人民防空工程防護結(jié)構(gòu)設(shè)計

黃小鳳

摘要：隨著國際形勢的變化、國家發(fā)展導致的戰(zhàn)略布局調(diào)整，加強人民防空工程建設(shè)成了必然趨勢。人民防空工程設(shè)計必須貫徹”長期準備、重點建設(shè)、平戰(zhàn)結(jié)合”的方針。人民防空工程的建設(shè)地點、規(guī)模大小、戰(zhàn)時及平時用途應根據(jù)城市的人防工程規(guī)劃及地面建筑規(guī)劃等因素綜合考慮。人民防空工程的建設(shè)宗旨就是為了在平時為人民提供停車或儲物空間，戰(zhàn)時給廣大人民群眾提供一個保障生命安全、財產(chǎn)安全的場所。

關(guān)鍵詞：人民防空工程 防護設(shè)計 經(jīng)濟性

1.人民防空工程的分類

人民防空地下室按抗力級別分為甲類、乙類防空地下室。甲類防空地下室設(shè)計時必須滿足戰(zhàn)爭時期對核武器、常規(guī)武器、生化武器的防護要求。乙類防空地下室設(shè)計時必須滿足戰(zhàn)爭時期對常規(guī)武器、生化武器的防護要求。

2.人民防空工程的功能

人民防空工程為平戰(zhàn)結(jié)合工程，平時戰(zhàn)時均可使用，不浪費資源，但是必須滿足戰(zhàn)時的防護和使用要求。平時功能一般為地下停車庫、設(shè)備用房、儲物間、美食城、地下商城等。戰(zhàn)時功能為：人員掩蔽部、專業(yè)隊隊員掩蔽部、醫(yī)療救護站、物資庫等。

3.人民防護工程的防護要求

人民防護工程的防護要求有多個方面，本文主要講述結(jié)構(gòu)防護要求，部分建筑防護要求。

建筑防護要求：a.與人民防空工程沒有關(guān)系的設(shè)備管道不宜穿過人防工程的圍護結(jié)構(gòu);上部建筑的污水管、雨水管、燃氣管不得進入人民防空工程內(nèi)部，否則不容易滿足密閉性要求。如若必須穿過人民防空工程的圍護結(jié)構(gòu)，必須采取符合規(guī)范要求的防護密閉措施，保證密閉性。

b.戰(zhàn)爭時期，室內(nèi)有人員停留的甲類防空地下室頂板、臨空墻等結(jié)構(gòu)構(gòu)件應滿足最小厚度和防早期核輻射的相關(guān)要求，保障戰(zhàn)時掩蔽人員的生命安全。

當頂板的防護厚度不足時，可采取下列措施滿足防輻射要求：

頂板上結(jié)構(gòu)標高以上的建筑混凝土面層，可與板厚疊加，作為防輻射厚度，前提是板厚要滿足平時承載力和戰(zhàn)時抗力要求。

在頂板上覆土，按規(guī)范要求計算所需厚度，滿足即可。一般人防地庫頂板上為了滿足抗浮、種植綠植、市政管網(wǎng)等需求，都會回填不同厚度的素土。

4.人民防護工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件防護厚度

為了滿足人民防空工程的防護要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計師在設(shè)計時，人防地下室頂板，必須按照建筑防護要求同時還要考慮到經(jīng)濟性，為建設(shè)單位在合理范圍內(nèi)節(jié)省工程造價。

常做項目一般抗力等級為甲類核6常6級，核5常5級，乙類常6級。6級人防地下室頂板不管是甲類、乙類還是海拔高度是否相同，防輻射劑量是否一樣，最小厚度都不得小于250mm。核5級人防地下室頂板需根據(jù)項目所在地海拔高度、防輻射劑量要求采取不同厚度，具體需要按照規(guī)范要求確定。

5.人民防空工程設(shè)計經(jīng)濟性比較

防空地下室完整設(shè)計包括：頂板、底板、外墻、人防口部等的設(shè)計，本文著重講述頂板經(jīng)濟性和外墻荷載取值計算。

頂板設(shè)計：

a.頂板作為直接承受覆土、消防車、戰(zhàn)時爆炸等荷載的構(gòu)件，頂板需同時滿足平時受力要求和戰(zhàn)時受力要求。常規(guī)柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)一般按大梁大板設(shè)計比較經(jīng)濟。常規(guī)戰(zhàn)時核武器荷載如何取值，當防空地下室頂板為鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)并且滿足允許延性比時，頂板的等效靜荷載標準值依據(jù)頂板上覆土的厚度，頂板區(qū)格內(nèi)最大短邊跨度按照規(guī)范查取。

b.常做的核6常6級人防地下室，梁板柱基礎(chǔ)混凝土等級一般按C35取值，配筋率相對較小，且能滿足人防結(jié)構(gòu)構(gòu)件的一般抗剪要求。頂板板厚一般取值最小按250mm，雙向板按手冊算法計算，人防荷載和消防荷載采用塑性算法，依據(jù)規(guī)范要求，承受動力荷載的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，縱向受力鋼筋的配筋率均應滿足規(guī)范要求，故板頂?shù)卒摻罹醋钚∨浣盥孰p層雙向設(shè)置，支座不足處再附加。當板跨較大，按最小板厚計算支座處配筋或裂縫不滿足要求時，考慮加大板厚設(shè)計，但一般不大于350mm，否則需要施工單位在施工前組織超危工程專家論證會，并且施工時也會有一定安全隱患。板厚越大，通長配筋按最小配筋率也會越大，含鋼量就會大。

c.一般西安項目，防護等級會比較高，核5常5級較多，醫(yī)療救護工程、專業(yè)隊隊員掩蔽部、物資庫等。但是由于西安海拔較高，且根據(jù)防輻射劑量要求，醫(yī)療救護站和專業(yè)隊隊員掩蔽部戰(zhàn)時都是有人員停留，有上部建筑時，最小防護厚度不得小于540mm，無上部建筑時最小厚度不得小于720mm.但是一般防空地下室均有上部建筑，頂板上面層在保證滿足找坡要求后，面層最薄處可與板厚疊加作為防輻射厚度，尤其是主樓為剪力墻結(jié)構(gòu)時，主樓范圍內(nèi)板跨小，按250mm或者300mm板厚計算即可滿足抗力要求，這時如果按照最小防護厚度取板厚，通長配筋按最小配筋率取值，那么就會造成很大的浪費。這種情況可以頂板厚度在滿足抗力要求的前提下，其余不足防護厚度的差值，按建筑面層考慮，這樣既可以滿足防輻射要求，還可以滿足建筑平時工況承載力需求和戰(zhàn)時工況抗力需求，這樣頂板通長筋配筋會相對小很多，大大減小含鋼量。

d.有的項目柱網(wǎng)比較大，10mX10m，或者更大，這種時候如果還按照常規(guī)設(shè)計，大梁大板，那么要同時滿足平時戰(zhàn)時工況下的承載力要求，就需要做到很大的板，一方面需要施工單位組織專家關(guān)于超危論證，一方面頂板配筋會特別大，梁高也會較高，這種情況我們選擇做十字梁或井字梁結(jié)構(gòu)，板厚盡量做到按規(guī)范最小防護厚度，如果是主樓內(nèi)，無覆土且板跨足夠小，還可以考慮面層疊加，這樣混凝土用量和含鋼量都會節(jié)省，當然會增加次梁鋼筋和混凝土，但是相比較還是做十字梁或者井字梁比較節(jié)省。

頂板梁設(shè)計：頂板梁的設(shè)計需要考慮的因素比較多，梁跨度大小，車庫凈高需求，設(shè)備專業(yè)的設(shè)備安裝高度需求，頂板上覆土荷載厚度等都跟梁截面有關(guān)系。以下舉2個具體實例來說明：

小柱網(wǎng)梁截面比較：標準柱網(wǎng)5300X6450，5300X4900。5300mm跨度方向我們選擇按300X650和400X600兩種截面形式計算并且均滿足計算要求，下面我們根據(jù)計算結(jié)構(gòu)進行比較。

1>柱跨長度5300mm，框柱尺寸450X450.梁箍筋C12@100/150（2），頂部縱筋為：10C22（3800）;底部縱筋：8C22（3040）;通長筋為：4C22（1520）。

2>柱跨長度5300mm，框柱尺寸450X450.梁箍筋C10@100（4），頂部縱筋為：10C22（3800）;底部縱筋：9C22（3420）;通長筋為：4C22（1520）。

經(jīng)計算比較標準跨每根400X600截面梁比300X650框梁縱向鋼筋價格高約63.23元，箍筋價格高約97元，混凝土用量高約0.1m3，約50元。如果按照400X600截面設(shè)計，地庫層高可減少50mm，土方開挖量可減少1.3m3，每立方約30元;最終造價差值：180元。綜上：梁截面單從經(jīng)濟性選擇300X650更經(jīng)濟，但是400X600層高相同時舒適性更高，具體看甲方需求。

外墻荷載取值：以一個工程實例來講解外墻荷載如何取值，以下是工程概況：本工程為溧水一工程，人防地下室為核6常6級，位于地下二層，2層地庫層高均為3.8m，頂板上覆土為1.4米，負二層外墻外側(cè)土質(zhì)為砂土，抗浮水位為室外場地整平標高下0.5m，下面詳細講述外墻荷載如何計算：

結(jié)語：

人民防空工程事關(guān)國家安全、人民福祉，在人民防空工程的建設(shè)中，優(yōu)先考慮的防護功能的完備性，其次考慮居民用戶在非戰(zhàn)時的日常停車便利性，最后也要考慮開發(fā)投入經(jīng)濟性。本文是作者結(jié)合多年人防結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗，總結(jié)得出的在人民防空結(jié)構(gòu)防護設(shè)計方面的一些重點注意事項。屬于一家之言，如果不當之處，歡迎指點。

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