談人防地下室結構設計原則及注意事項

摘要：人防地下室的結構設計是一個綜合性很強的問題，涉及內容繁多且復雜，既要考慮平時工況又要考慮戰時工況，且目前電算軟件功能都不是很完善，需要更深入地研究人防結構設計的技術問題，總結設計經驗，提高設計水平。

關鍵詞：人防地下室;特點;問題;設計

1.人防地下室結構設計的一般原則

1.1平戰結合，取控制條件，在民用建筑的人防地下室的結構設計中，一般只涉及5級或6級人防設計，結構的頂板基本上都由戰時控制，而側墻和底板則因地下室的結構型式的不同而由實際情況確定;

1.2只進行強度的驗算，由于在核爆動荷載作用下，結構構件變形極限已用允許延性比的控制，且在確定各種構件允許延性比時，已考慮了對變形的限制，因而在防空地下室結構設計中，不必再單獨對結構構件的變形與裂縫開展進行驗算;

1.3只考慮一次核襲擊;

1.4注意各部件的協調，以免因設計控制標準不一致而導致結構的局部先行破壞，失去整個防護建筑的作用;

1.5地面與地下承重結構體系要協調，不能出現兩者強弱相差較大的情況。了解了結構人防設計的特點及原則之后，我們首先就必須確定計算所需的荷載值。

2.人防地下室設計中常出現的問題

2.1人防地下室外墻配筋

人防地下室外墻為一側與室外巖土接觸，直接承受土中壓縮波作用，另一側為防空地下室內部的墻體。頂板與外墻之間二者剛度接近時，外墻上部可近似按固定端與鉸支之間的支座情況考慮;底板剛度遠大于外墻時，外墻下部支座可視作固定端，各構件之間支座條件應相互協調一致，需注意配筋及構造應與實際受力狀況相符。

當地下室內部橫隔墻較多或上層建筑的柱子沿外墻向下直通到基礎底板，外墻可按支承在內部橫墻（柱子）與樓板上的雙向（單向）板計算;當地下室內部橫隔墻較少或無橫隔墻時可考慮上下兩端支承，按下端嵌固在基礎底板、上端簡支或嵌固在頂板的單向板計算。

2.2防護墻體的厚度局部削弱

人防地下室與非人防地下室之間的防護密閉隔墻（臨空墻）由于設備（消防栓、配電箱、接線盒等）暗裝，導致防護隔墻局部不滿足防護與密閉要求的厚度。《人民防空地下室設計規范》（GB50038-2005）中第3.2.5，3.2.6，3.2.9，3.2.10，3.2.11，4.7.2等強制性條文都對防護墻體的厚度作出了明確規定。

2.3門框墻上擋墻加強梁的設置位置

當防護密閉門上擋墻較長時，往往需在擋墻下端設置加強梁，作為抵抗水平沖擊波荷載的加強構件。需注意的是，加強梁距上擋墻下邊緣應預留250～300mm高度，以便內側的密閉門或防護密閉門有足夠的水平開啟空間，而且加強梁縱筋應錨入門框兩側的豎向加強暗柱（或柱）中，以形成明確的洞口加強傳力體系。

2.4防倒塌措施

城市地下空間結建式人防工程的開發，多是以經濟利益為主，常常忽略人防工程的出入口防倒塌問題，多數出入口設置在建筑物倒塌范圍之內，有的甚至沒有采取防倒塌和堵塞措施，也沒有進行戰時防倒塌和堵塞的轉換設計。這些對戰時人防工程出入口構成了安全隱患，需要設計時合理布局出入口。

對于人防地下室抗力等級為5，6級的室外出入口，戰時需設置防倒塌棚架，而平時不便設置永久性防倒塌棚架，可按照國標圖集05SFG04《防空地下室室外出入口部鋼結構裝配式防倒塌棚架結構設計》選用臨戰快速組裝的鋼結構裝配式防倒塌棚架，這些問題都需設計時給予重視。

3.人防地下室注意事項及措施

3.1人防荷載取值要負荷標準

人防荷載取值要根據當地人防部門根據國家制訂的《人民防空工程戰術技術要求》中的公式計算或規范查表來確定。在進行設計時可采用《理正人防工程結構設計軟件》來對頂板、側墻和無樁基底板的人防荷載進行計算。再進行計算時，對戰時可能出現的核武器和常規武器爆炸的荷載作用取大值，這樣既能夠確定各構件人防荷載在范圍之內，也能使所有構件的等效靜荷載值滿足結構的要求。

3.2對各構件的受力分析

人防地下室頂板承受的荷載有人防等效靜載、自重、覆土重等。對于地下室的平時使用頂板要求荷載不是很大，頂板的活荷載戰時不需要疊加。對于頂板配鋼筋值按照戰時的要求進行計算取值，因為此時要求的配筋率最大，能夠滿足頂板的韌度要求。頂板鋼筋可按0.25%的配筋率進行貫通配筋，支座筋量少的部位可進行非貫通筋數量的增加，但要使底筋和頂板貫通筋的間距和位置協調，方便拉筋操作。另外一些小細節也不能忽視，例如口部以外的頂蓋板，因為戰時坡道會作為主入口，因此頂蓋板的設計合理與否對下面的坡道保護起到關鍵作用。外墻的設計也要根據荷載和彎矩進行合理的內力計算和布筋方式后進行確定。鋼筋的布置是外墻設計的關鍵，在鋼筋的布置中，外側豎向筋宜在外排，可以采用貫通筋與非貫通筋交錯布置的方式，使鋼筋在交錯底板彎后按其搭接與底板下鋼筋相連。外墻的選筋原則是“直徑細且間距密”，這樣能有效的控制外墻裂縫的產生。

3.3地下室的構造要求

在《GB5003822005人民防空地下室設計規范》中，對人民防空地下室的構造要求作出了詳細規定，設計人員在進行設計時，要充分研究體會其適用的條件和范圍，同時結合工程設計的實際情況，就應該能夠順利完成各主要構件的設計任務。為便于開展工作，這里，我們結合構造和受力要求，對一些主要構件的參考尺寸作出規定：對頂板來說，6級頂板取250mm～300mm范圍，5級頂板取300mm～350mm范圍;對于頂板梁來說，其跨高比一般在7～12之間，由構造確定合理的截面尺寸判定標準和梁面通長筋;對于防護單元隔墻和密閉隔墻來說，通常取250mm;對于外墻和臨空墻來說，經過計算后決定，一般通常不低于300mm;對于底板來說，其厚度不低于外墻厚度，當地下水位較高時，則不再由人防控制。總之，人防構件的結構厚度首先應該滿足早期核輻射防護的要求，然后還要滿足工程的受力要求。

3.4孔口防護和平戰轉換設計要求

孔口防護的設計內容包括三個部分：一是設計防護密閉門與消波系統，該部分主要由建筑和通風專業來完成;二是設計墻體，主要包括出入口通道內部的臨空墻、相鄰單元間的隔墻、門框墻等;三是設計孔口的其他構件，主要包括風井、通信、防爆波電纜井、防倒塌棚架、開敞式通道等，對于開敞式通道來說，一般主要考慮靜土和水側壓力的影響而無需顧及到核爆動荷載，對于風井、通信、防爆波電纜井、防倒塌棚架來說，則是直接選擇使用通用圖，其中鋼結構防倒塌棚架的建設需要配置相應的基礎圖。在進行平戰轉換設計時，要遵守以下五條基本原則是：一是工程的平時使用和戰時使用的用途不能差距太大，要盡量相近;二是從平時到戰時轉換的工作量要盡量減少;三是在設計時要一次完成到位，在施工時則要分零部進行;四是在設計時要充分考慮到工程使用的兼容性和通用性;五是工程轉換的措施要求快速簡便、經濟可靠。

4.結語

人防地下室的結構設計不僅僅要將平時的實際使用考慮在內，而且要充分評估戰時的外界環境，隨著相關技術的進步和電算化軟件的智能化程度加大，人防結構設計的技術和轉換研究將變得更加簡單易行，人防地下室的構造也將越來越適應現代社會的要求。

參考文獻：

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