摘要：本文探討了人防結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點、原則、關(guān)鍵點、體會等內(nèi)容，僅供與同仁交流。

關(guān)鍵詞：人防結(jié)構(gòu)設(shè)計，特點，原則，關(guān)鍵點，體會

人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要內(nèi)容包括：防空地下室防護類別及抗力等級的確定、防空地下室荷載取值、組合及內(nèi)力分析、防空地下室主體結(jié)構(gòu)的計算設(shè)計、防空地下室口部設(shè)計、防空地下臨戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設(shè)計、防空地下室構(gòu)造設(shè)計等內(nèi)容。其他的要點，還有：

1.人防結(jié)構(gòu)設(shè)計：特點

1.1人防地下室水平荷載作用及變形特征

（1）風(fēng)荷載計算均扣除地下室的高度。地下室是否約束、約束的程度與風(fēng)荷載計算無關(guān)。（2）設(shè)計設(shè)定地下室部分的基本風(fēng)壓為零；在地上部分的風(fēng)荷載計算中，自動扣除地下室部分的高度，地下室頂板作為風(fēng)壓高度變化系數(shù)的起算點。結(jié)構(gòu)在地震作用下的反應(yīng)受地下室外的回填土約束程度的影響。（3）由地下室質(zhì)量產(chǎn)生的地震力，主要被室外的回填土吸收。

人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計均按非直接命中計算，所受爆炸動荷載屬于偶然性荷載，具有量值大，作用時間短且不斷衰減等特點，這就造成了結(jié)構(gòu)加速度大，引起結(jié)構(gòu)不斷振動，結(jié)構(gòu)構(gòu)件所受力不斷從正面到反面交換變化，正是基于此，人防構(gòu)件（比如人防頂板、人防墻體、人防主要出入口樓梯）強調(diào)雙層雙向配筋和設(shè)置拉結(jié)筋的構(gòu)造要求。

1.2人防地下室豎向荷載作用及變形特征

對于一般結(jié)構(gòu)而言，地下室外的回填土約束對豎向荷載作用幾乎沒有影響。當(dāng)?shù)叵率页霈F(xiàn)懸挑結(jié)構(gòu)，則地下室外的回填土約束對豎向荷載作用有一定影響。所以，地下室不應(yīng)有懸挑結(jié)構(gòu)。首選地下室與上部結(jié)構(gòu)整體分析。因為豎向變形的協(xié)調(diào)是非常重要的。當(dāng)?shù)叵率殷w量、面積很大時，與上部結(jié)構(gòu)所占面積差異太大，如超大地下室、底盤等，此時可以根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的底面積取外伸2-3跨作為地下室，并與上部結(jié)構(gòu)共同分析。

1.3平時功能和戰(zhàn)時功能的兼顧性

防空地下室設(shè)計必須貫徹“長期準備、重點建設(shè)、平戰(zhàn)結(jié)合”的方針，在平面布置、結(jié)構(gòu)選型、通風(fēng)防潮、給排水和供電照明等方面，應(yīng)采取相應(yīng)措施使其在確保戰(zhàn)備效益的前提下，充分發(fā)揮社會效益和經(jīng)濟效益。平時功能要求各建筑分區(qū)連通、連貫，洞口較多，而戰(zhàn)時功能要求防護密閉性，各洞口必須密閉。這要求平時用的洞口，結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須采取相關(guān)技術(shù)措施，確保其在戰(zhàn)前能快捷、安全地實現(xiàn)平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換，滿足工程戰(zhàn)時的防護密閉要求。

2.人防結(jié)構(gòu)設(shè)計：原則

人防工程依據(jù)其對沖擊波的防御能力可分為四個抗力等級：6級、5級、B4級和4級。其中4級防御能力最強，等級最高。B4級僅次于4級。按照人防工程“長期堅持、平戰(zhàn)結(jié)合、全面規(guī)劃、重點建設(shè)”的建設(shè)方針，必須使結(jié)構(gòu)設(shè)計做到安全可靠。設(shè)計荷載應(yīng)全面考慮動荷載以及土體作用力、水壓力、結(jié)構(gòu)自重靜荷載及地震荷載的作用，人防工程抗力等級是按照抗核爆炸沖擊波超壓的大小來劃分的。

3.人防結(jié)構(gòu)設(shè)計：關(guān)鍵點

3.1主體結(jié)構(gòu)設(shè)計

主體結(jié)構(gòu)包括人防基礎(chǔ)、人防底板、人防墻（柱）及人防頂板等外圍結(jié)構(gòu)。目前許多專業(yè)建筑結(jié)構(gòu)軟件技術(shù)成熟，只要在結(jié)構(gòu)模型上輸入正確的等效靜載，就能計算得出人防基礎(chǔ)、底板（梁）、頂板（梁）的配筋值。需要說明的是，荷載組合和內(nèi)力分析是基于戰(zhàn)時極限承載能力狀態(tài)，規(guī)范也注明了防空地下室戰(zhàn)時應(yīng)驗算結(jié)構(gòu)承載力，對結(jié)構(gòu)變形、裂縫開展不進行驗算。但是，人防地下室一般埋深較深，地下水豐富，平時使用時對變形及裂縫要求較高，戰(zhàn)時荷載比平時荷載大得多，戰(zhàn)時極限承載能力滿足平時極限承載能力要求，戰(zhàn)時[β]=3，而平時的正常使用極限狀態(tài)[β]≤1，基于此，筆者建議，在用戰(zhàn)時荷載與靜載組合驗算主體結(jié)構(gòu)的極限承載力前提下，用平時荷載驗算外圍結(jié)構(gòu)（對防水防潮要求高部件）的平時使用極限狀態(tài)，確保防空地下室平時的正常使用。

3.2結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計

由于人防工程結(jié)構(gòu)固有的振動性、塑性、防護密閉性等特性，人防工程的執(zhí)行的構(gòu)造要求比普遍工程要嚴格得多，只有這樣才能保證戰(zhàn)時功能要求。設(shè)計上主要出現(xiàn)的問題可以歸納為：（1）結(jié)構(gòu)構(gòu)件厚度達不到最小厚度要求。有些設(shè)計人員只注重于結(jié)構(gòu)計算，一旦計算通過就認為萬事大吉，結(jié)構(gòu)計算通過只保證結(jié)構(gòu)受力的安全性，殊不知人防工程還有防早期核輻射的功能，只要同時滿足于結(jié)構(gòu)計算和防早期核輻射的構(gòu)件厚度，才是安全的構(gòu)件厚度。 （2）結(jié)構(gòu)變形縫的設(shè)置。有些設(shè)計人員只考慮到地面建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范上的要求，隨意在人防地下室中設(shè)置各種縫忽略了人防地下室內(nèi)不可設(shè)縫的要求，造成人防工程的戰(zhàn)時防護密閉性得不到保障；（3）由于人防地下室振動性及塑性，防空地下室鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其縱向受力鋼筋的錨固長度執(zhí)行比一般工程的要嚴格，Laf=1.05La ；（4）由于人防工程的振動性，雙面配筋的鋼筋混凝土板（配筋率較低的底板除外）、墻體規(guī)劃要求設(shè)置梅花形排列的拉結(jié)鋼筋，直徑大于等于6mm，間距小于等于500mm；（5）由于防空地下室的防護密閉性，結(jié)構(gòu)后澆帶的設(shè)置要避開人防口部房間，人防口部房間盡量一次澆注，一次成型。

3.3人防口部結(jié)構(gòu)設(shè)計

人防口部結(jié)構(gòu)設(shè)計包括門框墻配筋、臨空墻、密閉墻、擴散室墻體、人防門扇（有標準圖集，只需選用），各種豎井壁、車道、人防主要出入口樓梯等的配筋。人防口部是人防結(jié)構(gòu)工程的薄弱部位，所受荷載力很大是人防結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點內(nèi)容，弄清楚各部件的受力狀態(tài)是關(guān)鍵。

人防門框墻按懸臂構(gòu)件來考慮，其上除了作用有核爆均布荷載外，還有門扇上傳來的線集中荷載。這兩個荷載很大，為了改善其受力狀態(tài)，當(dāng)門洞邊墻體懸挑長度大于1/2倍該邊邊長時，宜在門洞邊設(shè)梁或柱。應(yīng)該注意到，人防門框墻主要承受水平力作用，受力筋應(yīng)按是懸臂構(gòu)件來設(shè)置，而在用一些專業(yè)軟件建模計算時，將門框墻體按短肢剪力墻進行計算，導(dǎo)致人防門框墻水平鋼筋成了約束邊緣構(gòu)件筋，這是不對的。

人防墻體（包括外圍護墻體、臨空墻體、擴散室墻體、防護單元間墻體）一般按下端固結(jié)，上端鉸支，左右兩邊自由的單向板進行計算。只要截面厚度符合規(guī)范要求，荷載取值正確，一般不會出現(xiàn)大多問題。

在對各種豎井壁配筋計算時，許多人認為井壁側(cè)壓力與爆炸荷載同時作用，而爆炸荷載比側(cè)壓力大得多，所以井壁截面計算應(yīng)以爆炸荷載考慮為主。其實經(jīng)過土壓的傳播，側(cè)壓力與爆炸荷載有個時間差，計算配筋時只需考慮在側(cè)壓力作用下，豎井壁安全就行了。

車道和人防主要出入口樓梯配筋計算。作為戰(zhàn)時主要出入口，戰(zhàn)時有人員和車輛的出入，車道和出入口樓梯應(yīng)按人防荷載計算和相關(guān)的構(gòu)造措施。

3.4臨戰(zhàn)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計

人防工程要平戰(zhàn)兼顧，為了滿足平時要求而大量設(shè)計洞口的臨戰(zhàn)轉(zhuǎn)換是不可取的。臨戰(zhàn)轉(zhuǎn)換有技術(shù)上及時限上的要求，所以規(guī)范規(guī)定“采用平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換的防空地下室，應(yīng)進行一次性的平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設(shè)計。實施平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件在設(shè)計中應(yīng)滿足轉(zhuǎn)換前、后兩種不同受力狀態(tài)的各項要求，并在設(shè)計圖紙中說明轉(zhuǎn)換部位、方法及具體實施要求。”每個防護單元的臨戰(zhàn)轉(zhuǎn)換不宜超過兩個。再次要分受力方向各類型，臨戰(zhàn)轉(zhuǎn)換一般分為單元外及單元間兩種類型，對于單元外類型的，預(yù)埋構(gòu)件應(yīng)設(shè)在受力的外側(cè)方，而對于單元間類型的，由于相鄰兩個防護單元受到破壞的機率相同，兩外受力的機率也相同，所以預(yù)埋件一般在兩防護單元間洞口的中央設(shè)置。

4.人防結(jié)構(gòu)設(shè)計：體會

人防地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計既要考慮平時工況又要考慮戰(zhàn)時工況，且目前電算軟件功能都不是很完善，需要更深入地研究人防結(jié)構(gòu)設(shè)計的技術(shù)問題，總結(jié)設(shè)計經(jīng)驗，提高設(shè)計水平。地下室人防工程設(shè)計不是純粹功能性的解決，它包括結(jié)構(gòu)、通風(fēng)、電氣、給排水間專業(yè)的配合協(xié)調(diào)和建筑專業(yè)本身的設(shè)計優(yōu)化，牽涉與業(yè)主和政府主管部門的協(xié)商溝通，平時使用的經(jīng)濟性、合理性和舒適性，戰(zhàn)時轉(zhuǎn)換的便捷性和安全性，一個綜合性很強的設(shè)計。