人防地下建筑物抗震性能设计探讨

【摘要】人防地下工程不仅是城市建筑的一部分，更是战时保障人员安全以及物资储备的重要设施。在设计时不但要考虑在和平时期的使用舒适性和经济性，还要考虑到战争时期的稳定性和安全性，不断优化抗震设计，从而提高地下室人防的设计水平。基于此本文分析了人防地下建筑物抗震性能设计。

【关键词】人防地下建筑物；抗震性能；设计

【中图分类号】TU92

【文献标识码】A

1、地下室人防建筑设计的特点

人防地下室的设计有以下特点：①由于人防地下室的特殊作用，在设计时要考虑战争的用途，應该考虑核武器或者普通武器爆炸等产生的荷载。一般来说爆炸产生的荷载的作用时间很短，往往都是一瞬间的事情，但是瞬间产生的荷载力却很大，荷载力随着时间的推移逐渐衰减。因此人防地下室相关构件会受到爆炸等产生荷载的直接作用，而埋藏在土中的构建物则将间接的承受土层传递力带来的冲击波影响。②在进行人防地下室设计的时候需要充分的考虑平战和战时情况。

在设计人防地下室各个构件时，不仅要满足战争时防爆的需要和保护要求，还要保证在和平时期的强度、舒适度和稳定性。在设计时应该考虑最不利的情形，对于和平时期和战争时期结合的地下室设计时，要同时满足平时和战时的使用要求，如果无法同时满足就考虑采取平战转换措施，能够保证战争时期能够迅速的完成地下室功能的转换。③地下室人防设计时可以适当的提高材料的强度值。建筑材料的特性是加载速率越快，材料的强度值越高。如果在战时武器爆炸对建筑构件作用时，结构构件的受力是瞬间的作用，这与标准的力学静载实验比较的话要快很多，材料力学表现的是强度的提高。人防结构失效的概率在5%到8%之间。武器爆炸的荷载作用时，地基的承载力会有所提高，其安全系数可以取一个相对低值，因为瞬时的荷载一般不会造成地基失效从而导致结构被破坏，因此设计地下室人防时可以不测算爆炸荷载作用下的地基承载力和变形情况。

2、地下室人防建筑抗震设计的意义

抗震结构设计是在建筑结构设计中注重整个建筑的抗震性能和稳定性，提高抵抗自然灾害和人为灾害的能力，以保证建筑物的寿命。具有足够的耐久性和可靠性，与人防结构设计有一定的相似性。一方面，建筑工程的抗震结构设计应满足建筑结构在使用过程中的稳定性和可靠性。另一方面，为了安全和舒适，必须满足用户的要求。现代建筑设计需要综合考虑影响因素，以保证建筑设计的合理性和实用性。

3、人防地下建筑物抗震性能设计

中国是一个多地震的国家，在三个板块交接处，三大板块的构造运动引起的构造地震。随着中国城市化的快速发展，人口压力、交通、土地利用与生态环境。在中国的地下空间开发规模迅速增加，而地下空间的开发和利用已成为公众关注的焦点。

人防地下建筑地震动普遍具有的如下特性：

第一是地下建筑的响应与地面结构有很大的不同。地震结构的振动变形将受到周围土体的约束，动态响应没有表现出自震特性。地下建筑物的地震不会影响周围的地震。地下建筑物的振动形式主要受入射地震波方向的影响，对于地下建筑，即使地震的方向没有太大的变化。地震形式的变化也与入射方向不一致。地下建筑各点的变形和应力也可能发生很大的变化，这种关系会影响地下建筑的动力响应，但影响程度不同，最重要的因素是地基的运动特性。

二是震害部位，地下建筑物的破坏部位一般情况下是发生在地下结构与地面结构的交界处，其在这个地方的稳定性不好，很容易受到地震的影响。例如，地下隧道的进出口、隧道的拐角、两个洞的交叉口或水平和平动与竖井的相交部位。

第三，就目前的情况来看，地震灾害会受到很多因素的影响，包括地形、土质、断面形状和大小、震源位置、结构或衬砌尺寸和材料等。

对此需要优化设计：首先是地下建筑的选址问题，这是地下建筑施工过程中极为关键的问题。因此，选址要慎重、科学、合理的。选址原则是地下建筑物必须建在稳定的岩层和良好的地基条件下，避免山坡上的断层、斜坡和不稳定的部分。避免选择当地地基条件发生较大变化的场地；二是在施工过程中，必须选择最深的进路。隧道施工时，应加强隧道的进出口，确保两孔的交叉口接近直角，因为直角是最安全、最稳定的。当三个隧道需要相交时，必须避免在同一位置相交的三个孔，还要注意三个孔的交点之间的距离。这个距离不应该太近。四抗震承载能力方面也需要重视。三根据地下结构的震害分析，从以下几方面提高地下结构的抗震承载力是可行的：（1）在均匀、稳定的基础上建造地下建筑结构，远离断层，避免过多的破坏。在边坡附近和不稳定地段，尽量避免饱和砂土地基。（2）在地下建筑结构施工中，在相同条件下，尽可能地选择埋深的线路。远离风化岩带。（3）在施工条件下，框架式地下建筑的施工尽量采用开挖施工的方法。（4）在地下结构中的柱、梁、屋盖节点。应尽量使用柔性接头，避免使用刚性接头。四建筑物抗震设计方案的优化，是需要在考虑一般标准的基础上，应严格按照抗震设计规范的要求，增加抗震设计的具体标准。建筑结构的详细规定和结构体系的确定对提高建筑抗震性能具有重要意义。因此，有必要对设计一开始给予高度的重视。通常，建筑物按其重要性进行分类，然后对各种建筑物的安全标准以及建筑材料的选择做出适当的调整，结构设计和结构体系的确定是抗震设计的核心，需要进一步加强控制。

总之，地下空间开发规模非常大，人防工程建设项目越来越多，由于地震的不规则形，使得人防地下抗震要求越来越高，因此进一步加强人防地下工程抗震性能的相关探讨非常重要需要引起我们的重视。

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作者简介：

周慧，女，1986年，籍贯：湖南省常德市，中级职称，主要从事人防结构设计及相关工作。