人防戰時結構設計與平時結合的相關問題

汪 凱

(中南建筑設計院股份有限公司，湖北 武漢 430071)

0 引言

近年來，我國軍事力量發展非常迅速，國防力量突飛猛進，人防工程的建設規模也不斷擴大。人防工程是我國的重要戰略設施。人防地下室是結合地面建筑修建的工程。因此，人防地下室相關結構設計應該結合地面結構進行設計。

1 人防結構設計范圍

人防工程一般由平時設計和人防設計相結合，人防設計主要是指戰時工況下的防護功能設計，設計內容包括：人防地下室范圍的梁、板、人防墻、柱、底板、門框墻大樣，口部大樣，出入主口的樓梯，坡道及相應的防倒塌棚架等。

2 人防荷載取值

人防各部分構件根據GB 50038—2005人民防空地下室設計規范和07FG01—05防空地下室結構設計取值。

設計過程中取值一般按實際情況中最不利工況取，以防護等級為甲類核6級、常6級為例各部分等效靜荷載標準值可參考如下取值：

1)頂板。

覆土0.5 m～1.5 m以內取值：qe=70 kN/m2(無上部建筑時)。

覆土0 m～0.5 m以內取值：qe=60 kN/m2(無上部建筑時)。

此處上部建筑是指，上部結構四周為混凝土封閉空間，因此，塔樓內(四周不是混凝土封閉空間)也為無上部建筑。如果人防區設置在地下2層，地下1層四周混凝土封閉，則地下2層頂板荷載取值按有上部建筑工況取值。

2)外墻。

按外層為飽和粘土取值：qe=50 kN/m2。

3)底板。

荷載取值與基礎形式有關，當基礎為獨基+防水板取值：qe=25 kN/m2。

4)臨空墻。

室外直通出入口(θ<30°)。

L=5 m，qe=200 kN/m2。

L≥10 m，qe=160 kN/m2。

5 m

室外單向出入口(θ<30°)。

L=5 m，qe=180 kN/m2。

L≥8.33 m，qe=160 kN/m2。

5 m

室內出入口、室外豎井、樓梯、穿廊出入口：qe=130 kN/m2。

普通地下室鄰核6常6一側：qe=110 kN/m2。

其中，θ為直通、單向出入口坡道的坡度角；L為室外出入口至防護密閉門的距離。

5)臨空墻擴散室鄰防空地下室內部的墻體。

進風、排風擴散室：有掩蔽人員：qe=39 kN/m2，無掩蔽人員：qe=65 kN/m2。

排煙擴散室：qe=130 kN/m2。

6)單元隔墻。

核6常6與核6常6相鄰：qe=50 kN/m2。

7)防護密閉門門框墻。

室外直通出入口(θ<30°)。

L=5 m，qe=290 kN/m2。

L≥10 m，qe=240 kN/m2。

5 m

室外單向出入口(θ<30°)。

L=5 m，qe=270 kN/m2。

L≥8 m，qe=24 kN/m2。

5 m

室內出入口、室外豎井、樓梯、穿廊出入口：200 kN/m2。

核6常6與核6常6相鄰：50 kN/m2。

普通地下室鄰核6常6一側門框墻：170 kN/m2。

其中，θ為直通、單向出入口坡道的坡度角；L為室外出入口至防護密閉門的距離。

8)開敞式防倒塌棚架。

水平：15 kN/m2；垂直：50 kN/m2；

9)主要出入口的樓梯。

正面：60 kN/m2；反面：30 kN/m2。

3 人防區域鋼筋混凝土結構構件構造要求

人防區域鋼筋混凝土結構構件縱向受力鋼筋的最小配筋率按GB 50038—2005人民防空地下室設計規范中4.11.7條取值。

根據此規范條文可知，墻體和板混凝土等級不大于C35時為0.25%，C40～C55時為0.3%，C60～C80時為0.35%。一般工程設計中，板混凝土等級為C30,C35,因此采用0.25%的配筋率；純地下室范圍墻體無特殊要求控制在不大于C35,可以采用0.25%的配筋率；商業住宅塔樓范圍內，如果豎向構件混凝土等級大于C35配筋率就變成0.3%或者0.35%，因此在墻體，門框墻及口部大樣設計時構造措施應相應提高。

除此以外，如基礎形式為柱下獨基加防水板(無基礎梁連接)，則人防工程中理解為底板反柱帽構造，此種情況除滿足對應混凝土強度的最小配筋率外，且不應小于0.3%，具體要求詳07FG01中無梁樓蓋構造。

人防區域墻板必須設置拉結筋，拉結筋要求為6@500×500(間距最大為500，一般為受力鋼筋間距的2倍)梅花形布置。

注：乙類人防工程地下室底板不考慮人防。

4 人防區域的結構后澆帶不得穿越人防區的口部和門框

后澆帶穿過門框墻就會因為后澆帶的兩側不均勻沉降使人防門變形而無法開啟；后澆帶穿過人防區的口部就會使口部密閉性降低，同時會影響口部門及其他設備的安裝使用。

解決辦法：遇到后澆帶穿越人防區的口部和門框時，可從旁邊一跨繞出。

5 人防與平時工況相關設計的結合

1)人防區域平時工況荷載。

人防區域范圍的恒載，活載，消防車荷載，轉換柱荷載都應考慮到人防結構設計里面與人防荷載一起組合計算。

2)人防區域的結構布置。

a.結構平面布置：人防區域相關梁板結構布置應盡量按平時工況結構布置，與平時結構計算受力傳力模式保持一致，如有變動，應通知平時結構進行修改。

b.人防墻布置：人防墻體無特殊要求外，應該根據平時工況墻柱布置，人防墻體可以與平時工況墻體重合布置。

c.框架梁傳力布置：框架梁不應直接搭接到純人防墻體上(除與平時工況墻體重合處外)，因為一般情況下，人防墻體下無基礎布置。框架梁應直接搭接到平時柱或者墻上，并按一整跨計算，如中間有人防墻，框架梁配筋會相應減小，此時應參照旁邊相同跨無人防墻處，加大梁整體配筋。

3)施工中，人防工況設計圖紙與平時工況設計圖紙中梁、板、墻、柱重合處，按配筋，截面均取大值處理，有不明處應及時跟設計人員反饋，各構件均應滿足人防構造要求。

4)人防板配筋結果取值：人防板配筋按平時工況彈性計算(不考慮人防荷載，考慮裂縫，撓度)與戰時工況下塑性計算(考慮人防荷載，不考慮裂縫，撓度)兩種工況包絡取值，并應滿足人防構件最小配筋率要求。

5)人防梁柱配筋結果取值：一般情況下人防梁柱配筋在人防工況應大于平時工況下，除此以外，有以下幾點需要注意的地方：

a.計算過程中要檢查計算模型是否將人防荷載考慮在內，如未考慮，應檢查人防模型中的參數，考慮人防荷載選項是否勾選，程序參數設置中的組合系數中是否有人防組合選項。

b.有消防車荷載，轉換柱荷載，泳池荷載，設備荷載等特殊荷載的地方需特別注意，計算配筋有可能為平時工況荷載控制，因為在計算過程中消防荷載不與人防荷載同時組合，而人防荷載的組合系數一般取1，小于平時荷載，這種特殊地方構件，應適當放大。

6 人防設計中需要平時建筑和結構協商解決的問題

1)人防工程中底板建筑回填層小于150，有些活門檻人防門安裝時人防大門鋼門框會切斷底板板面或者基礎面鋼筋，如封堵板門(FMDBxxxx(6)),門下有200深卡槽，如圖1所示。

當建筑回填層小于200時，此時人防結構有兩種處理方法：

做法一(結構處理方法)如圖2所示，此種做法不影響建筑面標高，底板按此大樣施工，如此門范圍有基礎布置，要求相應基礎降標高；

做法二(建筑處理方法)如圖3所示，此種做法不影響結構底板及基礎，但要求建筑做坡，可能會影響建筑功能或車道停車位等。

2)根據人民防空工程防護設備選用圖集(RFJ01—2008)和防空地下室防護設備選用(07FJ03)要求，人防門安裝和開啟方向需滿足相關凈高凈寬要求，特別針對層高較低的地下室，門開啟方向梁高過高會導致門開啟不了或者旋轉不了180°，門邊墻長度過小也會影響門的安裝。

此種情況的處理方法為：減小梁高或者梁上翻(根據其他專業要求調整)。

7 結語

一個優秀的人防工程，離不開各專業的完美配合，結構的施工處于各專業施工的前端，因此在設計過程中解決好各種結構問題，使結構滿足各專業要求是人防工程的重中之重。力爭在達到戰備目標要求的情況下，使結構更加經濟，合理并且更加美觀。