地下室人防工程结构设计分析

地下室人防工程结构设计分析

摘要：城市建设中，地下室是很多高层楼房建筑建设中的关键内容，建筑工程的质量与地下人防设计的质量有着十分密切的联系。本文通过对地下人防工程结构设计的原则进行简要介绍,分析了地下室人防工程结构设计，以供参考。

关键词：地下人防；工程结构；设计；建筑工程

人防工程主要为了在战争发生的时候,给人们提供一个良好的避难场所,从而有效的保证人们的生命财产安全。因此,地下人防工程也成为现代城市规划建设的重要内容。地下室结构的设计也比较复杂，主要技术问题有：地基承载力及变形问题、抗浮问题、不均匀沉降问题、结构超长问题、基础型式的选取和计算方法问题、人防设计等。

1人防地下室概述

防空地下室主要指具有预定展示防空功能的地下室空间，其应确保人民防空指挥、通信和掩蔽等多种功能，同时在紧急时刻时也需要储存粮食和浇水。战时则能够避免敌人空袭，做好人员与物资掩蔽等工作，其也是保存战争潜力的重要设施。为了满足战时常规武器和生化武器防护的要求，还需对核武器和常规武器的防护要求，可较长时间支持反侵略的工程。为了改善设计效果，还需采取有效措施按照战时的标准满足其使用的要求。人防地下室通常设置在住房、停车场以及商场的下方，将日常应用与战时需要有机结合，能够更好地满足设计的要求。如发生战争时，则需结合平时和战时的方案将其转换为人员与物资掩蔽场所。

2地下人防工程结构设计的原则分析

2.1在地下人防工程结构设计过程中,施工人员通常都是采用等效静载计算方法,将其单个构件进行拆除计算,从而简化人防工程荷载的作用力计算的方法。

2.2地下人防工程结构设计时,要采用平战相结合方法,利用相关可控制的条件,在人防工程设

计结构进行基本的控制,从而提高建筑结构的使用价值。而且在对地板和侧墙进行施工的时候,施工人员还要根据工程管理施工的实际情况和实际要求来进行确定,从而使其到达有效的防护效果。

2.3只进行强度的验算，由于在核爆炸动荷载作用下，结构构件变形极限已用允许延性比控制，且在确定各种构件允许延性比时，已考虑了对变形的限制，因而在结构设计中，不必再单独对结构构件的变形与裂缝开展进行验算。

2.4在对人防工程墙柱结构进行设计施工的时候,施工人员要尽量保证其墙柱和建筑承重结构的相互对应,使得地面建筑的荷载通过人防通常的作用直接转入地基当中,从而提高建筑结构

的稳定性。

2.5注意各部件的协调，以免因设计控制标准不一致而导致结构的局部先行破坏，失去整个防护建筑的作用。

3地下人防工程的结构设计分析

3.1人防平面结构构件的布置、标注、定位

人防平面结构构件的布置主要是将建筑平面人防信息用结构方式表达，根据功能利用线型填充分出人防区和非人防区，分出人防外墙、人防临空墙、人防隔墙、人防门框墙;然后标注各种墙体的编号和门框墙的编号、门洞尺寸、荷载类型，以便下一步计算和编制配筋表;最后定位墙体厚度和门框墙的尺寸。

3.2主体设计

在设计中，应确定人防和面积与地下室功能所构成的地下室结构体系，同时做好分区工作，

对防护单元和抗暴单元中的内部设备和设施均应建立完整的系统。明确钢筋混凝土防护封闭

墙的形式设置相邻防护单元的隔墙设置。为了让各防护单元护通，可将每道防护门设在隔墙

的两侧，且相邻两道门的间距设定在500mm左右，钢板隔墙的厚度在10mm以上，抗爆挡

墙和抗爆隔墙要采用完全相同的材料。

3.3孔口防护设计

（1）防护密闭门与消波系统的设计；

（2）出入口通道内临空墙与门框墙的设计；

（3）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。而门框墙的设计一般按悬臂梁计算，但需注

意的是因平常使用时需要的出入口通道均较宽，而战时又相应较窄，这样有可能会使门框墙

的悬臂长度过长，使水平筋过大，这种情况下可考虑在不影响功能使用的前提下，加设柱、

梁改变门框墙的受力形式，得到较为经济的设计效果。在常规武器爆炸动荷载作用下风井的

设计只计算土中压缩波的压力。开敞式通道不考虑常规爆炸动荷载作用。甲类人防地下室室

外开敞式防倒塌棚架考虑承受空气冲击波动压产生的水平等效静荷载标准值和由房屋倒塌产

生的垂直等效静荷载标准值，但两者应按不同时作用计算。

3.4平战转换设计

平战转换设计是深入贯彻“平战结合”建设方针的一个重要环节，由于人防地下室需要承受的

荷载较一般结构大几十倍至数百倍，而且密闭要求很高，所以在设计中应尽量减小结构跨度，减少并缩小直通大气的各种孔口，而这种处理原则恰为平时使用造成诸多困难，规范对此点

作了规定—乙类人防地下室和核5级、核6级、核6B级的甲类人防地下室，当其平时使用

要求与战时防护要求不一致时，设计可采取防护功能平战转换措施。

3.5正确处理地下室与上部建筑的关系

地下室设计的初期，若出现地下室满地红线的情况，则设计人员应保证其侧壁可为红线预留

充足的空间，进而有效避免多种设备线路在建设的过程中发生交叉的问题。在确定地下室范

围时，需注意其与上部建筑之间所形成的协调关系。

3.6合理确定地下室等效静荷载

为了解决工程问题，通常会将爆动荷载转变为等效静荷载，等效静载法与动力分析方法有着

一定相似性，同时其也以计算更为便捷作为主要的特征。设计人员可应用动力计算中的图表

和公式，这种方法通常应用于掘开式的浅埋结构，而在跨度大且结构复杂的工程中则需采用

有限自由度法明确其动力。等效静载法计算过程中，也会产生明显的误差。其中，挠度计算

的误差最小，之后是弯矩，误差最大的参数为剪力与轴向力，梁与板体系的误差要小于拱体

系所产生的误差，而受分布和在理影响的结构误差更小。在强迫振动的影响下，荷载主振型

发挥着非常重要的作用，因此，在设计的过程中，通常要选择经动载和静载转化的经挠曲线

形状所形成的振型，等效静荷载涉及到的动力系数计算中，应构建延性比来确定动力系数，

结构构件的延性比通常指构件在产生最大变位的过程中，与弹性极限变位的比例。

3.7其他细节问题处理

人防地下室的空间和功能具有较强的复杂性，因此在工程设计的过程中也应加强细节的把控，同时也应高度重视人防入口结构设计的科学性。人防设计中诸多要求与普通建筑均存在较大

的差别，且其要求也要更急严格，人防入口门框墙与门前通道的尺寸要满足工程建设的要求，从而更好保证位置预留的科学性与合理性，为设施安装创造良好的条件。