摘要：防空地下室是为战时服务、具有预定战时防空功能的特殊地下建筑，与普通地下建筑相比较，其使用对象、条件、要求均有明显差别，从而在设计原则、设计标准和处理方法上，均与普通地下建筑不同。
关键词：防空地下室；结构设计
引言
与一般民用建筑结构（普通地下室）相比较，防空地下室结构有以下主要特征：承受爆炸（常规武器、核武器）动荷载、结构产生运动、材料强度提高、结构可靠指标降低、大部分钢筋混凝土结构构件可按弹塑性工作状态设计等。了解这些参数和特点，就可以参照民用建筑结构设计的一般方法，进行防空地下室结构设计。
1 防空地下室分类
根据《中华人民共和国人民放空法》中“城市新建民用建筑，按照国家有关规定修建战时可用于防空的地下室”的规定，城市中在新建民用建筑时，应该按照国家和当地政府的有关规定，修建一定数量的防空地下室。防空地下室的防护类别、战时用途、防常规武器、防核武器的抗力级别等，均由人民防空行政主管部门依据该地区的人防规划和相关规定确定。平战结合的防空地下室设计不仅应该满足战时的防护要求和使用要求，还应满足平时使用的各项要求，使其做到安全、适用、经济、合理。
甲类工程：指防核武器、常规武器。生物化学武器和城市次生灾害的人防工程。
乙类工程：指防常规武器。生物化学武器和城市次生灾害的人防工程。
本文仅对抗力级别为常5级、常6级和核5级、核6级、核6B级的甲、乙类防空地下室进行概述。
2 设计原则
防空地下室是为战时防空袭服务的，所以其设计必须满足预定的防护要求和战时使用要求。防空地下室结构设计的核心有两个方面：
（一）防空地下室的结构设计，必须满足预定的抗力要求，在预定的爆炸动荷载作用下，防空地下室不能破坏，并具有足够的承载能力。
防空地下室的结果设计，应根据防护要求和受力情况做到结构各个部位抗力相协调，抗力相协调即在预定的爆炸动荷载作用下，保证结构各部位（如出入口与主体结构）都能正常工作，防止由于局部薄弱部分破坏影响主体，这是人防设计的指导原则。
相协调的主要内容包括：出、入口各部位抗力相协调；出、入口与主体结构抗力相协调；主体结构各部位抗力相协调；防护设备与主体结构抗力相协调。
（二）防空地下室的结构设计，必须满足预定的密闭要求，在预定的爆炸动荷载作用下，防空地下室必须满足放毒要求和辐射防护要求。
对一般密闭、防水要求的防空地下室结构构件，可按弹塑性工作阶段设计。
在满足设计抗力及防毒密闭要求的前提下，为使结构构件在最终破坏前有较好的延性，应使其具有较好的变形能力。为体现抗爆概念设计思想，与抗震结构相同，钢筋混凝土结构构件宜实现“强柱弱梁、强剪弱弯”的设计准则。在抗爆结构中，应充分利用受弯构件和大偏心受压构件的延性。在构造上还应特别注意梁、柱节点区要有足够的抗剪、抗压能力和钢筋锚固长度。不论结构内力是按弹性分析或按弹塑性分析，都应将结构设计成最终为延性破坏而不是脆性破坏，这样可以提高整体结构的抗爆能力。即使作用在结构上的荷载稍有增加和局部超载，也不致引起结构的倒塌，者具有较大的经济和现实意义。
3 一般规定
（一）工程的荷载
防空地下室结构承受的战时设计荷载有动载和静载两类。动载是指核爆炸空气冲击波荷载压缩波荷载以及航炮弹爆炸荷载。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆静载是指土压力、水压力、结构自重及上部建筑物荷载、地面堆载等荷载。
甲类防空地下室结构应能承受常规武器爆炸动荷载和核武器爆炸动荷载的分别作用，乙类防空地下室结构应能承受常规武器爆炸动荷载。对常规武器爆炸动荷载和核武器爆炸动荷载，设计时均按一次作用。
（二）工程的验算内容及方法
防空地下室结构在战时设计荷载作用下，只验算结构承载力，不验算结构变形、裂缝开展、地基承载力与地基变形。其在战时设计荷载（等效荷载和静载）作用下的内力分析和截面设计方法与一般工业与民用建筑工程的静力结构设计方法相同。除一些特殊规定外，可以与相应的现行有关结构设计规范进行设计计算。但平时荷载作用下必须按照国家现行有关规范进行验算，并取其中控制条件作为防空地下室结构设计依据。
防空地下室在动载（等效静载）与静载同时作用或动载单独作用下，其材料动力强度设计值要按静载作用下的材料强度设计值进行调整，钢筋和混凝土材料在快速应变下，其材料强度会得到不同程度的提高。材料强度综合调整系数γd取值根据材料种类有所区分。
一般防空地下室工程结构动力计算，动力分析采用等效静荷载法。虽然这种方法是以静荷载的形式出现，但其实质是动荷载，因此，结构构件的设计，计算必须符合人防规范所规定的结构在动荷载作用下的各项规定和要求。对于复杂工程及特殊结构，也可按有限自由度体系采用结构动力学方法，直接求出结构内力。
结构的等效静载法与结构构件中的工作状态有关，即用结构的允许延性比[β]表示。它是结构构件允许出现的最大挠度与弹性极限挠度之比，代表了构件的允许工作状态。
4 防空地下室结构设计步骤
防空地下室结构设计和一般民用建筑结构设计一样，简单来说就是：确定结构类别→确定结构体系→确定荷载组合（等效静荷载、静荷载）→内力分析→确定控制内力→截面设计。其中等效静荷载法可以直接利用各种现成的计算图表，等效静荷载及静荷载确定之后，防空地下室结构设计所依据的原则和计算方法与静力结构是一致的。
5 人防地下室结构设计的注意事项
在人防地下室设计前一定要经过当地人防部门的审核，对人防地下室设计方案通过后才可以进行设计，进行人防工程的结构分析，确定工程防护等级要求，要根据建设单位设计委托书中工程的抗力等级。将建筑平面化是人防结构构件布置的主要内容，可利用线型填充，充分表达人防信息用结构，人防地下室类型，抗力等级规模。不同类型，规模的人防地下室设计都要充分的考虑，因为要求不同，会直接影响投资金额的差距。根据不同的类型划分人防区、非人防区，人防外墙、门框墙、隔墙、临空墙等都要进行精确的计算，与人防配套图集的配合，在具体标准下，对安装尺寸，安装荷载都有严格规定，当有移动电站等设施时，门洞的尺寸要考虑设备安装，采用最小的尺寸在运输的过程中。对各种墙体进行不同的编号，选择荷载类型，为计算与实施编制配筋表带来更大的方便。人防工程结构内力的计算方法在人防工程中非常的重要，另外一定要注意构件截面的设计方法。
人防地下室结构设计口部集水坑的问题一定要注意，如果不是平时，在战时状态的时候，用消污水的集水坑来设置防空地下室的主要出、入口的通道，还要对地漏及集水坑进行有效的处理，保证给、排水地方有个整洁的环境。出入口的洗消间、滤毒室、进风扩散室、进风竖井、人员通道等都需要进行有效的冲洗。地漏、集水坑、排风竖井在空袭后应由专业队、专业技术人员进行清理。集水坑施工空间越大施工难度越小，相反，集水坑施工空间越小施工难度越大。根据施工场所的实际情况，可将两者打通就可以解决这个主要的问题。在排水口对防爆波阀进行设置，来实现防爆波地漏只可以承受管道传输的反向冲击波的问题。
6 结语
防空地下室结构设计所依据的原则和计算方法与静力结构是一致的，仅材料强度取值不同、构件构造要求不同。
参考文献：
[1]人民防空地下室设计规范（GB50038-2005）.
[2]全国民用建筑工程设计技术措施—防空地下室（2009年版）.
[3]防空地下室结构设计手册（2008年版）
论文作者:高玲1,南朝2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/16
标签：荷载论文; 地下室论文; 结构论文; 人防论文; 抗力论文; 结构设计论文; 构件论文; 《基层建设》2019年第21期论文;