簡析人防地下室結構設計的注意要點

廣東省建科建筑設計院有限公司 廣東廣州 510000

摘要：人防地下室建設工程是一項復雜的工作，其影響因素多，涉及面廣。人防地下室既要考慮戰時要求，又要兼顧平時功能，這增加了其結構設計難度，在設計工作中應參考相關規范和指導，結合人防地下室具體施工條件和施工環境，選擇最合適的設計方法。

關鍵詞：人防地下室；結構設計；注意要點；探討

1.人防地下室概述

人防地下室是指具有預定戰時防空功能的地下室。甲類防空地下室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。乙類防空地下室設計必須滿足其預定的戰時對常規武器和生化武器的各項防護要求。防空地下室不僅要顧及到平時的使用，而且必須要按照戰時的標準進行相應的設計。因為，戰時工程所承受的荷載相對較大，人防地下室的頂板、外墻、底板、柱子以及梁等要比普通地下室的尺寸大。有些時候為能滿足平時的使用功能需要，還須進行臨戰前的轉換設計，比如戰時封堵墻、洞口等。另外，對于特別重要的人防工程，一定要在頂板上對水平遮彈層進行設置，用來抵擋導彈以及炸彈的沖擊。

2.人防結構設計的原則

2.1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；

2.2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；

2.3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；

2.4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。

3.設計中常出現的問題

3.1人防地下室外墻配筋。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與樓板上的雙向板計算；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。

即地下室外墻按受彎構件計算，這與外墻所受平面外水平荷的作用特點是一致的。這樣計算得到的配筋是受力主筋，即豎向分布筋。對于單向板或雙向板而言，受力主筋應布置于墻板外側，而非受力的水平分布筋布置于墻板內側。這與一般剪力墻分布筋的排列方式不同。但很多設計中外墻鋼筋按一般剪力墻的排列方式布置，這將造成墻體的有效厚度減小。

3.2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由于設備暗裝，導致防護隔墻局部不滿足防護與密閉要求的厚度。

這就要求結構專業設計人員對此問題予以重視，注意與設備專業之間的協調，與人防地下室相關的墻體上不宜設置暗裝的設備箱盒。若不可避免時，應與相關專業協調處理，以滿足防護密閉隔墻的強度和密閉要求。、

3.3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中，以形成明確的洞口加強傳力體系。

3.4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，選用臨戰快速組裝的鋼結構裝配式防倒塌棚架，在混凝土結構施工時預留埋件即可。

4.人防地下室注意事項

4.1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。

4.2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。

4.3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。

4.4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。

5結語

人防工程建設已成為城市建設的重要組成部分，要充分發揮人防工程的平戰結合功能，需要設計、施工、監理等各方通力合作，才能消除上述例舉的工程問題，使人防地下室的建設質量符合國家工程建設規范要求。

參考文獻：

[1]李曉良.關于人防地下室結構設計的幾個問題[J].浙江建筑，2009，09，19-22.

[2]李秋琳.人防地下室設計分析[J].山西建筑，2007，06，51-52.