摘要：人防地下室是人民防空地下室的简称，在现代人防工程中人防地下室是关键组成部分，是建立我国人民防空系统的关键物质基础。根据人防工程的实际使用用途，可以分成五大类，分别是防空专业队工程、医疗救护工程、配套工程、指挥通信工程以及人员掩蔽工程。而在民用建筑中的人防工程，基本上都是平战结合设计，也就是在和平时期人防工程是城市建设的组成部分，在战争时期则是人民防空工程，平时人防工程的主要功能则是地下车库。
关键词：人防地下室；结构；选型；设计
通过人防地下室的设计原则和特点对结构设计的选型进行了分析和探讨，并针对人防地下室顶板的主要结构形式的利与弊进行了总结和归纳。
1人防地下室结构设计
人防地下室的结构设计，主要是人防顶板、底板、柱，人防临空墙、人防门框墙及外墙，主要出入口楼梯、车道及防倒塌措施的设计，
设计的内容不多，但根据平战结合的方针，人防地下室要兼顾平时和战时两种使用功能的要求，在满足战时荷载工况的同时又要满足平时荷我工况的经济合理性。
人防地下室采用等效静荷载法进行结构动力计算，将结构体系构件分别按等效单自由度体系进行动力分析。人防地F室虽然荷载大，但计算时可采用塑性内力重分布分析法计算，对于裂缝开展、结构变形以及地震和风荷载都可不进行验算，且人防荷载作用下有一个材料强度综合调整系数70o因此不是每个构件配筋结果都是人防荷载控制的。一般有以下4种情况。
(1)人防墙体、楼梯、地下2层及以下人防顶板(当人防地下室位于地下2层及以下时)，这些构件由于不需要考虑裂縫，配筋以战时荷载控制。当人防地下室位于地下1层，人防顶板则根据平时荷我和战时荷我的最不利状况下的配筋取大值。
(2)由于人防荷载与平时活荷载不叠加，分为2个工况分别计算，因此塔楼内的柱子，上部叠加的可变荷载往往比人防荷载更大，一般为平时背载控制t而塔楼外的柱则安两种荷载工况下取大值。
(3)地下室底板及外墙，当设计水位较高时，是平时荷载条件下裘缝控制配筋。
(4)人防地下室的结构选型，由于底板结构涉及到自然水土及基础的选型，有较多的不定性因素，大多数情况下，控制整个人防地下室结构的经济选型主要在于人防项板的结构形式。
2设计人防地下室结构的技术要点
2.1人防地下室基础设计的技术要点
在开展人防地下室的设计时，设计人员要详细分析和计算人防地下室结构的承载力以及可靠性，要使计算结果的准确性能够得到保证。并且，在设计的过程中，还要考虑建筑的安全性，从而更好地确定人防地下室的基础结构类型，同时为了使其结构的安全性得到保证，要针对各种袭击情况，有效计算人防结构的承载力，且考虑各种袭击的强度、持续时间以及类型。由于人防地下室结构的静荷载通常都比较大，其作为控制质量结构的基本条件，这就需要设计人员结合具体的设计条件开展全面的分析，从而有效保证其中全部系数的准确性。需要注意的是，在对人防地下室进行具体设计时，要切实考虑工程的实际情况，保证和平时期其主要功能不受到影响，在战争时期则是要充分发挥作用，这既需要合理的设计人防地下室荷载承受力，还要切实保证工程质量。
2.2人防地下室顶板设计的技术要点
设计人员在设计顶板厚度时，要保证顶板的厚度不能小于墙体厚度，这样才可以更好地对墙体进行计算。而门框墙属于开孔口的临空墙，这就导致在对模型进行计算的过程中，设计人员需要对孔口的四周作为悬臂梁开展独立的计算，如果悬臂梁长度超过孔口边长50%的情况下，还需要在其周围合理的设计一根立柱或者横梁。同时，在设计人防地下室的顶板结构时，通常都会将墙体作为单独构件进行计算，这就需要设计人员要有效协调墙体以及周边构件的弯矩协调状态，还要对节点构造的钢筋数量合理增加，从而有效的提升建筑的防护质量。
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3人防顶板的结构形式
3.1普通梁板式结构
一般而言，人防地下室位于地下2层及以下，可采用无次梁的普通梁板式结构，可节省模板及人工费用，方便施工。如果地下室位于地下1层，且覆土较厚，宜采用有次梁的普通梁板式结构，可根据轴网和覆土厚度选择十字形、井字形、单向板结构形式。梁板式结构整体性好，抗震性也较好，是比较普遍使用的结构形式之一。
3.2普通无梁楼盖结构
普通无梁楼盖在柱网较为规整时候可采用。由于人防地下室荷载大，梁板式结构的梁高较高，加上要预留给综合管道的空间，地下室层高自然较高。
无梁楼盖结构的设备综合管道可以安装在无柱帽区，在同等条件下有效控制了层高，减少了基坑开挖的深度，控制了成本。由于柱网较规整，无梁楼盖施工起来也比较方便，支模快，节省工期。
但无梁楼盖整体性能差，设计时要特别注意柱帽的抗冲切承载力是否满足，柱相的大小也要满足相关构造的要求。2018年11月128发生的中山地库坍塌事件设计方原因之--就是覆土施工超载导致托板与顶板交接处发生冲切破坏。经过此次地下室顶板大面积坍塌事件可知:在无梁楼盖设计时必须要反复复核满足规范要求，在如何提高无梁楼盖的整体性能方面，还需更多探讨和研究。
因此，当顶板标高变化较多，柱网不规整时，板跨的长短跨之比大于1.5时，当顶板作为上部结构嵌固部位时，均不宜采用无梁楼盖。
3.3现浇混凝土空心楼盖结构
现浇混凝土空心楼盖按页板结构形式可分为梁板式空心楼盖和无梁板空心楼盖(空心板无梁楼盖)。空心板无梁楼盖工程上较为常见。
空心板无梁楼益的适用条件为:
(1)柱距较大(--般大于7m),荷载较大(需要较大板厚，可放内模):
(2)不需要结构自防水(地下2层及以下顶板比较合适)。
空心板无梁楼盖的优点为：
(I)具备普通无梁楼盖的减少层高，美观无需吊顶，容易走管等的大多数优点:
(2)节省混凝土用量，减轻结构自重，环保节约能源，保温隔热隔声性能好等。
空心板无梁楼盖缺点为：
(1)结构板上、下实力部分板厚较薄，一般人防上、板厚均为100mm,板面不利于防水，板底不利于悬挂重物(如人防门上吊环、机械停车位固定停车位轨道的锚栓及其他较重的设备管道等);
(2)人防墙如需后做时无法植筋，不利于开洞:
(3)施工工艺不成熟，浇筑混凝土时内模易受扰动错位，上浮等，令本来就比较薄的上、下板厚因此更薄而极易开裂，地下室顶板出现严重渗水现象。但总体来说，优点大于缺点。
3.4预应力无梁楼盖结构
预应力无梁楼盖作为新材料新工艺，具备了普通无梁楼盖的大部分优点，还具各以下3点。
(1)预应力技术的实施赖于高强度低松弛钢绞线的使用，其设计强度约为普通钢筋的4.5倍,能充分利用高强度材料(高强度混凝土、高强度钢筋)，使之构件截面小，且可以解决大跨度结构的设计难点。
(2)预应力结构可以减小结构构件变形，控制水平构件的挠度，或增强竖向结构的刚度，其抗裂性能和整体性能好，可改善结构平面由于开洞等原因造成的薄弱带。
(3)预应力是可以度量的物理力学作用，在结构中可以产生压应力，抵消结构中的拉应力;对解央超长地下室结构因洞度变化和混凝t:长期收缩产生的裂缝有较明显的作用。但需要注意的是人防地下室必须采用有粘结的预应力钢筋混凝土技术。
采用预应力无梁楼盖的缺点是施工复杂程度提高，对质量的要求比普通混凝土高，需要专业的人员操作。
结语
人防工程不仅要保证城市居民的安全性，还对维护城市的稳定性有着巨大的作用，尤其是与城市居民的日常生活有着紧密的联系，设计人防地下室时，要结合工程的实际情况开展全面的分析，保证人防地下室结构的合理性，还要结合施工现场的实际情况，切实掌握结构设计的主要关键点，从而对人防地下室的结构进行合理的设计，保证人防地下室质量，充分发挥人防地下室的主要作用。
参考文献
[1]徐云中.人防地下室结构设计中存在的若干问题分析[J].建筑设计管理,2018,35(3):68-70.
[2]刘付华,覃银辉,朱腾宇,刘琳.人防地下室顶板结构设计多方案比选分析[J].混凝土与水泥制品,2016(7):68-71.
论文作者:吴海钰,李庞
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/9/3
标签：人防论文; 地下室论文; 楼盖论文; 结构论文; 顶板论文; 荷载论文; 工程论文; 《防护工程》2019年12期论文;