摘要：人防工程建设已成为城市建设的重要组成部分。近年来，人民防空地下室的数量增长迅速，合理利用地下空间资源促进城市可持续发展已成共识，人防地下室是为战时服务，以平战结合为主的防空地下室已成为人防工程的主要增长点，充分发挥人防工程的平战结合功能，加强对人防地下室结构设计的研究，使人防地下室的建设质量符合国家工程建设的规范要求。
关键词：人防地下室 结构设计 设计特点 设计要点
前言：人防地下室的结构设计是一个综合性很强的问题,涉及内容繁多且复杂,既要考虑平时工况又要考虑战时工况,人防地下室的任务是根据国防的需要， 采取防护措施减轻空袭危害。除采取人员疏散的措施之外，也是战时防空的最重要措施之一。在建设社会主义和谐社会的新时期，进一步加强人防地下室的质量的控制，保证人们的生命安全是建筑设计的一个重要环节。
1、人防地下室结构设计的特点
人防地下室是现代人防工程中的重要组成环节，是落实人民防空系统的重要物质性基础。防空地下室结构设计的主要内容包含两方面：一是主体结构设计，包括顶板、外侧墙、底板等其它构件的结构设计；二是出入口防护设计。人防地下室的结构设计需要将战时规定武器爆炸动荷载的作用考虑进来。因为武器爆炸动荷载在本质上是偶然性荷载，其荷载的量值较大，作用的时间较短，处于持续性衰减的状态（核武器可不考虑爆炸地面空气冲击波的衰减），要考虑结构的动力效应。人防地下室结构它不仅仅需要满足战争时期的抗力需求，同时还需要满足平时使用的结构需求，使得人防地下室能够同时的达到战时和平时两种不同荷载效应组合标准平战结合。考虑结构构件可考虑进入塑性工作状态，钢筋混凝土的塑性阶段工作，能够承担更深程度的动力荷载，有利于提升工程的经济效益。人防地下室的结构构件需要直接经历毫秒级快速变形影响，这相较于标准化的静载试验来说，加载速率提升了上百倍，会对材料的力学性能造成明显的影响，比如材料的强度会明显提升。相对于静荷载作用，人防地下室结构构件的安全度能够适度的降低。人防地下室结构设计可不计算建筑地基承载力和变形现象，建筑受到武器爆炸的瞬间荷载作用，不会导致由于地基失效出现的结构性损害现象，因此在人防地下室结构设计中，对于地基承载力和地形变形现象可以不进行检验计算，但对于结构抗力应进行必要的验算，例如独立基础中抗冲切验算（防水板受荷计算）、筏板柱墩及筏板自身受荷计算。
2、人防地下室结构设计的基本原则
要结合建筑的实际使用情况以及战时对建筑的人防要求，恰当的选择人防地下室的结构设计方案。在其主体结构中顶板、外墙、底板以及口部的结构形态应该根据建筑总体的结构特点以及建筑的基本性能来决定。在对人防地下室进行结构设计时要充分的考虑各结构构件之间的受力协调问题，要最大程度的实现不同部件之间能够以和谐的形式所存在，要求地下室各个部位都必须达到统一的抗力效果，避免地下室因结构之间的不能融合而导致基本防护作用无法发挥的现象的出现。对结构的变形极限可以采用延性比对其进行调整和控制。在运用延性比对其变形极限进行调整过程中不需要把结构的裂缝状况作为相关计算的考虑内容，延性比在确定过程中就已经把相关结构的裂缝情况作为考虑因素之一。在战时工况中，结构允许按照弹塑性体系分析，在人防地下室设计时，考虑构件在塑性阶段工作，将结构按照弹塑性体系分析，可以充分发挥材料的潜力，具有较大的经济意义。在对人防地下室进行结构设计前，设计人员要对地下室在平时使用过程中所能够承受的荷载值进行计算。
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3、人防地下室结构设计要点
3.1人防地下室口部设计
人防口部设计包含地下室出口或者入口所处的通道内临空墙与门框墙的设计，以及整个地下室消波系统的设计等都属于口部设计的范畴之内。对于人防工程的疏散宽度，除计算主要出入口、次要出入口宽度之外，可能还需设若干疏散口。有条件的可在与非人防区相邻的部位设密闭通道，通过非人防区的出入口进行疏散。也可考虑设阶梯通至上层的非人防区后，再借用相关的出入口进行疏散。墙体设计时要根据人防地下室的要求，采用恰当的模型对相关的内力和钢筋参数进行计算，从而最大程度的保证计算所得参数能够符合人防地下室的设计标准。要特别重视和门框墙有关数据的计算。对开敞式通道外墙进行设计时要把静止土压力作为主要的参考依据，由于这一结构的特殊性，在对其进行设计时，可以忽略爆炸所产生的动载荷对其的影响。
3.2人防地下室顶板设计
人防地下室顶板绝大部分为人防顶板，设计可利用人防顶板板厚度较大的特点，不设梁，采用板柱结构体系，一方面可以显著降低用钢量；另一方面由于没有梁，层高要求得到很大的缓解，进而减少土方开挖，施工周期明显减少，地基处理方案比较简单。对于其他楼盖形式及板柱形式的计算做如下介绍，作为平战结合的人防工程，务必是在满足平时受荷的情况下，再次进行人防荷载下的计算，两者计算配筋取大值。有人防荷载并不意味着就是人防荷载起控制作用，人防荷载工况下是塑性计算，允许有裂缝；但在平时荷载作用在务必把裂缝控制在规定范围内，这就导致实际配筋就比纯计算配筋要大，也就势必需要设计人员对平时、战时荷载计算配筋进行对比，从两种工况中取得大值绘制施工图，从而方便施工。
3.3人防地下室外墙结构设计
地下室外墙除承受由土压力、水压力及地面堆载活荷载产生的水平压力，还要考虑武器爆炸产生的水平动荷载和顶板传来的动荷载。人防地下室外墙需要按照是否施加人防荷载分别设计，并取其中最不利荷载工况作为控制条件进行设计。在计算外墙时，宜区分单向板与双向板。计算软件推荐使用理正人防工具箱，其计算形式可同时对平时（裂缝控制）及战时荷载进行包络计算，实际配筋即为平战结合设计所需要的配筋。地下室外墙的计算高度即为基础顶至人防顶板顶的高度，对于单建人防外墙顶部嵌固程度视顶板厚度决定，顶板厚度远大于外墙厚度时可按固定计算，顶板厚度小于外墙厚度时可按铰接计算。对于附建式且外墙上方有钢筋混凝土墙体的，可根据级别大小考虑其摧毁程度，等级较低时可按照固定计算，等级较高时则同单建式。
3.4人防地下室结构的平面设计
人防地下室结构平面设计时，需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。在结构设计时应合理地设置采光通风井（采光井设置需按地方规定，例如山东省人防工程已不允许设置采光井），要对顶板整体和通风井的外壁之间距离加以重视，防止地下室的整体稳定性受到影响。设计时应合理地调整平面将地下室分割成几个小地下室，中间用较窄的通道相连，以满足使用及管道相连的要求，而将变形缝设置在通道处，这样可以使接缝较少且处于受力较小处便于补救。人防地下室结构平面设计过程中，应按照人防要求实现最佳的安全设置，实现采光、通风、排风等条件的相互融合。
结束语：
人防地下室的结构设计比较特殊，既要考虑平时工况又要考虑战时工况,所 以为了做好人防地下室结构设计工作，设计人员必须概念清晰，无论是从技术还 是从经济的角度都需要更深入地研究人防结构设计的技术问题,总结设计经验,提高设计水平，才能跟上时代发展的步伐。
参考文献 ：
[1]郑喜若;地下室工程结构设计探讨与研究 [J];黑龙江科技信息;2011 年 04期
[2] 陈喆，杜宜东．浅谈人防地下室结构设计［J］．价值工程，2010，29(18):114．
[3]陈红.浅谈高层建筑人防地下室的结构设计要点[J].建设科技，2014，11：78-79
论文作者:殷龙杰
论文发表刊物:《基层建设》2016年14期
论文发表时间:2016/10/20
标签：人防论文; 地下室论文; 荷载论文; 结构设计论文; 顶板论文; 结构论文; 外墙论文; 《基层建设》2016年14期论文;