摘要：人民防空工程是国防工程的重要组成部分，它对战时保护人民的生命财产安全起到了重要作用。在和平年代，人防地下室又可作为地下车库及地下商场等来使用，以提高建筑的利用效率，但在满足平时使用功能的同时，还应保证其满足人防地下室的各项要求，以确保战时能发挥其防护功效。这就给人防地下室的结构设计带来了困难和挑战，基于此，本文就人防地下室的结构设计进行了探讨研究。
关键词：人防工程；地下室；结构设计
1.人防地下室结构设计原则
1.1平战结合，取控制条件，在民用建筑的人防地下室的结构设计中，一般只涉及 5 级或 6 级人防设计，结构的顶板基本上都由战时控制，而侧墙和底板则因防空地下室结构形式的不同而由实际情况确定。
1.2进行强度验算，由于在核爆动载荷作用下，结构构件变形极限已由允许延性比控制，且在确定各种构件允许延性比时，考虑了对变形的限制，因而在防空地下室的结构设计中，不必再单独对结构构件的变形与裂缝开展进行验算。
1.3只考虑一次核袭击。
1.4注意各部件的协调，以免因设计控制标准不一致而导致结构的局部先行破坏，失去整个防护建筑的作用。
1.5地面与地下承重结构体系要协调，不能出现两者强弱相差较大的情况。了解了人防结构设计的特点及原则之后，必须确定计算所需的载荷值。
2.人防地下室结构设计的主要内容
2.1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。
2.2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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆总体来说，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。
2.3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。
2.4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。
3.实例分析某人防地下室结构设计
某工程由3栋高层住宅和两个地下车库组成，主楼部分为短肢剪力墙结构，地上11层跃12层、地下1层，建筑高度33.3m；地下车库部分为框架结构，地下1层，层高3.6m。地震烈度为7度，抗震等级为 三级，安全等级二级，耐火等级为地上二级、地下一级，设计使用年限为50 年，基础采用平板筏基，地基基础设计等级为乙级。根据地方人防办公室文件，城市的生命线工程和面积超过1万米的高层建筑，均须设置防空地下室。
该工程按甲类防空工程设计的，因此在设计时不仅考虑了满足核武器爆炸的防护要求，还考虑了按常规武器和生化武器的各项防护要求。该工程防空地下室防护等级为核6级，采用全埋式现浇钢筋混凝土防空地下室，战时为二等人员掩蔽所，平时为小型汽车停车库。人防车库共分两个防护单元、四个抗爆单元，考虑到小区内部的环境绿化问题，在地下室顶板上设置了0.45m厚的覆土，以满足绿化的需要。
该工程硅墙的抗渗等级为56，硅强度等级为C30，地下室内没有设置沉降缝和伸缩缝，是设置了多条纵横交错的后浇带。对双面配筋的钢筋硅顶、底板及墙板，为保证震动环境中钢筋与受压区混凝土共同工作，在上、下层或内、外层钢筋之间设置一定数量的拉结筋。
结束语：综上所述，人防地下室是为战时服务，具有预防战时防空功能的特殊地下建筑。在我国城市化发展中，人防地下室工程建设已经成为城市建设的重要组成部分，大力加快人防地下室工程建设、提高工程质量，使其与不断发展的城市建设规模和建设水平相适应，将人防地下室的使用功能和防护功能发挥到最大。
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.
[3]梁兵.地下室人防结构设计探讨[J].科技资讯.2010.
论文作者:吕柯
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/14
标签：人防论文; 荷载论文; 地下室论文; 工程论文; 结构设计论文; 地下论文; 构件论文; 《建筑学研究前沿》2018年第3期论文;