探討地下室人防結(jié)構(gòu)設(shè)計中的若干問題思考

靳風(fēng)貴

鄭州市人防工程設(shè)計研究院

1、地下室人防結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

人防地下室全稱為人民防空地下室人防地下室，是現(xiàn)代人防工程中的重要組成環(huán)節(jié)，是落實人民防空系統(tǒng)的重要物質(zhì)性基礎(chǔ)，其主要包括以下幾方面特點：(1)由于人防地下室在人民防空系統(tǒng)中占有重要的作用，這就要求在對人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，應(yīng)充分考慮戰(zhàn)時規(guī)定武器爆炸動荷載。對于武器爆炸動荷載而言，具有荷載量偶然性、持續(xù)衰減性等特點，對于人防地下室結(jié)構(gòu)沖擊形式以空氣沖擊波為主，且人防地下室主要承載結(jié)構(gòu)則以墻體、建筑物支撐柱為主。因此，人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)著重考慮武器爆炸動荷載對其墻體、建筑物支撐柱影響。(2)人防地下室另一個重要用途是作為和平時常規(guī)建筑物使用，其建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計與戰(zhàn)時建筑物使用要求不同。因此，在對人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，應(yīng)兼顧考慮戰(zhàn)時和和平時建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計特點，做好二者差異化標準，并可以實現(xiàn)戰(zhàn)時和和平時功能的轉(zhuǎn)換。(3)由于人防地下室特殊的使用特點，其在支撐墻、外墻等結(jié)構(gòu)構(gòu)件選擇方面與常規(guī)建筑物有所不同。為應(yīng)對規(guī)定武器爆炸動荷載，人防地下室外墻、支撐墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件選擇時，使用了諸如受彎構(gòu)件替代常規(guī)的鋼筋混凝土構(gòu)件，對于確保其動力載荷承受能力方面具有顯著意義。(4)據(jù)試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計，人防地下室結(jié)構(gòu)件要求較常規(guī)標準化靜載試驗時，其對動荷載要求更高，其材料力學(xué)性能應(yīng)更加穩(wěn)定。因此，為滿足人防地下室使用要求，可提高其建筑材料設(shè)計強度，降低其建筑構(gòu)件的安全度、可適度。

2、地下室人防結(jié)構(gòu)設(shè)計原則

人防地下室在設(shè)計原則上主要遵循以下幾點：①人防地下室是整體建筑的一部分，一方面需要滿足日常使用狀況，另一方面又能有效的滿足戰(zhàn)時需求，有利于戰(zhàn)備運營工作的開展，在設(shè)計上要滿足日常與戰(zhàn)時情況下的荷載差異狀況，依據(jù)建筑情況自身狀況來合理設(shè)計，從而有效的滿足實際多方面的承載需求標準。②人防地下室設(shè)計要符合應(yīng)有的強度檢驗標準。沖擊波荷載情況下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到變形的最大限度，通過延性比做有效控制，對各構(gòu)件在延性比做有效確定，對變形限制與防護密閉需求做應(yīng)有關(guān)注，從而可以不必對結(jié)構(gòu)變形與裂縫做獨立的驗算。③在防控設(shè)施上需要考慮到受到常規(guī)武器或者核武器的破壞可能性，設(shè)計中要以最強烈破壞情況做作用力后果的預(yù)想與人防地下室結(jié)構(gòu)的有效設(shè)計，從而保證人防地下室設(shè)計具有較強的抗破壞能力。④在人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計上，需要保證各部位抗力設(shè)計的協(xié)調(diào)處理，避免設(shè)計標準不一致導(dǎo)致的內(nèi)部結(jié)構(gòu)自身的毀壞問題，避免因此而產(chǎn)生建筑使用壽命縮短以及人防地下室防護實際功效。

3、地下室人防結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要注意的問題

3.1 人防平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置、標注、定位

對于人防區(qū)域結(jié)構(gòu)設(shè)計布置要根據(jù)建筑平面和人防信息相結(jié)合，根據(jù)一些線性功能進行劃分人防區(qū)域和非人防區(qū)域，并劃分出人防外墻、人防門框墻等一些重要墻體，然后對每一面墻體和門進行編號和尺寸大小的設(shè)計，也同時增加載荷類型，方便直接計算出配筋數(shù)量。

3.2 人防主體設(shè)計

人防建筑主體主要是防護單元。人防區(qū)域根據(jù)不同使用功能要求劃分若干防護單元，不同防護單元的面積要求不同，相鄰單元要設(shè)置密閉隔墻確保各單元互不影響，如果單元間需要連通，要在單元兩側(cè)設(shè)置防護密閉門。每個防護單元除連通口外，須設(shè)置至少兩個出入口。

3.3 孔口防護設(shè)計

孔口防護的設(shè)計需要重點考慮一下幾個方面的內(nèi)容：首先是防護密閉門與消波系統(tǒng)的設(shè)計，其次是出入口通道內(nèi)臨空墻與門框墻的設(shè)計，最后是孔口其他構(gòu)件，如風(fēng)井、防倒塌棚架、開敞式通道、相鄰單元之間的隔墻等的設(shè)計，臨空墻、相鄰單元之間的隔墻已在上節(jié)中談到了荷載的確定，設(shè)計人員可按一般墻體的計算模式，考慮人防設(shè)計的特點計算出內(nèi)力和配筋。

3.4 結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計

從實際情況的角度進行分析，戰(zhàn)時人防地下室結(jié)構(gòu)所承受的主要荷載作用來源于爆炸等情況產(chǎn)生的較為強烈的空氣沖擊波，首先從地下室頂板結(jié)構(gòu)的荷載情況來看，其通常需要直接承受地面沖擊波，并且要抵抗超壓及負壓的作用，其次，從側(cè)壁和底板的荷載情況來看，其所承受的荷載壓力通常是由作用于地面的空氣沖擊波對地表土體進行壓迫并通過土體運動將壓力傳遞至下層地下室周圍的土體中，從而對地下室的側(cè)壁及底板產(chǎn)生超壓、動壓及負壓等不同的荷載作用。在人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)對以上的荷載作用情況進行充分的考慮。

3.5 平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設(shè)計

人防設(shè)計中平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換的設(shè)計也是重要的一環(huán)，非戰(zhàn)時期人防設(shè)計的應(yīng)用是對土地資源的節(jié)約?！捌綉?zhàn)結(jié)合”要求進行人防設(shè)計時既要考慮平時功能需求，又要考慮戰(zhàn)時功能需求；使人防區(qū)域既能滿足平時使用要求，又能滿足防護需求。在實際中，平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換主要著重于人防設(shè)計中出入口和其他孔洞在平時能夠保證人們的正常需求，又能夠在戰(zhàn)時及時封閉，比如平時需要的設(shè)備安裝口、采光口和專用出入口能夠在封閉時達到抗力、密閉、防護的要求，能夠有效及時的封堵。平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換還包括平時不需要使用的戰(zhàn)時設(shè)備比如除塵濾毒裝置能夠在戰(zhàn)時及時安裝；儲水間、物資等能夠在緊急狀態(tài)下馬上投入使用等。

總之，人防地下建筑工程無論是建設(shè)規(guī)模，還是建設(shè)水平都有較高的提升，進一步加強設(shè)計非常重要，需要引起我們的重視。

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[2]王芳.人防地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].建筑知識，2015，35(12)：16.

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