淺談在人防工程開展的地下結構設計

黃平 郭海燕

摘要：面對當前世界風云即便的發展形勢，為了保障國家的發展、人民的安全，在各城鎮的內部建立地下人防工程，提高地下人防工程的設計質量，積極的改善其結構設計方式，使其趨于合理化、科學化，一旦遇到突發災害、災難能夠在第一時間確保當地人員的生命財產安全以及救援工作、反擊工作的有效進行。基于當代建筑行業發展規模的不斷擴大，重視對地下人防工程的結構設計進行研究，是十分具有現實應用價值的。

關鍵字：人防工程；地下結構；設計

一、引言

在進行人防工程地下結構設計的過程中，由于其設計結構相對比較復雜，在設計時需要面對諸多的現實施工問題，例如土地地基的承載力、沉降問題等，在設計的過程中需要對相關的問題進行一一的解決，結合現有的科學技術設計理念，對地下基礎結構設計進行完善，提高地下人防工程結構的可靠性、安全性、經濟性。本文將著重對人防工程開展中的地下結構設計進行研究分析。

二、人防結構的設計特點

人防結構的設計應該充分的滿足其現實的社會發展需求，在設計的過程中應該充分地考慮上層建筑的使用，避免在設計中由于與現實使用建筑之間的結構矛盾問題引起不必要的問題。地下人防工程的建設主要是為了保障城市居民生命和財產安全，人防工程雖然出現在六七十年代，但是隨著時代的發展，我國現有的地下人防工程已經初步具備了自己的結構設計特點。建筑使用功能主要以平戰結合為主，因此，作用在人防工程上的荷載，平時正常使用時以靜荷載為主，而戰時爆炸沖擊波產生的動荷載成為人防工程的主要荷載。因此，人防工程結構設計，除了要滿足平時的使用要求以外，同時還要滿足戰時能夠承受規定爆炸荷載的效應組合要求。鋼筋混凝土結構構件可按彈塑性工作階段進行設計。由于人防工程防護設計是將動荷載等效為靜荷載進行分析，與此相適應的是，人防工程的結構材料承載能力是按靜載試驗取得的，這些材料的強度在用于人防工程設計時，要將材料在動載下的強度提高因素考慮進去。因此，人防工程設計時的材料強度要用動荷載強度增強系數來進行調整后方可用于結構設計。這是人防工程結構設計的一個重要特點。

三、人防地下室設計的一般原則

人防地下室的設計應該滿足現實社會發展中對其的實際需求，首先人防工程的出現是為了在戰時能夠有效規避敵人的轟炸，其次，是為了戰后工作的開展提供一個保障。為了能夠提高人防地下室的利用價值，在進行人防地下室的設計中，我們必須遵照相應的設計原則進行設計施工，在相關原則的正確指導下，確保人防地下室設計的可靠性及安全性。①平時戰時兩種情況均要計算，取控制條件。②在武器爆炸動荷載作用下，結構構件振型與相應靜荷載作用下撓度曲線很接近，破壞規律與相應靜荷載作用下基本相同，所以在動力分析時可將構件簡化為單自由度體系采用等效靜荷載法，這樣可以簡化設計同時能滿足戰時防護要求的計算精度。③只進行強度的驗算，由于在核爆炸動荷載作用下，結構構件變形極限已用允許延性比控制，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。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。

四、人防工程的地下結構設計

地下人防工程的結構設計是相關工作開展中的一個重要工作，相關的設計施工人員必須在設計工作開展前夕對相關的施工地點進行實際的調查，獲取當地的地質狀況，為地下人防工程結構設計奠定基礎；不僅如此，做好相關設計中的載荷設計分析等工作，對人防工程地下結構設計具有關鍵的影響作用；以下，本文將對人防工程的地下結構設計進行分析。

4.1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。

4.2人防工程等效靜荷載的設計

人防工程設計的核心問題，是人防工程結構內力的計算方法和構件截面的設計方法。人防工程設計從程序上看，大體可以分成三個層次：結構方案、內力分析、截面設計。其中的內力分析是人防工程結構設計，與一般建筑結構設計有較大的區別，而截面設計則與一般建筑結構設計方法基本相同。進行人防工程的結構分析，首先要根據建設單位的設計委托書中確定的工程的抗力等級，由此明確工程的防護要求。防護等級確定后，即可根據有關的規范來確定人防工程的各種荷載作用數值。

人防工程的荷載平時以靜載為主，戰時以動荷為主，這種動荷載是沖擊荷載。把爆炸動荷載轉化為等效的靜荷載，然后根據荷載組合情況，按照一般靜力結構力學的方法求出結構的設計內力。一般結構進行內力分析的方法是對結構從整體上進行分析，從整體結構到具體構件，而人防工程的內力分析是先將結構分解成為獨立的構件，每種獨立的構件分別按照不同的防護要求和防護等級，計算其等效靜荷載，每種構件所受的荷載不再向其它構件傳遞。

等效靜載法原則上只適用于單個構件。實際人防工程結構是由頂板、梁、外墻、柱等構件組成的多構件體系。用等效靜載法設計時，一般將結構分解成獨立的構件，求出各自的等效靜載后，將復雜結構簡化為基本結構或構件，即可按靜力荷載作用下結構內力計算結構的內力。這樣一來，人防工程的頂板設計時，不再考慮其它構件對頂板的影響，設計外墻時，不再考慮其它構件對外墻的影響。計算底板時，也不再考慮其它構件對底板的影響。

爆炸動荷載可以簡化為等效的靜荷載的原因，在于在爆炸荷載對于不同的工程部位并非同時達到荷載的最大值，因此可以不必把整個結構作為一個整體進行結構整體分析，而是獨立地分別按照荷載的最大值分別設計計算各個構件。這是人防工程結構內力計算的基本特點。

4.3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混凝土強度等級與結構構件最小配筋率有較大關系；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。

結束語：綜上所述，在進行人防工程地下結構設計的工作開展中，必須嚴格的按照相關的施工設計標準以及原則，從大的方向對整體的布局及結構設計進行合理的完善，提高人防工程地下結構設計使用的安全性及可靠性，對相關設計問題的出現積極的制定解決辦法，促進人防工程地下結構設計工作的有序開展。

參考文獻：

【1】孫久暉 地下人防工程結構設計的特點分析 科技創業家 2013年14期 地下人防工程結構設計的特點分析

【2】朱衛星 高層建筑下人防工程結構設計研究 科技風 2010年24期

【3】袁二鍵 宋春暉 地下人防工程結構設計淺析 河南科技 2014年10期