严义英
安徽省人防建筑设计研究院东莞分部 523000
摘要：笔者主要从事人民防空工程设计方面工作。本文主要从人防地下室结构设计特点、人防地下室的设计原则、人防地下室设计内容和方法、人防地下室设计中需要注意的几个问题，这几方面介绍了题目。本文旨在与同行探讨学习，共同进步。
关键词：特点；原则；设计内容及方法；问题
伴着我国城市的快速发展，设计停车库的问题已经成了如今社会建设之中的重要内容，因为地下停车库具有：能够增加绿化面积有效保护环境和高效利用土地等优点，因此受到愈来愈多的用户和开发商的青睐，而从我国人防策略的项目要求，我国人防地下室建设已渐渐成了当今社会建设常见的组成部分。为此，怎样才能设计好人防地下室，使它在战时可以起到保障人民生命安全以及防空的功能，这需要求设计人员可以深刻理解以及把握现行我国有关准则，比如《混凝土结构设计规范》、《人民防控地下室设计规范》等，并且要求可以吃透及熟悉理解现行各设计商业软件的原理及其运作。
一、人防地下室结构设计特点
人防地下室在结构设计的时候需注重考虑的内容主要包括有以下2个方面：
（1）体结构设计，当中指的是外墙设计、顶（底）板设计等。
（2）孔口设计，主要包含有：防护单元隔墙、临空墙以及门框墙等等构件的设计。当在设计这些内容的时候，普通的地下室与人防地下室设计的时候，有以下特点：
⑴在设计人防地下室的时候需考虑到战时的作用，考虑常规的普通武器或者核武器爆炸所出现的荷载作用。该爆炸所出现的偶然荷载的特点是荷载随时间的推移不断衰减、作用时间短、荷载量大。人防地下室当中的有关构件，比如：出入口的防护密闭门、外墙、没有覆土的顶板等受到爆炸荷载的作用，而部分埋藏在土中的构件，比如：底板、外墙、覆土的顶板。把间接的承受土层传递过来的冲击波荷载作用。
⑵人防地下室在实施结构设计的时候需考虑战时和平时这两种不一样状况下的荷载组合。人防地下室在设计的时候，各个构件不单需满足在战争时期的防护和抵抗爆炸的要求，并且还需确保在和平年代的刚度、强度、舒适性和稳定性等要求，在设计的时候应该使用最不利状况实施设计。对于平战结合的地下室在设计的时候，需同时满足战时和平时的运用要求；当二者都无法同时满足的时候，应该考虑平战装换措举。在战争时期，平战转换措举可以快速结束地下室的功能装换。
⑶当钢筋混凝土结构构件在设计的时候，通常是根据弹塑性工作阶段实行设计。按照人防地下室中钢筋混凝土构件来说，处在屈服开裂的情况还是属于正常的工作状态。对于部分受弯构件，在屈服之后还能够经历大变形方可出现坍塌的状况，因此在人防地下室设计的时候能够考虑材料的塑性工作阶段，然而节省地下室的造价，提高构件的承受力。
⑷能够实施合适的提高材料的强度值实行设计。依照建筑材料的试验显明，加载的速率愈快，其材料的强度值便会愈高。在武器爆炸对建筑构件作用的时候，结构构件经受的是毫秒级极速的变形过程，这跟标准的力学静载实验相对比要快得多，材料的力学表现即是其强度的提高。
二、人防地下室的设计原则
当在设计人防地下室的时候，应该遵守“长期准备、平战结合、重点建设”这句方针。与此同时需坚持经济发展以及人防建设相协调跟城市建设相结合的原则。人防地下室建设的时候需做到其规模、位置、平战时的用途与具体城市的人防工程规划相同，地下与地上实施归纳思考来决定人防地下室的建设。
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⑴人防地下室的设计，运用年限通常是依照50年取用的，若出现上部结构的运用年限大于50年的时候，这时候的上部结构的使用年限应该提高到和人防地下室结构的运用年限一致。因此对于人防地下室的设计运用年限通常都应该大于50年。
⑵在设计人防地下室的结构部署的时候，需同时统筹上部结构的部署。人防地下室的柱、墙等一系列的承重结构需尽可能与上部机构的承重构件相同，这有利于机构受力，把上部荷载通过地下室的承重构件直接传递到地基上。
⑶我国目前在建设人防工程的时候采取钢筋混凝土结构为主要。人防地下室要求不能够采取冷拉钢筋、冷轧带肋钢筋等经冷加工处理的钢筋；对于有盐碱腐蚀或者地下水位以下的人防地下室的情况，人防地下室的外墙不允许采取砖砌体。
⑷当在人防地下室结构设计的时候，对于构件所受到的空气压缩波或者空气冲击波通常会把其等效成静力荷载来设计，计算的时候把整个结构实行拆解为若干个单个构件来实施计算配筋。
⑸在核武器或者常规武器爆炸时的这种瞬时荷载作用的时候，需检算结构的承载力，但没必要计算结构的裂缝宽度、变形及地基变形和地基的承载力。
⑺在设计人防地下室的时候需依照所承受的力情况和防护要求尽可能做到各个部位的抗力相互统一协调。这便要求在规定的动荷载的作用时，需确保结构的主体以及口部均可在正常的工作。
三、人防地下室设计内容和方法
这工程位于某市某中学的周围，这楼由地下1层，地上8层。其当中战时便是防空地下室，地下的使用功能为便是停车库，地上是教学楼。这建筑的结构形式是框架剪力墙结构，该地震设置防烈度是6级，地下室层高为4.2米，建筑的高度是26.34米，剪力墙的抗震等级是3级，框架抗震等级是4级，防护类别是甲级，人防等级是6级。地下室总面积是7600平方米，当中人防面积是4400平方米，分为4个人防防护单元实行设计。
3.1设计内容
当在人防地下室结构体实施部署的时候，务必需考虑上部建筑的结构体制，需跟它相协调。人防地下室的柱、墙等承受竖向荷载的构件需尽量与上部结构的承重构件位置对对应，以便有利于上部结构的荷载通过地下室的承重构件直接传递到地基上，从而提高结构的平稳性。其结构设计的主要内容包括有：孔口的防护设计和主体结构设计。孔口的防护设计主要包含着：消波系统以及出入口的防护系统。防护系统设计之中包含选取防护密闭门，临空墙、计算门框墙、风井、出入口通道；消波系统设计包含选取扩散室和防暴破活门的设计。
3.2内力计算
该工程之中等效静荷载的可变荷载取1.4，永久荷载取1.2，分项系数取1.0。对于荷载组合设计计算的时候采取我国建筑科学研究院开发的PKPM之中的SATWE模块来实行计算。
3.3构造要求
为了能够满足地下室的密封性和完整性，地下室不设置沉降缝和伸缩缝，在施工过程中部署充分的后浇带，待建筑沉降稳定之后再实施浇筑。对双面配筋的侧墙、底板和顶板，在下、上层或外、内层钢筋间部署充分的拉结钢筋，以便确保混凝土结构在震动荷载作用之下混凝土以及钢筋可以更加好地共同工作。
3.4平战转换设计
平战转换设计的思维即是在地下室的某些部位，一开始便能够依照平时的运用功能来要求实行设计，与此同时还能统筹在战时为达到防护要求可以快速采用措举来实行转换工作。采取平战转换设计的人防地下室，需实施一次性的平战转换设计。对需实施平战转换的构件在设计的时候需思考到转换的前后受力性能的改变。与此同时，设计的时候应该在图纸之中标明需转换的部位以及实行的方法。在实行平战转换的时候适合做到转换迅速、简单、无需采取熟练工人以及机械设备。转换的时候所需的预制构件应该一次性完成，并且做好标记。
四、人防地下室设计中需要注意的几个问题
⑴在采取SATWE软件实施人防工程设计之前，务必在PMCAD软件当中定义活荷载。与此同时，对于需计算人防设计的房间楼板，其上务必部署有活荷载的均布面荷载值，不能够是0，即使是个极小的数值。这是工序设计的要求，因工序把地下室顶板的楼面均布活荷载与竖向等效均布荷载Qe1的导荷计算紧密有关，若不输入楼面均布活荷载，该程序便无法实施人防荷载的组合。
⑵在实行结构楼板配筋计算的时候，需非常注重人防工程配筋的要求。普通地下室与人防地下室的结构楼板配筋的要求最小配筋率不相同，在《人民防空地下室设计规范》之中要求“承受核爆动荷载的钢筋混凝土结构构件，纵向受力钢筋的配筋百分率最小值不应该低于0.5%”，可在《混凝土结构设计规范》之中，要求轴心受拉构件、偏心受拉、受弯构件一侧的受拉钢筋不应该地域0.45%以及0.2%。很显然，普通混凝土结构的要求低于人防工程对楼板的最小配筋率要求。这是许多设计人员极易忽略的地方，在设计的时候尤其需注意，防止因为计算值的偏低，从而影响到工程的安全性，最后导致工程出现事故。
结束语：
人防地下室的设计并不是简单解决功能上的运用要求，而是一门综合性非常强的设计。设计之中不单需思考到平时运用的舒适性以及经济性，且需思考到战时的稳定性以及安全性，对于平战转换的地下室还需兼顾转换时的便捷性。
参考文献：
[1]GB50038-2005.《人民防空地下室设计规范》[S].北京：中国建筑标准设计研究院，2005.
[2]GB50010-2010.《混凝土结构设计规范》[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
论文作者:严义英
论文发表刊物:《基层建设》2015年22期供稿
论文发表时间:2016/3/11
标签：人防论文; 地下室论文; 荷载论文; 构件论文; 结构论文; 钢筋论文; 战时论文; 《基层建设》2015年22期供稿论文;