【摘 要】社會經(jīng)濟在不斷的發(fā)展，人防建設(shè)與城市建設(shè)也不斷的結(jié)合。對于地下人防的結(jié)構(gòu)設(shè)計是工程建設(shè)之中常見的問題之一，其內(nèi)力的分析、荷載的確定以及結(jié)構(gòu)的設(shè)計都有著一定自身特點。地下人防工程作為建筑中的一個重要部分，其用途也逐漸變得廣泛，所以對于地下人防工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點的分析逐漸變得重要，已經(jīng)成為當(dāng)今眾多學(xué)者們研究的重要課題。

【關(guān)鍵詞】地下人防；結(jié)構(gòu)設(shè)計；特點

《中華人民共和國人民防空法》中，人民防空指的是國家依照國防的需要，組織與動員群眾采取的有效防護措施，減輕與防范空襲所造成的災(zāi)害。人民防空，即人防，是為了保障戰(zhàn)爭時物資與人員的掩蔽、指揮、救護等一系列需要，來修剪地下防護的建筑。防空的地下室是與地面的建筑相結(jié)合，建造成在戰(zhàn)爭時用于人民防空所用的，具有一定的防護能力。它是地下人防的重要部分，也是人防工程實施的一個重要基礎(chǔ)。

1 地下人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則

1、利用等效靜載方法，來簡化人防荷載的作用，可以拆成單個構(gòu)建來進行計算。

2、將平戰(zhàn)結(jié)合，應(yīng)用有效控制的條件，在一般五級或者六級人防的設(shè)計結(jié)構(gòu)之中，基本上頂板由戰(zhàn)爭時來控制，而底板與側(cè)墻就需要由人防結(jié)構(gòu)的形式根據(jù)實際的情況來確定。一旦平常使用的要求和戰(zhàn)時的防護要求不相同，需要應(yīng)用平戰(zhàn)功能的轉(zhuǎn)換措施。

3、運用強度驗算的方法，因為人防在荷載的作用之下，結(jié)構(gòu)的構(gòu)建變形極限已經(jīng)用允許的延性來進行控制，所以在人防工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計之中，不需要再對結(jié)構(gòu)的構(gòu)建變形以及裂縫進行單獨驗算。

4、觀察各個部件抗力的協(xié)調(diào)性，避免因為設(shè)計標(biāo)準的不同，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)局部的先行破壞，是整個人防建筑作用喪失。

5、對于人防工程和墻與柱承重結(jié)構(gòu)的設(shè)計，應(yīng)該盡量做到和地面建筑承重的結(jié)構(gòu)互相對應(yīng)，使得地面建筑荷載能夠通過人防工程承重的結(jié)構(gòu)直接轉(zhuǎn)移到地基上面。

6、注重構(gòu)造的要求，許多人防結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求是和一般建筑的設(shè)計有所不同，其在要求上會更為嚴格，應(yīng)該對于結(jié)構(gòu)延性有充分的保證，強剪弱彎、強柱弱梁。

2 地下人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點

1、建筑的使用功能——平戰(zhàn)結(jié)合

平戰(zhàn)結(jié)合作為地下人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計上的一個特點，所以在人防工程荷載的設(shè)計上，應(yīng)在平常使用的時候，用靜荷載作為主要荷載，戰(zhàn)爭時爆炸沖擊波的動荷載作為工程主要的荷載。所以，在人防工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計之中，除要滿足正常生活使用的要求之外，還需要滿足戰(zhàn)爭時承受爆炸荷載的組合要求。

2、鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)組成可以按照彈性的工作階段來設(shè)計

因為構(gòu)件處在塑性階段工作的時候比彈性階段工作之中吸收的能量較多，所以能夠?qū)⒉牧系臐摿Τ浞职l(fā)揮出來。因為人防工程的設(shè)計是有效將動荷載來等效成靜荷載分析，和這個相互適應(yīng)的是在人防工程中結(jié)構(gòu)的材料所承載能力按照靜載的實驗來取得，材料的強度應(yīng)用在人防工程的設(shè)計時，需要將材料處于動載之下強度提高的一系列因素考慮好。所以，在人防工程的設(shè)計之中材料的強度需要用動荷載的強度增強的系數(shù)調(diào)整之后，才可以用在結(jié)構(gòu)的設(shè)計之上。這也是人防結(jié)構(gòu)設(shè)計之中重要的一個特點。

3 等效靜荷載設(shè)計的概念

對于人防工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計之中，其核心的問題是人防工程結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算方法與構(gòu)件界面設(shè)計的方法。從人防工程的設(shè)計程序上來看，簡單可分為三層，即結(jié)構(gòu)的方案、內(nèi)力的分析、截面的設(shè)計。這三點之中內(nèi)力的分析在人防工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計之中與普通建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計上有著很大區(qū)別，然而截面的設(shè)計一般與普通建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法普遍一樣。在進行人防工程結(jié)構(gòu)的分析時，最先考慮的應(yīng)該是依照建設(shè)單位設(shè)計委托書之中確定工程抗力的等級，來有效證明工程所需防護的要求。一旦確定防護的等級，就可以依照相關(guān)規(guī)范確定其各種荷載所作用的數(shù)值。

一般人防工程平時都是以靜荷載為主的，戰(zhàn)爭時需要以動荷載作為主要荷載，這種荷載也可以稱為沖擊荷載。但是人防工程怎樣選擇荷載？荷載又怎樣作用在結(jié)構(gòu)之上？解決這個問題有效思路是，將爆炸的動荷載轉(zhuǎn)變成等效靜荷載，之后再依照荷載的組合情況，根據(jù)普通靜力結(jié)構(gòu)的力學(xué)方法算出結(jié)構(gòu)的背離。再進行結(jié)構(gòu)整體分析，并從整體到具體的構(gòu)件。然而人防工程內(nèi)力的分析主要是將結(jié)構(gòu)分成單個獨立構(gòu)件，每一個構(gòu)件按照分別不同防護的要求與防護的等級，將其等效的靜荷載計算出來，不再向另外的構(gòu)件來傳遞所受荷載。

一般等效靜載法在原則上適用單個的構(gòu)件。三十幾人防工程的結(jié)構(gòu)由梁、頂板、柱、外墻等一些構(gòu)件所組成多構(gòu)件的復(fù)雜體系。應(yīng)用等效靜載方法進行設(shè)計的時候，普遍是將結(jié)構(gòu)分解為獨立構(gòu)件，各自求出等效靜載之后，將復(fù)雜的結(jié)構(gòu)進行簡化，成為基礎(chǔ)構(gòu)件或是結(jié)構(gòu)，就可以按照靜力荷載的作用下對結(jié)構(gòu)的內(nèi)力進行計算。

4 幾種人防結(jié)構(gòu)在設(shè)計構(gòu)件上荷載的取值辦法

上部的建筑對于人防地下室的頂板核爆炸動荷載的影響，應(yīng)該從爆炸的沖擊波和建筑相互作用方面來分析。一旦沖擊波在迎爆墻壁各個窗孔內(nèi)沖進室內(nèi)，沖擊峰的數(shù)值將會被降低，經(jīng)由室內(nèi)各方向障礙反射的過程，會形成新超壓波形，會導(dǎo)致地面建筑的變形、失穩(wěn)甚至倒塌。因此對上部建筑自重計算的明確，也就知道了人防工程的等效靜荷載之中，上部建筑自重作用在頂板的原因。在核爆的時候，上部的混凝土承重墻由于倒塌等原因，壓在地下的人防工程頂板，由于建筑受到拋擲，所以上部建筑自重不計或取半。

在對界面進行設(shè)計的時候，要對臨空墻、樓梯口以及擴散室墻等各種構(gòu)件動荷載的作用區(qū)別進行嚴格的區(qū)分。臨空墻的一側(cè)在工程防護門之外受到?jīng)_擊波的荷載作痛，另一側(cè)不會受到?jīng)_擊波的影響。對于防護門之外和擴散室外的通道的臨空墻，他的外側(cè)會受到?jīng)_擊波的強力荷載。所以應(yīng)該按照構(gòu)件反面和正面不同時受到荷載來分別對配筋進行計算。

在人防工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要結(jié)合建筑的功能要求，對結(jié)構(gòu)進行合理的布置，并建立結(jié)構(gòu)合理的計算模型，將建筑的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的構(gòu)件有效合成一個整體，合理選取設(shè)計的參數(shù)，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性與科學(xué)性。

在人防設(shè)計之中，頂板、底板以及側(cè)墻是設(shè)計的重點內(nèi)容，同時也是設(shè)計中的基本結(jié)構(gòu)，從經(jīng)濟與功能方面來看，也是人防設(shè)計中的重點所在。人防工程在進行入口、通風(fēng)口等各種管道的設(shè)計時，尤為需要設(shè)計人員的關(guān)注，這也是在設(shè)計之中最容易出問題的地方，在進行設(shè)計的時候不僅要確保出入口的臨空樓梯與臨空墻結(jié)構(gòu)的承載能力，還要確保防護門的牢固性，確保其承受住規(guī)定荷載。對于各種階段設(shè)計上必須全面，對于設(shè)計的要求也要具體明確，保證地下人防工程的質(zhì)量與防護水平。

結(jié)語：隨著社會科技的高速發(fā)展，可以說我國的人防工程逐漸由古老的地道戰(zhàn)形式，轉(zhuǎn)變成堅固、美觀的建筑形式。地下人防工程能夠合理來利用地下的空間，同時打破了拆遷以及文物保護的一系列矛盾，能夠合理的解決新舊建筑的結(jié)合與功能拓展，為地面上創(chuàng)造了更加開辟的空間，符合了現(xiàn)代城市建設(shè)的緊湊化以及人文關(guān)懷的一系列新理念。本文是結(jié)合筆者多年地下人防工程結(jié)構(gòu)上設(shè)計的經(jīng)驗，對于其設(shè)計的特點進行的簡單探討，希望會日后地下人防工程的建設(shè)有一定的借鑒價值。

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