淺談人防結構設計及施工技術分析

【摘 要】在人防地下工程建設中，對于結構設計及施工工藝、技術、質量的嚴格把握是十分重要的，也是保證工程整體建設質量的重要環節。目前，在我國的人防地下工程設計及施工中，由于受到地質、技術、人員等因素的影響，導致其人防工程質量受到不同程度的影響，這是在今后必須重點解決的關鍵性問題。

【關鍵詞】人防工程；地下室；設計；施工

在我國現階段的人防地下工程中，人防結構合理設計及各類施工工藝合理應用是最為常見的技術難題，特別是在地質條件較為復雜的地區，如果不能采用合理的結構設計及采取有效的工藝和技術措施，必然會導致對于工程整體結構的安全性、經濟性及實用性造成一定的影響。

一、設計方法

人防地下室設計必須貫徹“長期準備、重點建設、平戰結合”的方針，設計必須滿足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。

（一）人防結構設計的動力分析一般采用等效靜荷載法：由于在動荷載作用下，結構構件振型與相應靜荷載作用下撓曲線很相近，且動荷載作用下結構構件的破壞規律與相應靜荷載作用下破壞規律基本一致，所以在動力分析時，可將結構構件簡化為單自由度體系，用動力系數乘以動荷載峰值得到等效靜荷載，這時結構構件在等效靜荷載作用下的各項內力就可近似等效為動荷載作用下相應內力的最大值。按等效靜荷載分析計算的模式代替動力分析，給防空地下室結構設計帶來很大簡便。采用等效靜荷載分析時，為滿足抗力要求，結構材料參數應乘以材料強度綜合調整系數。最后結構構件在動荷載作用下的變形極限用允許延性比[β]來控制。按允許延性比進行彈塑性工作階段的防空地下室，即可認為滿足防護和密閉要求。

（二）提高結構構件延性的設計構造措施：核武器與常規武器爆炸均屬于偶然性荷載，具有量值大，作用時間短且不斷衰減的特點，結構構件承受動荷載時已經處于彈塑性工作階段，因此，結構構件具有較大的延性，對吸收動能，抵抗動荷載是十分有利的。人防結構設計時，構造上應采取“強剪弱彎”、“強柱弱梁”、“強節點弱桿件”的設計原則。如可充分利用受彎構件和大偏心受壓構件的變形吸收武器爆炸動荷載作用的能量，以減輕支座截面的抗剪與柱子抗壓的負擔，確保結構在屈服前不出現剪切破壞和屈服后有足夠的延性，最終形成彈塑性破壞，提高結構的整體承載能力；又如受彎構件應雙面配筋，對承受動荷載作用下可能的回彈和防止在大撓度情況下構件坍塌十分重要，另外在節點區應有足夠的抗剪、抗壓能力和足夠的鋼筋錨固長度。上述這些措施和抗震設計的原則是一致的。

（三）人防地下室應能承受常規武器或核武器爆炸動荷載的作用，人防地下室一般也有抗震設防要求，設計時應使之能承受地震動荷載及武器爆炸動荷載作用。人防結構設計與抗震結構設計既有相同又有不同之處。

二、施工中需引起重視的問題

（一）梅花型拉結筋的布設：人防地下室結構構件戰時所受沖擊荷載較大，需要設置梅花型拉結筋，以利于結構構件抗剪，同時亦方便施工，而非人防工程一些結構構件往往不需要設置梅花型拉結筋。施工人員由于缺乏對人防工程專業規范要求的認識，將人防工程按照普通地下室進行施工操作，漏設人防頂板、底板、臨空墻等構件的拉結筋，但是當時人防工程底板內力由平時荷載控制且配筋率小于《人民防空地下室設計規范》中4.11.7條規定時，可不設置梅花型拉結筋，但這點往往需要設計人員注明。

（二）口部施工的問題：人防工程的口部是其重要組成部分，也是較易受到打擊的部位，它的破壞與否直接影響工程的防護要求，口部防護的重點是防護密閉門及相關配套設計的防護密閉門門框墻，防爆波活門及活門門框墻，門框墻預埋件等。在人防口部施工中也存在一些問題，如門框墻需要一次性澆筑問題上、門框墻預埋件不到位或方向錯誤、活門門框墻的上檻及下檻等等。這些部位的施工質量直接影響人防工程的整體強度，有的造成人防工程密閉性能差，防毒功能降低，使人防工程防護達不到相應的防護要求，給人防工程帶來極大的工程隱患。

（三）墻體拆模后留有拉結模版的螺栓孔：人防門框墻施工中在固定墻體模板時嚴禁采用對拉螺栓桿，人防墻體穿管時必須采取相應防護、密閉措施。施工單位為了增加模板工具的周轉使用次數，在地下室墻體中使用帶套管的拉結螺栓，拆模后留下連通孔，嚴重影響人防地下室的密閉性與防水性能。

在施工人防工程的墻體時，施工單位在人防地下室的所有墻體施工拆模后將螺栓切割斷，再補孔抹平。

（四）門框墻上檻加強梁的施工：當防護密閉門的上檻較長時，按照懸臂構件計算不滿足要求時，往往需要在上檻下端設置加強梁，作為抵抗水平沖擊波荷載的加強構件。但需要注意的是，加強梁距離上檻下邊緣的預留距離及加強梁的長度在施工中存在一定的問題，施工單位容易將加強梁的長度只做到同門框門口的寬度一樣長，顯然是錯誤的，故在設計圖紙中加強梁的長度需要注明，否則將嚴重影響加強梁的強度與作用。

除上述問題外，出入口的封堵，人防門構件的安裝等也常存在問題，這些問題都需要加強重視。

三、結束語

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。

地下室工程是一項系統工程，涉及設計、施工、材料、管理等諸方面因素，應堅持因地制宜、按需選材、防排結合、綜合治理的原則。針對結構的要求和所處的環境，強調地下結構能力，充分發揮人防工程的平戰結合功能，需要設計、施工等方的綜合考慮，選擇恰當的施工工藝，精心施工，有效的提高地下結構的可靠度。同時注意處理各節點、細部及薄弱部位，采取加強設防，多道設防等措施將人防工程保質、保量的完成，取得了良好的社會效益和經濟效果。