机电工程 中国人 ２０１４年５月（上半月）第９期 ８７ －Ｙｅ于人防地下室结构设计的实例分析 胡建军 胡旭东 （浙江省嘉兴市地久民防技术咨询有限公司 浙江 嘉兴 ３１４０３１） 摘要：人民防空地下室工程是战时防备敌人空袭，有效地掩蔽人员和物资，保存战争潜力的重要设施；是坚持城镇战斗，长期支 持反侵略战争直至胜利的工程保障，普通地下室不能取代人防工程作为战时防空袭的掩蔽场所。鉴于人防地下室的重要作用，本 文通过实例对人防地下室的结构设计进行了简单的分析，望同行借鉴。 关键词：人防地下室；结构设计；特点及原则 【中图分类号１Ｅ９５５ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００５—３５７３（２０１４）０５—００８７—０１ 一、工程简介某高层工业厂房是１栋１８层（地下１层）的框 ３．５临空墙：依工程实际情况和规范表４．５．７取其等效静荷 架一剪力墙结构的高层工业建筑。建筑面积３１２００ｍ。，建筑高度 载标准值为１３ＯＫＮ／ｍ 。 ７９．８ｍ，地震烈度为７度，框架等级为３级，剪力墙等级为２级 ３．６隔墙：隔墙分两种，一是相邻防护单元间隔墙的设计压 地下室面积３９０８ｍ ，其中含人防面积１３９０ｍ ，分两个人防单元， 力值为５０ＫＮ／ｍ 。；二是６级人防地下室与普通地下室相邻间的 层高４．４ｍ，桩基采用预应力砼管桩。 隔墙，其普通地下室一侧的设计压力选用值为９０ＫＮ／ｍ 。其它 二、人防结构设计的特点及原则 各种防护密闭门、防爆波活门、扩散室的设计压力均由规范中有 （一）人防结构设计的特点 关规定选用，当所有构件的等效静荷载值确定后，即可进行结构 １．人防地下室水平荷载作用及变形特征。（１）风荷载计算均 计算。 扣除地下室的高度。地下室是否约束、约束的程度与风荷载计 ４。荷载组合和内力分析 算无关。（２）设计设定地下室部分的基本风压为零；在地上部分 作用在防空地下室结构上的荷载，应包括核爆动荷载、上部 的风荷载计算中，自动扣除地下室部分的高度，地下室顶板作为 建筑物自重、土压力、水压力及防空地下室的自重等，规范中对 风压高度变化系数的起算点。结构在地震作用下的反应受地下 防空地下室不同部位应考虑的荷载组合给出了一个表格，结构 室外的回填土约束程度的影响。（３）由地下室质量产生的地震 设计时可根据各工程的结构特点结合表格确定所需进行荷载组 力，主要被室外的回填土吸收。 合的项目，本工程各个部位参与组合的荷载分别为： ２．人防地下室竖向荷载作用及变形特征。对于一般结构而 ４．１顶板：顶板核爆动荷载标准值，顶板静荷载标准值。 言，地下室外的回填土约束对竖向荷载作用几乎没有影响。当 ４．２侧墙：竖向：顶板传来的核爆动荷载标准值、静荷载标准 地下室出现悬挑结构，则地下室外的回填土约束对竖向荷载作 值，上部建筑物自重标准值（仅有局部剪力墙部位），外墙自重标 用有一定影响。所以，地下室不应有悬挑结构。当地下室体量、 准值。横向：核爆动荷载产生的水平动荷载标准值、土压力、水 面积很大时，与上部结构所占面积差异太大，如超大地下室、底 压力。 盘等，此时可以根据上部结构的底面积取外伸２～３跨作为地下 ４．３内承重墙（柱）：在本工程中，将平时和战时的荷载值进 室，并与上部结构共同分析。 行对比不难发现，战时所增加的顶板核爆动荷载标准值小于平 （二）人防结构设计的原则 时各楼层的活荷载标准值之和，故此部位构件不由战时条件 人防工程依据其对冲击波的防御能力可分为四个抗力等 控制。 级；６级、５级、Ｂ４级和４级。其中４级防御能力最强，等级最高。 在进行荷载组合时，需要明确两个问题：一是上部建筑物质 Ｂ４级仅次于４级。按照人防工程“长期坚持、平战结合、全面规 白重标准值的确定，规范的条文说明中第４．３。１４条已详细说明 划、重点建设”的建设方针，必须使结构设计做到安全可靠。设 了各种不同的上部结构型式，在进行荷载组合时可氛围全部考 计荷载应全面考虑动荷载以及土体作用力、水压力、结构自重静 虑、考虑一半和不考虑三种情况，设计时应认真分析确定。二是 荷载及地震荷载的作用，人防工程抗力等级是按照抗核爆炸冲 顶板的组合中是否考虑上部建筑物的倒塌荷载值，因为倒塌荷 击波超压的大小来划分的。人防工程除战时受到核爆炸和常规 载的作用时间滞后于冲击波峰值作用时间，且规范规定的倒塌 武器爆炸荷载作用外，在平时使用时，还会受到地震作用。随着 荷载产生的静荷载值为５０ＫＮ／ｍ 。，小于冲击波对顶板的等效静 人防工程建设规模的日益扩大，人防工程结构安全性评价已成 荷载值，因此在顶板荷载组合中不必计人倒塌荷载值。 为亟待解决的重要问题。 在防空地下室结构的设计中，其承载力设计应采用下列极 ３．人防荷载的确定 限状态设计表达式： （ ｓ＋．ｙＱＳ）≤Ｒ（ｆ，ｆ，ａｋ，……）（见规范第 本工程人防地下室防护等级为６级（级别的确定是根据国家 ４．６．２条），需要指出的是几个系数的定义：７Ｏ一结构重要性系数， 制订的《人民防空工程战术技术要求》确定的，是由人防部门确 取１．０；７Ｑ一等效静荷载分项系数，取１．０；ｆ一混凝土动力强度设 定后发文予设计单位），采用全埋式现浇钢筋混凝土人防地下 计值（参规范表４．６．３）；ｆ一钢筋动力强度设计值。（参规范表４．６． 室，各部位等效静荷载取值分别为： ３） ３．１顶板：首层外墙为１８０ｍｍ实心砖填充墙，且墙面开孔面 由上式可明显看出人防设计的特点（如前所述），这样与平 积大于５Ｏ％，故不计上部建筑物对地面空气冲击波超压作用的 时状态下的内力情况进行比较，本工程中，顶板、侧壁及人防区 影响，等效静荷载标准值ｑ一６０ＫＮ／ｍ 。 域内构件的水平受力由战时控制，底板、基础由平时控制。求出 ３．２侧墙：上部建筑物为抗震设防的框架一剪力墙结构，故 构件的内力和配筋后，剩下需注意的问题就只有一些构造要求 应放人上部建筑物对地面空气冲击波超压值的影响，根据本工 了，《规范》第４．７节中已作了很详细的规定，结构设计人员只需 程地质条件，人防地下室侧壁范围内分别有非饱和土和饱和土， 认真研究体会规范条文的条件和适用范围，结合工程实际情况 取其加权平均值，并考虑周围基坑支护的阻隔作用，故地下室侧 就可顺利地完成人防地下室各主要构件的设计了。 壁等效静载荷标准值ｑ＝４０ＫＮ／ｍ 。 三、结束语 ３．３底板：本工程采用桩基础，当核爆荷载ｑ作用于顶板时， 总之，随着时代进步，我国的地下人防工程结构也以经济、 荷载随板、梁、柱传至桩上，因人防设计时不考虑地基承载力和 美观、坚固为主，逐渐的从地道式结构演变成为现在的附建式结 地基变形，由ｑ产生的ｑ由桩与底板共同承受，故小于规范中按 构，作为设计人员我们应该采用平战结合的方法，对地下空间结 箱形地下室底板的等效静荷载值４０￣５０ＫＮ／ｍ。。，与平时荷载作 构进行合理的应用。 用下因桩不均匀沉降而产生的底板受力相比，不起控制作用，故 参考文献： 不予考虑。 ［１］《人民防空地下室建筑设计》谢金容杨延军编著中国计划出 ．３．４门框墙：所受荷载由两部分组成，一是直接作用在墙上 版社 的荷载ｑｅ一２００ＫＮ／ｍ 。；二是由门扇传来的等效静载标准值，分 ［２１洪晏浅谈地下室人防结构设计科技资讯２０１０年 别按门扇的型号、大小计算确定。
