談人防工程結構設計

趙繼元

(山西省建筑設計研究院，山西太原 030013)

近些年，隨著我國國民經濟的迅猛發展，建筑行業也呈現出前所未有的繁榮景象，但是建筑的大量興建同時也帶來了各級城市土地貧乏的缺陷，所以高層建筑和地下建筑已成為必然的發展趨勢。按照建筑行業規范要求，高層建筑必須設計地下室，有地下室就不可避免的需要設計人防工程，同時地下建筑更是需要人防工程，所以人防工程越來越重要。面對市場的發展形勢，太原市人大、太原市政府宣布于2011年9月1日起施行《太原市人民防空工程管理條例》，這將是全國省會城市首個地方人防工程法規。從政府的決策和力度也可以看出人防工程在建筑工程未來發展過程中的重要性，為此很有必要將人防工程的設計做如下整理、總結、規范。

1 人防工程的簡述

人防工程是指人民防空地下室工程，其設計等級分兩類:甲類和乙類。甲類人防設計是要滿足戰時對核武器、常規武器、生化武器的防護要求，乙類人防設計是要滿足戰時對常規武器和生化武器的防護要求，為此我們通常設計中都是定義為“甲類核n常n級”和“乙類常n級”，這樣同時注明了人防工程的設計等級和抗力等級。人防的抗力等級有甲類核4，4B，5，6，6B級和乙類常5，6級。人防工程的設計可以分為專業人防設計和普通人防設計，專業人防設計主要是指揮工程、中心醫院、防空專業隊掩蔽所，普通人防設計主要是指人員掩蔽所和人防物資庫，專業人防設計由人防辦專業設計，我們通常說的人防工程設計都是指普通人防設計。

根據人防面積的大小可將建筑地下室劃分為人防區和非人防區，人防區又可按規范劃分為多個防護單元，防護單元再分為多個抗爆單元。人防區又分為染毒區和清潔區，清潔區是滿足防毒要求的區域，染毒區是允許染毒的區域，如防毒通道、密閉通道、洗消間、簡易洗消間、濾毒室、除塵室、擴散室，清潔區和染毒區間有防毒要求，染毒區和非人防區間有防毒和抗力要求。

2 人防工程的結構設計

人防工程的建筑設計主要是總體方案的合理設計，包括人防分區的合理劃分和人防口部的合理布置，靈活性比較大，而人防結構設計則靈活性較小，關鍵是計算準確、構造合理，是人防工程設計中的主要計算部分。人防工程的結構設計主要分三方面內容:人防平面結構構件的布置、標注、定位，人防結構構件的配筋計算，人防結構構件的構造要求。

2.1 人防平面結構構件的布置、標注、定位

人防平面結構構件的布置主要是將建筑平面人防信息用結構方式表達，根據功能利用線型填充分出人防區和非人防區，分出人防外墻、人防臨空墻、人防隔墻、人防門框墻;然后標注各種墻體的編號和門框墻的編號、門洞尺寸、荷載類型，以便下一步計算和編制配筋表;最后定位墻體厚度和門框墻的尺寸。

2.2 人防結構構件的配筋計算

此項內容是人防結構設計的關鍵部分，主要分三項內容:

1)根據人防等級查人防構件(人防頂板、人防底板、人防外墻、人防臨空墻、人防隔墻、人防門框墻、人防樓梯)的等效靜荷載;2)根據各構件的受力特性確定計算模擬簡圖，此項是人防結構設計的主要工作;3)根據計算的配筋結果整理人防墻和門框墻的配筋表，要注意門框墻的設計，保證人防門的安裝。

在工程實踐中，通過對大量人防工程的認真設計和計算，已比較完善的總結出一套人防結構構件計算的方法，以下內容將著重說明人防結構設計中人防構件的模擬計算。人防構件的計算主要有兩部分:人防墻的計算、人防口部的計算。人防墻的計算可以歸納為四種不同受力類型的墻體計算，分別是:FWQ，FQ1，FQ2，FQ3，各種編號墻體的具體使用范圍和計算模擬簡圖見表1，圖1。

表1 各種編號墻體的具體使用范圍

圖1 計算模擬簡圖

上述模擬簡圖說明:FWQ，FQ1，FQ3是按豎向板帶來模擬計算，配筋時豎向鋼筋布置在外側，FQ2是按平面板塊來模擬計算，配筋時水平鋼筋布置在外側;FQ3頂端兩側有板，可以認為對墻是固接支座。人防口部的計算可以歸納為三種受力構件的計算，分別是:門框墻垛、門框墻橫梁、門框墻立柱。三種構件組合后共有三種橫向布置和兩種豎向布置，見圖2，圖3。

通常是門框墻長度短時做墻垛，太長時計算配筋不容易滿足，需要做立柱和橫梁，三種受力構件的計算模擬簡圖見圖4。

人防門框墻垛、橫梁、立柱的設計和布置應注意橫梁和立柱的偏置方向，保證人防門的安裝面平整，注意人防門預埋件的設置，注意鋼筋的錨固方式。

圖2 橫向布置

圖3 豎向布置

圖4 三種受力構件的計算模擬簡圖

最后在人防結構構件的計算還應注意幾點:1)人防外墻的計算應取戰時荷載組合和平時荷載組合計算的較大配筋;2)人防計算的荷載組合，人防等效靜荷載的分項系數為1.0;3)人防計算中混凝土和鋼筋的強度應按一定系數調整;4)人防構件的截面大小和配筋應滿足人防構造要求。

2.3 人防結構構件的構造要求

人防結構構件的計算很關鍵，同時構造要求也很重要，特別是不同于非人防部分的構造要求，主要注意以下幾點:1)混凝土等級，抗滲等級;2)構件厚度的最小要求，特別應注意的是人防頂板上面層小于100 mm厚時，板厚最小250 mm厚;人防密閉通道的密閉隔墻最小200 mm厚;人防連通口處雙側防護密閉門門框墻500 mm厚;懸板活門門框墻的厚度;3)混凝土保護層的厚度;4)人防設計中縱向受力鋼筋的錨固長度和搭接長度;5)人防結構構件受力鋼筋的最小和最大配筋率;6)混凝土板、墻、門框墻中應設置梅花形拉結鋼筋;7)門洞四角內外側應布置斜向角筋;8)人防口部等處的集水坑應考慮人防構造設計。

3 結語

將人防工程的結構設計從平面布置、構件計算、構造要求三方面進行了系統的闡述。從大方向上的整體布置設計到小的細節設計構造，系統的總結了整個人防工程結構設計的方法和過程，將規范內容準確的應用于實際工程，希望能為更多的人防工程結構設計帶來方便。

［1］GB 50038-2005，人民防空地下室設計規范［S］.

［2］07FG01-05，防空地下室結構設計［S］.