受到武器爆炸产生的水平动载荷和顶板产生的动荷载。因此，人防工程的外墙设计应根据人防工程荷载是否单独使用而设计，并以最不利的荷载条件作为控制条件。在不考虑人防荷载的情况下，根据上部铰接和下部固结支护弹性板设计普通地下室挡土墙，并对其裂缝和挠度进行验算。在考虑人防工程荷载的情况下，设计了上下端支撑的塑料板，不检查裂缝和挠度。对于人防地下室外墙，可按塑性计算，并应满足平时使用荷载下的弹性计算要求。
在水平荷载作用下，根据墙体长度与墙体宽度的差异，计算水平荷载作用下的墙体。根据弹塑性方法，应依据实际情况选择各构件。防空地下室一层不能考虑常规爆炸的影响。爆炸产生的动载荷不能用于检测地基承载力和地基变形。
临空墙为一侧直接受空气冲击波作用，另一侧为防空地下室内部的墙体。临空墙等受力较大的构件宜按塑性设计，允许延性比[β]取1。
作用到结构底板上的常规武器爆炸动荷载主要是结构顶板受到动荷载后向下运动所产生的地基反力。在常规武器非直接命中地面爆炸产生的压缩波作用下，防空地下室顶板的受爆区域通常是局部的，因此作用到防空地下室底板上的均布动荷载较小。对于常5级、常6级防空地下室，底板设计多不由常规武器爆炸动荷载作用组合控制，可不计入常规武器地面爆炸产生的等效静荷载。
2、防空地下室口部设计
民用人防的设计包括：通道内墙、门框墙的设计、闭门和消波系统的设计以及其他组成部分，如风竖井的设计、防倒塌框架的设计。根据一般的墙体计算模型，计算墙体与相邻单元的划分，根据人防设计的特点，计算内力和配筋，根据悬臂梁计算一般框架墙的设计。露天通道（无屋顶段）不考虑爆炸的动荷载，只考虑静土的侧向压力。防倒塌棚架的设计分为纵向和横向两部分。垂直力为50kN，横向力的量化由相关规定确定。两个力作用时间之间有一个间隔，所以它不同时考虑相同的动作。消波系统通常由防爆阀和扩散室组成。防爆阀的选型和扩压室各部分的尺寸可在规格表中找到。扩散器前壁，即安装挂板阀，面对墙体。墙体本身承受的荷载都是根据墙体的等效静载标准来计算的。根据土体的压缩波压力，可直接确定与土体直接接触的顶板、地面和外壁。
四、结语
对于高层建筑地下室的设计工作量和难度都很大，地下室的设置质量对地面建筑的质量和成本有着非常严重的影响。因此，研究高层民用建筑地下室的设计具有重要的现实意义。
参考文献
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[4]中国建筑科学研究院.GB50010-2002混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002，1.
论文作者:王昆
论文发表刊物:《防护工程》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/11
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