济南市人防建筑设计研究院有限责任公司 山东济南 250013
摘要：地下室人防工程因其所处时期的不同，可以发挥不同的功能，目前人防工程在民用建筑工程中发展迅速。因此，在进行人防工程结构设计的工程中，要根据工程具体的情况进行合理的设计，这样才能保证人防工程功能得到最大的发挥。本文就地下人防工程结构设计进行分析探讨。
关键词：地下人防工程；结构设计;特点
1.地下人防工程的结构设计特点
1 .1平时使用与战时使用相结合
一般情况下，人防工程在平时主要是作为民用的储藏室或者停车场等，但是在战争时期，人防工程主要用作军用的群众避难场所，从这个角度说，地下人防工程既是民用工程也是军用工程。因此，我们在对地下人防工程进行结构设计的时候要充分考虑到地下人防工程的这两种功用，使地下人防工程不仅能够在平时充分发挥其作为储藏室或者停车场作用，还能够在战争时期保证人民群众的生命安全。由此可知，平时使用与战时使用相结合是地下人防工程结构设计的最主要特点。
1.2 钢筋混凝土的结构组成
目前，我国大部分的地下人防工程的结构设计往往采用钢筋混凝土的结构构件，这也是地下人防工程的结构设计特点之一。一般来说，地下人防工程的结构构件在塑性阶段的吸收能力要高于弹性阶段的吸收能力，因此在地下人防工程的结构设计过程中，我们要以结构构件弹性阶段的吸收能力作为主要的参考依据，这样才能够在最大程度上保证钢筋混凝土的结构构件的安全与稳定，促进地下人防工程的结构设计质量的提高。
2.地下人防工程结构设计的原则
2.1在当前地下人防工程结构设计的过程中，施工人员通常都是采用等效静载计算方法，将其单个构件进行拆除计算，从而简化人防工程荷载的作用力计算的方法。
2.2在对地下人防工程结构设计的时候，要采用平战相结合方法，利用相关可控制的条件，在人防工程设计结构进行基本的控制，从而提高建筑结构的使用价值。而且在对地板和侧墙进行施工的时候，施工人员还要根据工程管理施工的实际情况和实际要求来进行确定，从而使其到达有效的防护效果。
2.3施工人员还可运用强度验算的方法，对其进行人防工程结构在荷载作用下的形变量进行有效的控制，从而使得人防工程结构施工符合工程施工的要求，提高建筑结构的可靠性和稳定性。
2.4观察人防工程结构的各个部件的协调性也是十分中重要的，否则可能导致人防工程结构的某些部件提前损耗，使得人防工程使其本身存在的意义。
2.5在对人防工程墙柱结构进行设计施工的时候，施工人员要尽量保证其墙柱和建筑承重结构的相互对应，使得地面建筑的荷载通过人防通常的作用直接转入地基当中，从而提高建筑结构的稳定性。
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3.人防工程结构设计的主要内容
3.1主体结构设计
主体结构包括人防基础、人防底板、人防墙（柱）及人防顶板等外围结构。目前许多专业建筑结构软件技术成熟，只要在结构模型上输入正确的等效静载，就能计算得出人防基础、底板（梁）、顶板（梁）的配筋值。需要说明的是，荷载组合和内力分析是基于战时极限承载能力状态，规范也注明了防空地下室战时应验算结构承载力，对结构变形、裂缝开展不进行验算。但是，人防地下室一般埋深较深，地下水丰富，平时使用时对变形及裂缝要求较高，战时荷载比平时荷载大得多，战时极限承载能力满足平时极限承载能力要求，战时[β]=3，而平时的正常使用极限状态[β]≤1，基于此，笔者建议，在用战时荷载与静载组合验算主体结构的极限承载力前提下，用平时荷载验算外围结构（对防水防潮要求高部件）的平时使用极限状态，确保防空地下室平时的正常使用。
3.2人防口部结构设计
人防口部结构设计包括门框墙配筋、临空墙、密闭墙、扩散室墙体、人防门扇（有标准图集，只需选用），各种竖井壁、车道、人防主要出入口楼梯等的配筋。人防口部是人防结构工程的薄弱部位，所受荷载力很大是人防结构设计的重点内容，弄清楚各部件的受力状态是关键。
人防门框墙按悬臂构件来考虑，其上除了作用有核爆均布荷载外，还有门扇上传来的线集中荷载。这两个荷载很大，为了改善其受力状态，当门洞边墙体悬挑长度大于1/2倍该边边长时，宜在门洞边设梁或柱。应该注意到，人防门框墙主要承受水平力作用，受力筋应按是悬臂构件来设置，而在用一些专业软件建模计算时，将门框墙体按短肢剪力墙进行计算，导致人防门框墙水平钢筋成了约束边缘构件筋，这是不对的。
人防墙体（包括外围护墙体、临空墙体、扩散室墙体、防护单元间墙体）一般按下端固结，上端铰支，左右两边自由的单向板进行计算。只要截面厚度符合规范要求，荷载取值正确，一般不会出现大多问题。
在对各种竖井壁配筋计算时，许多人认为井壁侧压力与爆炸荷载同时作用，而爆炸荷载比侧压力大得多，所以井壁截面计算应以爆炸荷载考虑为主。其实经过土压的传播，侧压力与爆炸荷载有个时间差，计算配筋时只需考虑在侧压力作用下，竖井壁安全就行了。
3.3工程的荷载设计
地下人防工程结构设计的核心内容是根据相关的规定来确定地下人防工程的具体荷载数值。一般情况下，地下人防工程的具体荷载可以分为静态荷载和动态荷载两种类型。具体来说，平时地下人防工程的荷载以静态荷载为主，战争时期，地下人防工程会受到一定的冲击，此时的荷载主要以动态荷载为主。其中的难点问题在于动态荷载的设计，笔者认为地下人防工程的动态荷载设计的思路是把爆炸冲击所产生的动态荷载转化为等效的静态荷载，然后在此基础上根据荷载的总体组合状况，按照一般结构力学的具体方法来计算地下人防工程结构的设计内力。地下人防工程的动态荷载之所以能够转化为等效的静态荷载，是由于地下人防工程的动态荷载对于不同结构构件的冲击不一定在同一时间达到荷载的最大值，所以我们可以将地下人防工程的整个结构分割开来独立地计算各个构件的荷载最大值。总体来说，加强地下人防工程的荷载设计是提高地下人防工程结构设计质量的必要措施。
3.4临战转换结构设计
临战转换一般是针对平时使用，战时不用的各类洞口。搞好临战转换结构设计，首先要理解临战转换的含义。人防工程要平战兼顾，为了满足平时要求而大量设计洞口的临战转换是不可取的。临战转换有技术上及时限上的要求，所以规范规定“采用平战转换的防空地下室，应进行一次性的平战转换设计。实施平战转换的结构构件在设计中应满足转换前、后两种不同受力状态的各项要求，并在设计图纸中说明转换部位、方法及具体实施要求。”每个防护单元的临战转换不宜超过两个。再次要分受力方向各类型，临战转换一般分为单元外及单元间两种类型，对于单元外类型的，预埋构件应设在受力的外侧方，而对于单元间类型的，由于相邻两个防护单元受到破坏的机率相同，两外受力的机率也相同，所以预埋件一般在两防护单元间洞口的中央设置。
结语
地下人防工程结构设计是地下人防工程建设的重要环节，因此进行设计的过程中，要根据具体的实际情况进行分析，保证人防建设的结构合理，要根据所处的地理位置对人防工程进行结构的设计和预测，掌握具体的结构设计的要点，这样才能保证人防工程设计的质量和作用。
参考文献:
[1]刘冬霞.地下人防工程结构设计的特点分析[J].城乡建设.2013.12（15）：596-597.
[2]孙久晖.地下人防工程结构设计的特点分析[J].科技创业家.2013.06（14）：261-263.
论文作者:娄焕娟,罗,晓
论文发表刊物:《防护工程》2017年第28期
论文发表时间:2018/2/6
标签：人防论文; 荷载论文; 工程论文; 结构设计论文; 地下论文; 结构论文; 构件论文; 《防护工程》2017年第28期论文;