摘要：地下人防工程是为战时服务，为保障人民防空指挥、通信、掩蔽等需要具有预定战时防空功能的特殊地下建筑。地下人防工程因其所处时期的不同，可以发挥不同的功能，目前地下人防工程成为建筑结构的主要内容之一。本文首先对地下人防工程结构设计的特点及原则进行了分析，并重点探讨了地下人防工程结构设计的主要内容，旨在为人防工程的建设提供一定的理论基础。
关键词：地下室；人防工程；结构设计
引言：伴随着我国社会经济的不断发展，地下人防工程逐渐成为当前工程建设的重要组成部分，然而地下人防工程是一项复杂的系统性工程，在进行人防工程结构设计的过程中，如何有效提高地下人防工程的结构设计质量是建筑行业的发展面临的重大问题。
1.地下人防工程结构设计特点
1.1建筑的使用功能――平战结合
就目前地下人防工程的建设现状来看，平战结合成为了结构设计的一大特点。所谓平战结合，主要是将人防工程的平时使用和战争使用相结合，使其作用能够得到充分发挥。通常情况下，人防工程平时只作为储藏室和停车场，而在战争时期，则作为群众的避难所使用。这样一来，不仅使地下人防工程的作用得到了最大程度的发挥，而且还充分保证了群众的生命和财产安全。由此可见，平战结合已经成为了地下人防工程的主要特点之一。
1.2钢筋混凝土的结构组成设计
就目前地下人防工程结构的整体设计情况来看，地下结构构件在塑性阶段和弹性阶段所吸收的能力是不相同的，前者往往要高于后者。因此，工程设计人员在对地下结构构件进行设计的时候，应该以弹性工作阶段的吸收能力为参考依据，以此来确保构件使用的安全性，延长构件的使用寿命。
2.地下人防工程结构设计原则
2.1采用等效静载的设计方法
由于地下人防工程设计时需考虑核武器和常规武器的动荷载作用，因此在对其结构进行设计时，应该将动荷载对结构产生的效应简化成相应的静荷载，同时根据工程战时功能的具体情况及结构型式将其拆成若干个分工程进行结构荷载计算。
2.2人防工程结构各部位的抗力应相协调
由于人防工程结构各部位所受的作用不同，破坏形态不同及安全储备不同，抗力相协调的目的就是为了防止由于存在个别薄弱环节致使整个结构抗力明显降低。主要包括：出入口各部位抗力应相协调；出入口与主体结构抗力应相协调；主体结构各部位之间的抗力应相协调；口部防护设备与人防工程抗力应相协调。
2.3强调墙柱承重结构的设计合理性
在城市建设中，大多数地下人防工程的地面都承受着较大的上部建筑荷载，在设计中应该尽量使地下人防工程的墙柱承重结构与地面建筑的承重结构实现一致，这样就可以使地面建筑荷载直接作用到地基上，而非地下人防工程顶面上。
2.4强调节点构造设计
地下人防工程结构的设计与普通建筑工程的结构设计是有很大差异的，并且对结构的整体性要求更高，还要求其具备一定的延性。同时，还应该实现强剪弱弯、强柱弱梁的结构设计效果。这就要求设计人员必须要对节点构造根据规范进行仔细设计，确保地下人防工程的设计质量。
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3.地下人防工程结构设计的主要内容
3.1科学合理设计平面结构构件
地下人防工程的平面结构构件的布置是地下人防工程的结构设计的重要内容，因此必须要采取积极措施，科学布置地下人防工程的平面结构构件。地下人防工程的平面结构构件布置的本质是用结构方式来表现建筑平面人防信息，为此我们要根据科学的标准对人防区和非人防区进行合理的划分，在此基础上划分出人防外墙、人防隔墙、人防门框墙和人防临空墙等。其次，我们要对划分以后的墙体按照科学的顺序进行编号，并确定其具体的荷载类型，为接下来的计算过程以及配筋表的编制奠定基础。最后，在结束了上述工作的基础上要科学确定墙体的具体厚度以及门框墙的具体的尺寸。综上所述，只有科学布置地下人防工程的平面结构构件，才能使地下人防工程的结构设计质量得到有效保证。
3.2加强地下人防工程的荷载设计
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，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。
3.3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。
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。
3.4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。
结束语：综上所述，地下人防工程结构设计是地下人防工程建设的重要环节，因此在设计的过程中，要根据具体的实际情况进行分析，加强对地下人防工程的平面结构构件、荷载、人防口部结构、临战转换结构等方面的设计，从而保障工程的建设质量，充分发挥地下人防工程的作用。
参考文献：
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[2]孙久晖.高层建筑下人防工程结构设计研究[J].科技创业家.2013（15）.
[3]梁兵.地下室人防结构设计探讨[J].科技资讯.2010（23）.
论文作者:郑勇
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/26
标签：人防论文; 荷载论文; 工程论文; 地下论文; 结构论文; 结构设计论文; 构件论文; 《基层建设》2017年5期论文;