分析人防地下室結構設計的幾個問題

摘要：在設計人防地下室的過程中不僅要保證其結構強度與荷載能力，也要強調其平站轉換性能，下文筆者結合工作經驗，就人防地下室的結構設計進行討論，主要包括其結構特點、設計原則、設計要點與設計方法，希望給同行提供參考借鑒意義。

關鍵詞：人防地下室；結構設計；問題；荷載

前言

近年來，人防設施漸漸成為人們所關注的焦點，城市的防災抗襲成為重點討論問題，尤其在城市的防控安全中占據著重要地位，因人防工程不僅涉及人民的生命財產安全，還是人民防空事業的重要組成部分，對防空有著重要的作用。所以應擴大防空建筑規模，增加城市防控設置數量，同時對防空設計人員水平的要求也愈來愈嚴格，越來越完善的人防工作迫使設計師設計出更人性化的作品。

1.人防地下室概述

具有預定戰時防空功能的地下室被稱作為防空地下室。甲類防空地下室是其中的一種類型，能夠從容應對其預定的戰時對核武器、常規武器和生化武器的各項防護要求的地下室是人防地下室所應該具備的基本要求。乙類防空地下室是人防地下室的另一種類型，能夠應對其預定的戰時對常規武器和生化武器的各項防護要求是該防空地下室的基本設計要求。防空地下室不僅要滿足平時的使用要求而且必須按照戰時的標準進行相應的設計。

2.人防地下室結構的設計特點

2.1考慮規定武器爆炸動荷載

人民防空地下室與普通地下室的區別就是其設計結構需要考慮戰時規定武器爆炸動荷載的作用進行設計。偶然性荷載是武器爆炸動荷載的本質，其作用的時間較短且荷載的量值較大、處于持續性衰減的等問題是設計中必須要考慮到的。在人防地下室結構中，暴露在空氣里的構件就是臨空墻，在未覆蓋土的頂板等不同位置都會或多或少地受到空氣波的直接性沖擊。而且，被埋入土里的構件會因土內壓縮波的沖擊受到不一樣傷害。人防地下室的爆炸荷載主要由內部的柱子與墻體等部件間接性承受。

2.2滿足戰時和平時的結構需求

因整個項目大部分都是由人防地下室組成的，所以，人防地下室需要滿足人們日常所需使用功能的同時滿足戰時抵抗力承受力的結構要求。戰時和日常的兩種不用荷載效應組合標準都是人民防空地下室平時可以達到的使用標準。當日常結構需求與戰時需求存在差別化標準時，需及時實現日常與戰時功能的轉換以完成人防地下室角色之間的轉變。

2.3考慮建筑構件的彈塑性工作階段

相對于人防地下室中外墻、臨空墻以及其他部位所使用的鋼筋混凝土結構構件，其開裂狀態仍然屬于正常使用的范圍，通過這種方式可最大化的開發建筑材料的潛能，在受彎構件屈服后，還可承受較大的變形狀態后方會坍塌。在設計人防地下室的同時需要著重考慮鋼筋混凝土在彈塑性階段及準備狀態下是否順暢工作，這一點不僅可以使其更深程度的動力荷載，而且對工程效益可以起到提高的作用。

2.4材料設計強度可提升，構件安全度可舒適降低

經過大量的試驗表明，加載速率將直接影響建筑材料的力學性。人防地下室結構構件經歷毫秒級快速變形影響需在戰時武器爆炸所造成的動荷載環境下，，相較于標準化的靜載試驗來說，人防地下室的結構構件會進行明顯的變化，同時加載速率提升了上百倍且材料的強度會有明顯的提升。

同時，因戰事武器爆炸動荷載是一種偶然性荷載。所以其正常現象包括鋼筋混凝土等相關構件的開裂。人防地下室結構構件的安全度相對于靜荷載作用舒適度會有所降低。

3.人防地下室構設計原則

3.1建筑的防空地下結構要求

建筑的防空地下結構是整個建筑設計的一部分，結構需要滿足兩種不同狀態下的使用情況，不僅可以滿足平時日常所需功能還可以在備戰狀態下立即進行戰時狀態。甚至可以承受各種各樣級別的防護要求。所以，對人防地下室的設計需滿足平時與戰時兩種狀態的運用要求，防空地下室的設計需根據自身控制條件進行相應設計，且符合多重承載條件。

3.2人防地下室結構要強度驗算

當結構構件變形達到極限是處于核爆動荷載的作用下，此時需使用延性比進行控制以確定各種構件允許延性比時，而且需要充分考慮變形限制與防護密閉的要求，這是就不需要對結構變形和裂縫進行單獨的驗算。

3.3 防空地下室的結構設計

根據防護要求加強對設計且需要對受力情況另行分析，使各個部位的抗力相互協調。從而避免因設計控制標準的不一致而導致因內部結構的自毀式使得建筑物壽命降低，使防空地下室失去原有的防護作用。

4.人防地下室結構設計的注意事項

4.1口部集水坑的設計問題

在處于戰時狀態時，防空地下室的主要出、入口的防護密閉門外通道、進風口、豎井、以及通道內部都需對洗消污水的集水坑進行設置。而且還需要對地漏及集水坑進行處理，這樣有利于給、排水從而保證所處環境的整潔；需要沖洗的部位還包括濾毒室、進風擴散室、進風豎井、戰時出入口的洗消間、除塵室及所有人員通道。因排風豎井與外界空氣相連，所以在一定程度上會受到一定的污染，空襲后應由專業隊對其進行清理，同時也需要對地漏、集水坑進行處理。

集水坑施工難度與進風、排風豎井以及擴散室尺寸空間大小成反比，空間越大施工難度越小，相反的空間越小施工難度越大。遇到因施工空間過小而導致施工難度較大的情況時，可于豎井以及擴散室設置防爆波地漏與通道外集水坑打通就可以解決該問題。防爆波地漏只可以承受空氣所產生的正向沖擊波而不可以承受管道傳輸的反向沖擊波，因此，需要在排水口對防爆波閥或者是閘閥進行設置來解決此問題。

4.2人防工程的結構設計

4.2.1防平而結構構件的布置、標注、定位

人防平而結構構件的布置主要是將建筑平面化，使用人防信息用結構方式表達，可利用線型填充，根據其功能出人防區、非人防區、人防外墻、人防門框墻、人防隔墻與人防臨空墻，隨后對各種墻體進行不同的編號、設計門洞尺寸及荷載類型以便進行計算與實施編制配筋表的下一步工程步驟。

4.2.2人防工程等效靜荷載的設計

人防工程結構內力的計算方法和構件截而的設計方法是人防工程設計的核心問題。人防工程設計從程序上看大體可以分成，截而設計、內力分析、結構方案的三個層次。

人防工程結構設計是其中內力分析，進行人防工程的結構分析，需根據建設單位設計委托書中確定的工程的抗力等級由此確定工程防護等級要求。可根據有關的規范來確定人防工程的各種荷載作用數值。

5結語

因人防地下室結構設計涉及面較廣、影響因素較多，所以是一項復雜的工作。另外人防地下室需要同時具備戰時要求與平時功能，使得建筑結構設計難度增加，在設計工作中應參考相關規范和指導，所以需根據人防地下室的施工環境與具體條件選擇最為合適的施工方案。

參考文獻：

[1]駱建宏.有關人防地下室結構設計中常見問題的探討.[J].建材發展向導（下）.2011（9）：66

[2]李曉良.關于人防地下室結構設計的幾個問題.[J].浙江建筑.2009（9）：22