曰暖囝臼 建筑理论与设计 对人防地下室设计的简析 赖创前 ｌ Ｉ 广州军区司令部建筑－Ｆ程设计院 １ ５１０５１５ 摘要：本文主要根据作者多年从事人防结构设计工作的经历，简要对人防地下室工程设计的概念、特点和原则进行了简述，并对 人防地下室工程的荷载、材料和结构设计进行了归纳，并对人防地下室工程设计进行了展望，仅供各位同行参考。 关键词：人防地下室、工程设计、设计概述、设计内容、设计展望 随着我国经济迅猛发展，城市建设的规模和水平不断地提高。特别是最 近十年来，高层及超高层建筑在全国各大城市迅速蔓延开来，虽然许多高层 和超高层建筑在各地拔地而起，但是城市土地资源依旧日趋紧张，比如停车 ２、人防地下室的材料设计 人防地下室的材料设计主要是对钢筋和混凝土进行设计，而且在有人防 荷载参与结构计算过程中，应注意乘以材料强度综合调整系数。人防地下室 位供需矛盾明显凸现，因而人们开始对城市地下空间的利用越来越重视。与 此同时人们对城市防灾抗灾和防空袭的意识也不断地增强，大量功能复杂的 人防地下室及地下车库正在大量建设中，人防地下室设计中的不少问题也逐 渐突出起来。下文就主要对人防地下室设计进行探讨。 一、人防地下室设计概述 １、人防地下室工程概念 人防Ｔ程即人民防空丁程＿其任务足根据国防的需要 动员和组织群众采 取防护措施，防范和减轻空袭危害。人防地下室工程作为人民防空事业的物 质基础，虽然我们现在处于和平时代，但人防地下室Ｔ程除了具备防空袭的 功能外，还具备防灾救灾等应急作用，不仅是战时防空的最重要的措施之一， 而且也可采取人员疏散的措施。因此人防地下室工程建设在全国各城市进行 着，人防地下室工程的总量和规模不断地增大。比如地下停车库、地下商场等 地下建筑物的大量兴建，特别在经济发达广州等城市和地区，地下空间成为 繁华的商业地段的开发对象，可以说人防地下室工程已成为咱们生活不可或 缺的一部分。人防地下室Ｔ程主要包括设计、施工建设、投入使用三个阶段。 ２、人防地下室工程特点 人防地下室工程设计的主要内容包含两方面，主要是对顶板、外侧墙和 底板等其它主体结构的构件进行设计，同时对包括出入Ｈ的防护和防护设备 等进行防护设计。人防地下室工程设计与普通的结构设计相比有一些特点， 首先是结构设计的可靠性可以降低，同时考虑结构的动力响应，还可考虑结 构构件进入塑性工作状态，当然材料没计强度可以提高，重视构造要求，人防 设计的许多构造要求是与普通的建筑设计不同的，要求更为严格，故只考虑受 力计算，不考虑构造措施是不合理的。 ３、人防地下室工程原则 根据人防地下室工程设计的内容，可以确定人防地下室工程设计的一些 原则，由于现在处于大和平时代，但人民防空和防灾救灾的任务依旧不可轻 视，因此要取战时功能和平时使用的控制条件。比如在民用建筑的人防地下 室的结构设计中，一般只涉及五六级人防设计，结构的顶板基本上都Ｆｈ战时控 制，而侧墙和底板则因地下室的结构型式的不同而由实际情况确定。人防地 下室ｌＴ程要进行强度的验算，如果在核爆动荷载作用下，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，因而在防空地下室结构设计中，不必再单独对结构构件的变形与裂缝开展 进行验算。最后还需注意各部件的抗力协调，以免因设计控制标准不一致而 导致结构的局部先行破坏，失去整个人防护 Ｔ 程的作用，地面与地下承重结 构体系要协调，不能出现两者强弱相差较大的情况。 二、人防地下室设计内容 １、人防地下室的荷载设计 由于作用在防空地下室结构上的荷载，应包括爆炸动荷载、顶部建筑物 自重、回填土土乐力、水 力及防空地下室的自重等，规范中对防空地下室不 同部位应考虑的荷载组合给ｌ１｜了一个表格，结构设计时卅‘根据各工程的结构 特点结合表格确定所需进行荷载组合的项目。下面就主要对个结构没计时的 荷载取值进行介绍，顶板爆炸动荷载和静荷载均取标准值。侧墙在竖向取顶 板传来的爆炸动荷载和静荷载标准值，以及上部建筑物和外墙自重标准值， 在横向取爆炸动荷载产生的水平动荷载标准值、土压力和水压力。内承霞底 板应将平时和战时的荷载值进行对比，战时所增加的底板核爆动荷载标准值 一般均小于平均各楼层的活荷载标准值之和。 ’５０。 在选用混凝土的强度等级不能太高，主要是经济性和养护上的原因。由于人 防地下室考虑防辐射及密闭防毒作用，墙体及顶板较厚，所以对于低抗力等 级的人防地下室，结构设计计算中会出现较多构造钢筋就能满足受力要求的 情况。故在抗力等级及平时荷载不大的情况下，采用强度低等级的混凝土，可 降低工程的含钢量，从而节约成本降低造价。从混凝土养护角度来说，由于人 防地下室的墙体及顶底板较厚，采用的混凝土强度等级越高，其水化热越大， 就越容易开裂，因此也不宜采用高等级混凝士材料。 另外一个要考虑的材料就是钢筋，人防地下室可采用除了经过冷加工处 理之类的钢筋，将延性差的钢筋作为人防荷载参与计算过程中的受力钢筋。 即使在核爆动荷载作用下，结构构件变形极限已采用允许延性比的控制。ＥＬ 在确定各种构件允许延性比时，已考虑了对变形的，因而在防空地下室 结构设计中，可不考虑人防工程结构裂缝的开展。即配筋由平时裂缝控制的 情况下，在普通钢筋能满足人防荷载按塑性极限分析法计算的要求配筋前提 下，可通过增加有粘结力的预应力钢筋来对顶板裂缝进行控制。从而减少因 平时荷载作用下的裂缝控制要求所需的多余普通钢筋。 ３、人防地下室的结构设计 人防地下室工程的结构主要包括顶板、外侧墙和底板 部分，对人防地 下室的结构进行设计主要是对这三部分进行。人防地下室顶板厚度取值应注 意最小防护厚度，并应采用防水混凝土。对于多层人防地下窒，当七下相邻两 楼层被划分为两个防护单元时，其相邻防护单元之间的楼板为防护密闭楼 板，最小厚度可取２０ｃｍ。另外应注意人防地下室顶板和墙体均需按规范设置 拉结筋。人防地下室顶板一般采用梁板式和无梁楼盖两种结构形式。无梁楼 盖整体抗震性能教差，当人防地下室顶板作为上部结构的嵌同部位，以及顶 板标高变化较多时，均不宜选用无梁楼盖结构形式。梁板式结构抗震性能较 好，属于人防地下室应用最多的结构形式。 人防工程墙体主要承受水平向的爆炸荷载作用，计算模型为单向板且下 端固端，上端视顶板刚度来定固端或简支。我们一般把顶板厚度不小于墙体厚 度的条件视为上端为固端进行设计计算。门框墙属于开 Ｌ口的临空墙，其计算 模型为把孔口四周视为悬臂梁分别计算。当悬臂梁悬挑长度超过所在孔口边 长一半时，应在孔口边设置立柱或横梁。因人防墙体一般都是作为单独构件拿 出来计算的，所以在进行结构设计时应特别注意与周边构件的弯矩 调。 人防 程底板处于非饱和土时，要先按平时要求进行设计。再在人防等 效静荷载作用，材料强度提高的条件下，进行构件承载力强度验算。 三、人防地下室设计展望 人防地下室工程的建设需要部门、业主、设计、施Ｉ 各专业的密切配 合与协调，［－Ｌ￣Ｈ要特别主要施工与设计的协调。人防地下室工程对防护性及 密闭性要求很高，在施Ｔ中不能事后凿洞而要一次浇筑。施Ｉ 中不能破坏人 防地下室防护密闭性，在对人防钢筋混凝土墙安装模板时，应采用巾间加止 水片的一次性螺栓安装加固，人防地下室的钢筋应联成一个整体，因设止水 钢板、穿墙套管及埋设防爆波地漏而割断的钢筋，应点焊在这些构件七。施工 Ｔ序上要求高层建筑先施工、先沉降 以释放一部分高层与裙房之间的差异 沉降，当高层建筑结构施工到一定高度时，若高层建筑的沉降量较小，预估高 层与裙房之间产生的差异沉降量处在控制范围之内时，亦可以提前浇筑后浇 带混凝土。 另外人防Ｔ程设计有一个平战结合的问题，既要考虑平常使用时荷载较 小，需满足建筑使用大空间的问题，又要考虑人防时荷载较大，在结卡句上很难 满足大空问的问题，如何协调两种状态下不同的使用要求，还（下转第５７页）
