探讨地下室人防结构设计中的若干问题思考

靳风贵

郑州市人防工程设计研究院

1、地下室人防结构设计特点

人防地下室全称为人民防空地下室人防地下室，是现代人防工程中的重要组成环节，是落实人民防空系统的重要物质性基础，其主要包括以下几方面特点：(1)由于人防地下室在人民防空系统中占有重要的作用，这就要求在对人防地下室结构设计过程中，应充分考虑战时规定武器爆炸动荷载。对于武器爆炸动荷载而言，具有荷载量偶然性、持续衰减性等特点，对于人防地下室结构冲击形式以空气冲击波为主，且人防地下室主要承载结构则以墙体、建筑物支撑柱为主。因此，人防地下室结构设计应着重考虑武器爆炸动荷载对其墙体、建筑物支撑柱影响。(2)人防地下室另一个重要用途是作为和平时常规建筑物使用，其建筑物结构设计与战时建筑物使用要求不同。因此，在对人防地下室结构设计过程中，应兼顾考虑战时和和平时建筑物结构设计特点，做好二者差异化标准，并可以实现战时和和平时功能的转换。(3)由于人防地下室特殊的使用特点，其在支撑墙、外墙等结构构件选择方面与常规建筑物有所不同。为应对规定武器爆炸动荷载，人防地下室外墙、支撑墙结构构件选择时，使用了诸如受弯构件替代常规的钢筋混凝土构件，对于确保其动力载荷承受能力方面具有显著意义。(4)据试验数据统计，人防地下室结构件要求较常规标准化静载试验时，其对动荷载要求更高，其材料力学性能应更加稳定。因此，为满足人防地下室使用要求，可提高其建筑材料设计强度，降低其建筑构件的安全度、可适度。

2、地下室人防结构设计原则

人防地下室在设计原则上主要遵循以下几点：①人防地下室是整体建筑的一部分，一方面需要满足日常使用状况，另一方面又能有效的满足战时需求，有利于战备运营工作的开展，在设计上要满足日常与战时情况下的荷载差异状况，依据建筑情况自身状况来合理设计，从而有效的满足实际多方面的承载需求标准。②人防地下室设计要符合应有的强度检验标准。冲击波荷载情况下的结构构件达到变形的最大限度，通过延性比做有效控制，对各构件在延性比做有效确定，对变形限制与防护密闭需求做应有关注，从而可以不必对结构变形与裂缝做独立的验算。③在防控设施上需要考虑到受到常规武器或者核武器的破坏可能性，设计中要以最强烈破坏情况做作用力后果的预想与人防地下室结构的有效设计，从而保证人防地下室设计具有较强的抗破坏能力。④在人防地下室结构设计上，需要保证各部位抗力设计的协调处理，避免设计标准不一致导致的内部结构自身的毁坏问题，避免因此而产生建筑使用寿命缩短以及人防地下室防护实际功效。

3、地下室人防结构设计中需要注意的问题

3.1 人防平面结构构件的布置、标注、定位

对于人防区域结构设计布置要根据建筑平面和人防信息相结合，根据一些线性功能进行划分人防区域和非人防区域，并划分出人防外墙、人防门框墙等一些重要墙体，然后对每一面墙体和门进行编号和尺寸大小的设计，也同时增加载荷类型，方便直接计算出配筋数量。

3.2 人防主体设计

人防建筑主体主要是防护单元。人防区域根据不同使用功能要求划分若干防护单元，不同防护单元的面积要求不同，相邻单元要设置密闭隔墙确保各单元互不影响，如果单元间需要连通，要在单元两侧设置防护密闭门。每个防护单元除连通口外，须设置至少两个出入口。

3.3 孔口防护设计

孔口防护的设计需要重点考虑一下几个方面的内容：首先是防护密闭门与消波系统的设计，其次是出入口通道内临空墙与门框墙的设计，最后是孔口其他构件，如风井、防倒塌棚架、开敞式通道、相邻单元之间的隔墙等的设计，临空墙、相邻单元之间的隔墙已在上节中谈到了荷载的确定，设计人员可按一般墙体的计算模式，考虑人防设计的特点计算出内力和配筋。

3.4 结构荷载设计

从实际情况的角度进行分析，战时人防地下室结构所承受的主要荷载作用来源于爆炸等情况产生的较为强烈的空气冲击波，首先从地下室顶板结构的荷载情况来看，其通常需要直接承受地面冲击波，并且要抵抗超压及负压的作用，其次，从侧壁和底板的荷载情况来看，其所承受的荷载压力通常是由作用于地面的空气冲击波对地表土体进行压迫并通过土体运动将压力传递至下层地下室周围的土体中，从而对地下室的侧壁及底板产生超压、动压及负压等不同的荷载作用。在人防地下室结构设计时应对以上的荷载作用情况进行充分的考虑。

3.5 平战转换设计

人防设计中平战转换的设计也是重要的一环，非战时期人防设计的应用是对土地资源的节约。“平战结合”要求进行人防设计时既要考虑平时功能需求，又要考虑战时功能需求；使人防区域既能满足平时使用要求，又能满足防护需求。在实际中，平战转换主要着重于人防设计中出入口和其他孔洞在平时能够保证人们的正常需求，又能够在战时及时封闭，比如平时需要的设备安装口、采光口和专用出入口能够在封闭时达到抗力、密闭、防护的要求，能够有效及时的封堵。平战转换还包括平时不需要使用的战时设备比如除尘滤毒装置能够在战时及时安装；储水间、物资等能够在紧急状态下马上投入使用等。

总之，人防地下建筑工程无论是建设规模，还是建设水平都有较高的提升，进一步加强设计非常重要，需要引起我们的重视。

[1]赵毅.地下室人防工程结构设计探析[J].居业，2016(01)：73-74.

[2]王芳.人防地下室的结构设计[J].建筑知识，2015，35(12)：16.

[3]柏章朋.人防地下室设计要点分析[J].中国勘察设计，2015(09)：89-91.