地下人防工程結構設計的特點分析

李 亮 景 政 張 巍

(北京66139部隊 北京 100144)

一、前言

在城市建設過程中，地下人防工程是一些高層建筑在建設所必須配套的附屬建設項目，但是由于地下人防工程與建筑物的地基相連，因此它與主體結構的質量有著極大的關系。在設計過程中，地下防工程需要注重分析結構性特點，并要遵照地下人防工程設計的一般原則，這樣才能夠為地下人防工程順利完工奠定良好的基礎。

二、地下人防工程一般的結構設計特點

(一)戰時與平時之間的使用結合

地下人防工程在和平時期一般用做居民的停車場或者是儲藏間，但是地下人防工程也帶有軍用性質，就是在戰爭時期用作群眾的避難場所。因此地下人防工程這種兩用的性能對于工程結構設計特點提出了更高的要求。地下人防工程在平時要能夠滿足居民停車或者是堆放雜物的需求，在戰爭時期還要成為群眾生命安全的保障，這些都是在地下人防工程設計中所應該考慮的問題。地下人防工程最為關鍵的特點就是要考慮平時和戰時之間的結合使用。

(二)鋼筋混凝土結構

地下人防工程一般選用鋼筋混凝土結構，就鋼筋混凝土結構吸收能力來說，它的彈性階段一般小于塑性階段，這是結構設計的主要特征。為了獲得更為穩定的特性，提高地下人防工程的安全性。工程設計人員在設計地下人防工程構造中主要參照鋼筋混凝土在彈性階段的吸收能力，盡可能提升地下人防工程的設計質量。

三、地下人防工程結構設計的原則

(一)進行有效的強度驗算

在地下人防工程結構設計過程中，設計人員要首先做到在有外部荷載的作用下，工程變形量在合理的范圍內。對變形量進行有效的分析，需要學會利用強度驗算放方法。使得地下人防工程符合標準規范要求，也能夠得到足夠的穩定性和可靠性。

(二)平時與戰時的結合

平時與戰時結合是地下人防工程結構構造的原則，這種原則要求設計人員在設計地下人防工程的側墻以及地板時，需要有針對性進行設計，增強人防工程的防護效果。為了使得地下人防工程結構荷載計算更為簡便，通常要拆除構件，對地下人防工程荷載進行單個計算，使用等效荷載的方法，是地下人防工程設計經常用到的手段。為了保障地下人防工程構件的使用壽命，實現人防工程基本的作用，需要仔細觀察構件結構，確保構件之間的協調性。在地下人防工程中墻與柱之間的連接關系一定要理清，是人防結構設計中的重點內容。利用兩者之間的關系，使得地下人防工程基礎吸收整個建筑物大量的荷載，極大提高建筑物的穩定性。

四、地下人防工程結構設計優化措施

(一)對于地下人防工程倒塌情況的預防

地下人防工程如果出現倒塌，經過模型計算，倒塌的范圍位于地下人防工程的出入口位置，如果出入口倒塌就會出現堵塞，影響地下人防工程的使用。為了預防發生倒塌，設計人員在進行模型計算時，要采用防倒塌的措施，對于地下人防出入口進行合理的設計，如果出入口正好位于倒塌的范圍內，就要另行選擇出入口位置，如果根據現實的情況，只能選擇倒塌范圍內設置出入口，那么可以采用有效的防倒塌措施，使得出口的穩定性得到有效的保障。

(二)對于地下人防工程結構構件的要求

對于地下人防中的構件要進行合理的計算，同時構件也應該滿足相應的構造要求，主要是構件的混凝土等級、抗壓強度、抗滲強度等等指標。混凝土的保護層厚度符合標準規范要求；在地下人防工程中縱向受力鋼筋錨固以及搭接的長度符合規范設計；經常采用梅花型的拉結鋼筋，這種鋼筋在地下人防程的混凝土墻板以及門框墻中得到了廣泛的應用。經常采用斜向腳筋不布置，主要位于門框內外側。在地下人防工程中也會有集水坑，由于集水坑是一種較為特殊的構造，因此需要嚴格遵守結構設計標準要求。如果人防頂板面層厚度為100毫米，那么250毫米就是最小的板厚，200毫米一般是地下人防工程密閉通道圍墻的最小厚度。500毫米主要是地下人防通道連接口處雙向的密封門框墻之間的最小厚度，這些都是地下人防工程結構設計中所要遵循的強制性的結構設計措施。

(三)地下人防工程孔口防護的設計

地下人防工程由由于兼有戰時和平時的兩種功能，在發生戰爭時，作為群眾的避難場所，因此孔口的安全性設計比一般出入口有著更高的要求，需要做好孔口的防護性設計。可以設計防護的密閉門，密閉門與消波系統之間相連，以減少發生震蕩時對密閉門的破壞。出入口通道要與臨時的空墻和門框墻相隔，地下人防工程內部需要設置風井，以與外界形成良好的空氣流通，同時通道要形成敞開式的，相鄰單元要有隔墻進行隔離，內部要設置防倒塌的棚架，同時各個構件要嚴密厚實。對于相鄰的隔墻以及臨空墻的荷載計算，要正確計算出配筋，符合人防設計需求。門框墻在設計過程中，一般按照懸臂梁的設計方法。地下人防工程由于具有自身的疏散性特點，因此在出入口設計時，一般選用較寬的寬度，這是民用工程的較大特點。但是由于在戰爭時期，為了減少敵方對于地下人防工程的破壞，他的出入口就相對來說比較窄。因此如果懸臂長度過長，或者是水平鋼筋在門框墻中分布較長，在進行地下防護鋼筋進行設計時，需要改變門框墻的受力形式，比如說可以增加柱子或者梁的數量。在進行壓力計算時，要計算土中的壓縮波，這對于武器爆炸時產生的振動影響。常規下一般不需要考慮爆炸的荷載作用，主要是由于采用敞開式的通道設計。人防工程產生倒塌而產生的垂直荷載，以及空氣動力沖擊波是甲類人防工程防倒塌棚在設計過程中應該注意的重點事項，以上都是地下人防工程在孔口設計中應該注意的事項。

(四)地下人防工程的平面結構

地下人防工程平面結構是非常重要的工程設計內容，要充分體現人防信息，合理劃分人防區域以及非人防區域，對于人防工程中的外墻以及隔墻和臨空墻都要進行合理的規劃。在編制配件表時要盡量簡便，有效確定墻體的荷載，并且在墻體上要做好規律性的記號。合理的確定墻體的厚度以及門框墻的尺寸，這樣才能夠合理布置地下人防工程的結構，有效保障地下人防工程的結構質量。

五、結束語

地下人防工程是影響建筑物主體質量的重要結構，并且它的設計較為復雜，需要考慮戰時以及平時的設計特點和設計原則，按照實際情況選擇最合理的設計方案，這樣才能夠保障地下人防工程結構設計符合標準規范要求。