談人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計

趙繼元

(山西省建筑設(shè)計研究院，山西太原 030013)

近些年，隨著我國國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，建筑行業(yè)也呈現(xiàn)出前所未有的繁榮景象，但是建筑的大量興建同時也帶來了各級城市土地貧乏的缺陷，所以高層建筑和地下建筑已成為必然的發(fā)展趨勢。按照建筑行業(yè)規(guī)范要求，高層建筑必須設(shè)計地下室，有地下室就不可避免的需要設(shè)計人防工程，同時地下建筑更是需要人防工程，所以人防工程越來越重要。面對市場的發(fā)展形勢，太原市人大、太原市政府宣布于2011年9月1日起施行《太原市人民防空工程管理條例》，這將是全國省會城市首個地方人防工程法規(guī)。從政府的決策和力度也可以看出人防工程在建筑工程未來發(fā)展過程中的重要性，為此很有必要將人防工程的設(shè)計做如下整理、總結(jié)、規(guī)范。

1 人防工程的簡述

人防工程是指人民防空地下室工程，其設(shè)計等級分兩類:甲類和乙類。甲類人防設(shè)計是要滿足戰(zhàn)時對核武器、常規(guī)武器、生化武器的防護要求，乙類人防設(shè)計是要滿足戰(zhàn)時對常規(guī)武器和生化武器的防護要求，為此我們通常設(shè)計中都是定義為“甲類核n常n級”和“乙類常n級”，這樣同時注明了人防工程的設(shè)計等級和抗力等級。人防的抗力等級有甲類核4，4B，5，6，6B級和乙類常5，6級。人防工程的設(shè)計可以分為專業(yè)人防設(shè)計和普通人防設(shè)計，專業(yè)人防設(shè)計主要是指揮工程、中心醫(yī)院、防空專業(yè)隊掩蔽所，普通人防設(shè)計主要是指人員掩蔽所和人防物資庫，專業(yè)人防設(shè)計由人防辦專業(yè)設(shè)計，我們通常說的人防工程設(shè)計都是指普通人防設(shè)計。

根據(jù)人防面積的大小可將建筑地下室劃分為人防區(qū)和非人防區(qū)，人防區(qū)又可按規(guī)范劃分為多個防護單元，防護單元再分為多個抗爆單元。人防區(qū)又分為染毒區(qū)和清潔區(qū)，清潔區(qū)是滿足防毒要求的區(qū)域，染毒區(qū)是允許染毒的區(qū)域，如防毒通道、密閉通道、洗消間、簡易洗消間、濾毒室、除塵室、擴散室，清潔區(qū)和染毒區(qū)間有防毒要求，染毒區(qū)和非人防區(qū)間有防毒和抗力要求。

2 人防工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計

人防工程的建筑設(shè)計主要是總體方案的合理設(shè)計，包括人防分區(qū)的合理劃分和人防口部的合理布置，靈活性比較大，而人防結(jié)構(gòu)設(shè)計則靈活性較小，關(guān)鍵是計算準(zhǔn)確、構(gòu)造合理，是人防工程設(shè)計中的主要計算部分。人防工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要分三方面內(nèi)容:人防平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置、標(biāo)注、定位，人防結(jié)構(gòu)構(gòu)件的配筋計算，人防結(jié)構(gòu)構(gòu)件的構(gòu)造要求。

2.1 人防平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置、標(biāo)注、定位

人防平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置主要是將建筑平面人防信息用結(jié)構(gòu)方式表達，根據(jù)功能利用線型填充分出人防區(qū)和非人防區(qū)，分出人防外墻、人防臨空墻、人防隔墻、人防門框墻;然后標(biāo)注各種墻體的編號和門框墻的編號、門洞尺寸、荷載類型，以便下一步計算和編制配筋表;最后定位墻體厚度和門框墻的尺寸。

2.2 人防結(jié)構(gòu)構(gòu)件的配筋計算

此項內(nèi)容是人防結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵部分，主要分三項內(nèi)容:

1)根據(jù)人防等級查人防構(gòu)件(人防頂板、人防底板、人防外墻、人防臨空墻、人防隔墻、人防門框墻、人防樓梯)的等效靜荷載;2)根據(jù)各構(gòu)件的受力特性確定計算模擬簡圖，此項是人防結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要工作;3)根據(jù)計算的配筋結(jié)果整理人防墻和門框墻的配筋表，要注意門框墻的設(shè)計，保證人防門的安裝。

在工程實踐中，通過對大量人防工程的認真設(shè)計和計算，已比較完善的總結(jié)出一套人防結(jié)構(gòu)構(gòu)件計算的方法，以下內(nèi)容將著重說明人防結(jié)構(gòu)設(shè)計中人防構(gòu)件的模擬計算。人防構(gòu)件的計算主要有兩部分:人防墻的計算、人防口部的計算。人防墻的計算可以歸納為四種不同受力類型的墻體計算，分別是:FWQ，F(xiàn)Q1，F(xiàn)Q2，F(xiàn)Q3，各種編號墻體的具體使用范圍和計算模擬簡圖見表1，圖1。

表1 各種編號墻體的具體使用范圍

圖1 計算模擬簡圖

上述模擬簡圖說明:FWQ，F(xiàn)Q1，F(xiàn)Q3是按豎向板帶來模擬計算，配筋時豎向鋼筋布置在外側(cè)，F(xiàn)Q2是按平面板塊來模擬計算，配筋時水平鋼筋布置在外側(cè);FQ3頂端兩側(cè)有板，可以認為對墻是固接支座。人防口部的計算可以歸納為三種受力構(gòu)件的計算，分別是:門框墻垛、門框墻橫梁、門框墻立柱。三種構(gòu)件組合后共有三種橫向布置和兩種豎向布置，見圖2，圖3。

通常是門框墻長度短時做墻垛，太長時計算配筋不容易滿足，需要做立柱和橫梁，三種受力構(gòu)件的計算模擬簡圖見圖4。

人防門框墻垛、橫梁、立柱的設(shè)計和布置應(yīng)注意橫梁和立柱的偏置方向，保證人防門的安裝面平整，注意人防門預(yù)埋件的設(shè)置，注意鋼筋的錨固方式。

圖2 橫向布置

圖3 豎向布置

圖4 三種受力構(gòu)件的計算模擬簡圖

最后在人防結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計算還應(yīng)注意幾點:1)人防外墻的計算應(yīng)取戰(zhàn)時荷載組合和平時荷載組合計算的較大配筋;2)人防計算的荷載組合，人防等效靜荷載的分項系數(shù)為1.0;3)人防計算中混凝土和鋼筋的強度應(yīng)按一定系數(shù)調(diào)整;4)人防構(gòu)件的截面大小和配筋應(yīng)滿足人防構(gòu)造要求。

2.3 人防結(jié)構(gòu)構(gòu)件的構(gòu)造要求

人防結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計算很關(guān)鍵，同時構(gòu)造要求也很重要，特別是不同于非人防部分的構(gòu)造要求，主要注意以下幾點:1)混凝土等級，抗?jié)B等級;2)構(gòu)件厚度的最小要求，特別應(yīng)注意的是人防頂板上面層小于100 mm厚時，板厚最小250 mm厚;人防密閉通道的密閉隔墻最小200 mm厚;人防連通口處雙側(cè)防護密閉門門框墻500 mm厚;懸板活門門框墻的厚度;3)混凝土保護層的厚度;4)人防設(shè)計中縱向受力鋼筋的錨固長度和搭接長度;5)人防結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力鋼筋的最小和最大配筋率;6)混凝土板、墻、門框墻中應(yīng)設(shè)置梅花形拉結(jié)鋼筋;7)門洞四角內(nèi)外側(cè)應(yīng)布置斜向角筋;8)人防口部等處的集水坑應(yīng)考慮人防構(gòu)造設(shè)計。

3 結(jié)語

將人防工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計從平面布置、構(gòu)件計算、構(gòu)造要求三方面進行了系統(tǒng)的闡述。從大方向上的整體布置設(shè)計到小的細節(jié)設(shè)計構(gòu)造，系統(tǒng)的總結(jié)了整個人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法和過程，將規(guī)范內(nèi)容準(zhǔn)確的應(yīng)用于實際工程，希望能為更多的人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來方便。

［1］GB 50038-2005，人民防空地下室設(shè)計規(guī)范［S］.

［2］07FG01-05，防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計［S］.