探析地下室人防工程建筑結構設計的關鍵點

季曉衛

摘要：在現代建筑工程中，人防地下室工程是最關鍵的部分。人防地下室的設計水平直接影響上層建筑的安全性和穩定性，一旦發生疏忽，必然會造成嚴重的安全風險。

關鍵詞：地下室；人防工程；結構設計

一、隨著我國建筑設計水平的日益提升，人防地下室建筑設計也越來越受到人們重視，因為地下室建筑設計的合理與否，直接關乎到人們的生命財產安全，所以為了進一步發揮人防地下室建筑的安全性能，相關設計人員在實際操作時，就要嚴格按照相應的設計規范和要求來進行，確保地下室設計方案的合理性，并針對一些常見問題進行全面分析，進而針對性的制定出對應的解決方案，以便在保證人防地下室質量的同時，更好的增強其使用的安全性和實效性。

二、 地下室人防工程構造要求

（一）人防頂板厚度應考慮防護厚度的要求

人防構件應滿足建筑結構厚度。主要包括三個方面要求：①最小防護厚度要求（構造及安裝要求）；②防早期核輻射的厚度要求（非力學因素）；③受力計算的厚度要求（力學因素）。

（二） 后澆帶不應設在人防門或口部位置

面積較大的地下室，特別需要滿足防護及防水的要求，不建議設變形縫。地上建筑可設，地下室可利用后澆帶、加強帶等措施，來減小混凝土收縮的對結構不利影響。《人防施工規范》6.4.11條，工程口部、防護密團段、采光井、水庫，水封井、防毒井、防爆井等有防護要求的部位，應一次整體澆筑混凝土。

（三）室內人防頂板混凝土需采用抗滲混凝土

在戰時，人防地下室具有防備空襲和核武器、生化武器襲擊的作用，是個具有戰時出入口的獨立密閉空間，必須保證它的封閉性。當人防地下室設在地下二層時，排水管等設備管道不能穿過人防頂板進入人防區，地下層的車庫排水需在負一層設集水坑，集水坑底板側板均應滿足人防構造及設計要求。

（四） 地下室外墻底板底部配筋大樣節點配筋存在誤區

《FG01防空地下室設計荷載及結構構造》60頁“外墻與頂板、樓板和底板的鏈接”大樣如圖1所示，筆者覺得這個大樣外墻與底板的鏈接處，墻外側縱筋伸入底板的長度>1.51af，在某些情況下是不能滿足底板作力外墻的固接端的要求。當底板厚度遠大于外墻厚度時，圖集做法沒有問題，此時底板完全可以平衡墻底負彎矩。如圖2所示，否則計算邊界條件與實際受力情況不符，有安全隱患。

三、實例分析人防地下室結構設計

（一） 工程概況

文章僅以某城市廣場的地下室為例展開分析，此地下室主要用作商場、停車庫，上部無建筑物。此地下室面積南北、東西向長度分別為128m、144m，地下面積為9900m2，柱網尺寸為800mm×800mm，建筑抗震設防烈度7度、抗震類別丙類、場地土類別Ⅱ類，框架柱抗震等級4級。在此地下室中，停車庫部分兼作戰時人防，根據綜合分析決定按6級人防物資儲備庫設計。

（二） 基礎設計

本工程地下水位處于頂板面位置，底板承受5m水頭浮力，基礎設計考慮了3種方案：（1）平板式筏基；（2）梁板式筏基+抗拔樁；（3）梁板式筏基+板面覆毛石混凝土。根據分析可知：方案（1）中，地下底板的厚度需達到1.7m，造價最高，開挖深度-6.25m；方案（2）開挖深度-5.05m；方案（3）中，造價最低，開挖深度-7.15m，由此基坑開挖、支護要求均提高，因此也導致相應的費用提高。

通過綜合分析，決定采用方案（2），地下底板厚500mm，柱下雙向拉梁，梁寬、高分別為800mm、700mm。通過對場地條件、工程地質的綜合分析，決定采用沉管灌注樁作為抗拔樁，直徑400mm，有效樁長分為6.5m（590根）、10.0m（345根），單樁抗拔承載力設計值分別為75kN、170kN。

（三）預應力梁設計

本工程基礎設計中從經濟性方面考慮，采用的方案（2）中開挖深度只有-5.05m，因此層高有限，同時地下商場部分需作暖通、消防噴淋系統等，因此主梁高度進一步壓縮，經綜合比較后決定采用寬扁梁，為設備管線布置提供足夠的空間。為減小撓度、控制裂縫，主梁按有粘結預應力鋼筋砼梁設計，本工程中扁梁橫截面為1000mm×500mm，局部荷載大、考慮人防荷載大，則截面調整為1000mm×700mm。

（四） 荷載取值與內力分析

本工程頂板厚350mm，板面覆土恒載取33kN/m2，活荷載不考慮走消防車取5kN/m2，核爆破等效靜荷載取65kN/m2。本工程作為人防地下室，主要考慮以下3種荷載組合，本工程采用PKPM程序計算得到梁在不同的荷載組合下彎矩圖，并做好配筋設計。

四、人防地下室建筑設計常見問題及相關解決措施分析

（一）主要出入口設計

人防地下室的主要出入口設計必須結合地下室的應用功能來定，若是甲類防空地下室，則其人防主要出入口應盡量設置在室外，且要保證與地面連接的部分必須延伸到地面建筑防倒塌范圍之外，也可設置相應的防倒塌棚架，以便可以最大化預防戰時地下室的主要出入口被上部建筑構件所封堵。

（二） 人防門的設計

1、人防門的開啟方向需設置合理

通常人防地下室的人防門重量十分之大，這樣就會加大門扇啟閉的難度，進而使得其安裝完畢后的使用率極低。同時，為了避免門扇自重過大而產生變形現象，設計人員在對其進行設計時，要在門扇下增設相應的墊塊，進而來緩解門扇的自重引起的變形，合理的設置人防門的開啟方向可減少人防門在平時使用情況下的開閉次數。

五、結語：

綜上所述，地下室人防建筑結構設計是建筑工程項目設計的一項重要內容，通過優化和改進人防結構設計，不僅可以提高建筑地下室空間利用率，保障人們的生命財產安全，還可以實現建筑工程項目的節能減排，從而促進我國經濟更好的發展。

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