中建三局集团广东人防与地下空间设计分院
摘要：人防工程是按防空要求改建或新建的建筑工程，在保证群众安全上具有重要作用。随着第七次全国人防工作会议的召开，各级政府部门越来越重视人防工程的建设。据此，本文结合实践经验，浅析人防工程的布局与设计。
关键字：建筑；人防工程；结构设计
引言
人防工程（或称民防工程）建设的作用是在战时为群众提供躲避、医疗救护和物资掩蔽等场所，因此人防工程的布局与设计应满足如下原则：一是按战时需要设计工程的内部结构，其中以出入口的设计最为重要；二是科学划分抗爆与防护单元，以减轻航弹击中人防工程时产生的破坏。一般而言，可将人防工程分为附建式、单建式、坑道式和地道式四中类型，其中附建式具有节约土地、建设方便、经济合理、及居民在战时躲避方便等优点，目前是一种应用最为广泛的人防工程形式。据此，笔者结合工作经验，分别从如下方面浅析建筑人防工程结构的布局与设计：
一、人防工程结构的布局
人防工程结构的布局应以地面建筑体系为依据，在建筑方案的前期协同设计阶段，应尽量将人防工程结构与地面建筑结构的承重构件相互对应起来，以保证荷载直接经人防工程结构的承重构件传到地基的基础上。例如，某25层住宅主楼采用了框架-剪力墙结构及其3层裙楼采用了框架结构，其中主楼高度为78.95m，基础埋深为5.2m及其基础采用了桩基承台形式。在该住宅工程中，1层地下室的总面积是6780m2，人防面积占3320m2。这一区域在平时为车库，而在战时为二等人员掩蔽区，其中防护单元共2个及其防护级别设为甲类核6级和常6级。图1所示为该住宅工程的人防布局示意图。
图1 人防工程结构布局示意图
如图1所示，在该住宅工程中，将一个车道出入口设在人防工程结构的外围，并在每一个防护单元中设分别设一个主、次出入口。
二、人防工程的主体设计
通常而言，可将人防工程所在地下室分为平时地下室和战时地下室两种区域，以人防防护墙体和人防门卫划分界限。注意在实际工程中，应坚持平时与战时结合的设计原则。人防工程体系由染毒区、清洁区、防护区和非防护区组成。在防护区设有抗爆单元与防护单元，并用钢筋混凝土防护密闭墙将相邻防护单元隔开，其中隔墙厚度由设计人员在分析防护墙结构的基础上进行计算确定，同时应在隔墙的两侧分别设一道连通相邻防护单元的防护密闭门。依据人防工程的有关规定可知，每两道防护密闭门的间距应≥500mm，同时在防护单元内设置抗爆单元，抗爆单元间设置抗爆隔墙，采用砂袋堆垒时，墙体断面宜采用梯形，其高度不宜小于1.80m，最小厚度不宜小于500mm。人防工程的建设是为了满足战时需要及保证群众生命财产安全，防空地下室的室内地平面至梁底和管底的净高不得小于2.00m其中专业队装备掩蔽部和人防汽车库的室内地平面至梁底和管底的净高还应大于、等于车高加0.20m。防空地下室的室内地平面至顶板的结构板底面的净高不宜小于2.40m
三、建筑人防工程的口部设计
人防工程的口部设计一般视防护单元的掩蔽人数而定，每个防护单元不应少于两个出入口（不包括竖井式出入口、防护单元之间的连通口），其中至少有一个室外出入口（竖井式除外）。同时将相邻出入口设在不同的方向及间距应≥15m；另外，当人防工程的用途不同时，其出口的设计也有所差异，注意最好将直通出口设在地面建筑倒塌范围以外，以防建筑倒塌堵塞出口；在人员掩蔽用的人防工程中，应设密闭通道和防毒通道，其中战时人防工程应设直通地面的防毒通道为主要出口，因此在设计时，各设一道防护密闭门及密闭门。一般而言，会在通道的两侧设洗消间，注意在面积较小的建筑中，可设简易洗消间。为了保证人防工程内部的洁净，应将洗消间的污水管道接入污水集中坑；为了保证防毒通道良好的通风条件，应在其中设通风换气设备；为了保证防爆安全，应在防护密闭门外设呼叫按钮；在密闭通道的防护单元中设进风机房和滤毒室，其中应将进风机房设在清洁区，并在滤毒室与密闭通道间设密闭门来防止毒气进入人防地下室。另外，应在人防工程的口部设防爆破活门和扩散室，以减小爆炸冲击波的影响。在防毒通道、滤毒室和消毒室中应设防爆破地漏。如此一来，开启地漏时，可将污水排入排水管中，而关闭地漏时，便隔绝了人防工程。
四、弹塑性设计、结构计算和平战转换设置
4.1弹塑性设计
结构构件在爆炸动荷载条件下需用允许延性比来控制其变形极限，其中荷载取值仅需考虑进1次核袭击即可，注意协调好不同构件的抗力。在实际工程中，一般会遇到如下问题：局部混凝土梁的延性比无法通过计算，此时可采取如下解决办法：当受拉钢筋配筋率 
时，通过增加截面受压配筋来降低受压高度及控制允许延性比在规定范围内；当受拉钢筋配筋率 
时，通过增加受弯构件的截面来使受拉钢筋的配筋率
，然后再增加受压配筋。
4.2结构计算
建筑人防工程结构设计通常包括主体结构设计和口部防护设计两个方面，其中主体结构设计是指顶、底板和外侧墙等的设计；口部防护设计是指防护密闭门、消波系统、孔口构件和通道临空墙门框墙等的设计。针对人防工程结构计算，笔者主要讨论下列两点：一是民建的人防工程通常仅涉及5或6级的人防结构设计，其中结构的顶板一般由战时控制，而底板和侧墙则由战时与平时的不利工况而定；二是在核武器荷载条件下，一般按平时使用条件来计算地基的承载力，并按战时与平时的不利工况来验算基础。另外，若防空地下室采用的是桩基础，则应按核武器爆炸产生的动荷载效益组合值来计算桩身的强度。
4.3平针转换设置
在人防工程结构设计中，应重点解决平战转换设计的问题。针对这一问题，可从如下方面加以解决：一是在设置人防地下室时，对地下室的平时功能与战时功能进行综合考虑；二是在平战转换设置时，应重点考虑指挥用人防工程的平战功能，注意在平战综合的人防工程中，不得将平战转换设在出入口、排烟口和通风口，且不得随意改造钢筋混凝土的结构件和防爆破清理口、排水出户管与积水引入管等。
结束语：
在当今复杂的世界局势下，建筑人防工程发挥了无可取代的作用，其中包含经济功能、生活功能和防空功能，同时带来了可观的经济效益、社会效益和备战效益等。在实际工程中，建筑人防工程的主体设计应坚持平战结合的原则，并按防护单元的建筑面积来设置人防工程的口部，注意妥善解决平战转换设置的问题。因此，在建筑人防工程结构布局和设计中，应严格执行相关规定，以保证其作用的最大化发挥。
参考文献：
[1] 顾芳.某人防地下室的建筑设计[J].中国高新技术企业，2009，（18）：133-134.
[2] 何靖宇.基于地下室人防设计的研究[J].低碳世界，2015，（12）：190-191.
[3] 高上.建筑人防工程结构布局与设计思考[J].山西建筑，2015，（12）：19-19，20.
[4] 冯宏东.框-剪结构空间协同工作机理及其结构抗震性能研究[J].科技视界，2015，（2）：127，235.
[5] 张同乐.人防工程与地下车库的平战结合设计思路[J].山西建筑，2015，（33）：21-22，23.
[6] 汪媛，陈立华.人防地下工程的设计要点及思考[J].工程与建设，2010，24（1）：107-109.
论文作者:林霖
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/9
标签：人防论文; 工程论文; 防护论文; 结构论文; 战时论文; 地下室论文; 建筑论文; 《基层建设》2016年11期论文;