芻議地下人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

鄭水龍

摘要：地下室的人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵，平時(shí)可以作為車庫或商業(yè)的往來場所，戰(zhàn)時(shí)可以作為人民群眾躲藏的空間，具有不可忽視的重要作用。如果沒有合理設(shè)計(jì)地下室人防結(jié)構(gòu)，將會(huì)導(dǎo)致其作用得不到有效的發(fā)揮。基于此，該文首先針對地下室人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要特征和原則進(jìn)行分析，并將其作為切入點(diǎn)，探尋地下人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施，從而為相關(guān)從業(yè)人員開展工作提供依據(jù)和幫助。

關(guān)鍵詞：地下人防工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);特點(diǎn);原則;優(yōu)化措施

隨著城市的發(fā)展，許多高層建筑也悠然崛起，提高了城市土地利用效率。按照中國有關(guān)人民防空工程的法律、法規(guī)，為滿足戰(zhàn)時(shí)人民的需要，地下人民防空工程通常都在高層建筑內(nèi)設(shè)置。但地下人防工程建設(shè)難度大、技術(shù)復(fù)雜。為此，在人防工程設(shè)計(jì)前必須對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)特性分析，才能更好地滿足施工要求，且有效降低后期發(fā)生工程事故的可能性。本文在分析地下人防工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上，以結(jié)合實(shí)際人防工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，且提出了改進(jìn)地方人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施。以期推動(dòng)地下人防工程的發(fā)展，并為相關(guān)領(lǐng)域的研究者提供參考。

一、地下人防工程一般的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

（一）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于地下人防工程。通常情況下，彈性階段比塑性階段更容易吸收，這也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)，從而保證地下人防工程的穩(wěn)定性和安全性。為盡可能地提高地下人防工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量，設(shè)計(jì)人員主要考慮在彈性階段鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的吸收能力。

（二）戰(zhàn)時(shí)與平時(shí)的使用結(jié)合

人防工程一般當(dāng)停車場或儲(chǔ)藏室中使用，但人防工程具有軍事性質(zhì)，即戰(zhàn)時(shí)用作人民防空工程?？紤]到地下人防工程的雙重用途，對其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)提出了更高地要求。通常能滿足居民停車、堆放雜物的需要，戰(zhàn)時(shí)能保障居民的生命安全。并且地下人防工程設(shè)計(jì)中必須考慮安全性問題?？紤]平戰(zhàn)結(jié)合是地下人防工程的一個(gè)重要特征。

二、地下人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

（一）進(jìn)行有效的強(qiáng)度驗(yàn)算

地下人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)首先在有外力作用下，使工程變形量在合理的范圍內(nèi)。要有效地分析變形量，必須學(xué)習(xí)運(yùn)用強(qiáng)度驗(yàn)算和分析方法。使地下人防工程達(dá)到規(guī)范要求，也能達(dá)到足夠地穩(wěn)定可靠。

（二）平時(shí)與戰(zhàn)時(shí)的結(jié)合

平戰(zhàn)結(jié)合原則是地下人防工程建設(shè)的原則。該原則要求設(shè)計(jì)者有針對性地對邊墻及地下人防工程地面進(jìn)行設(shè)計(jì)，以提高防護(hù)效果。為簡化地下人防工程結(jié)構(gòu)的荷載計(jì)算，通常采用構(gòu)件拆裝、單柱荷載計(jì)算、等效荷載等方法，這是地下人防工程設(shè)計(jì)中常用的方法。為確保地下人防工程各部位的使用壽命，實(shí)現(xiàn)其基本功能，必須對各部位的結(jié)構(gòu)進(jìn)行仔細(xì)觀察，確保各部位的協(xié)調(diào)一致。人民防空工程中的墻柱連接應(yīng)明確，也是人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。運(yùn)用這兩種方法，地下人防工程地基不僅能吸收大量建筑荷載，還能提高建筑物的穩(wěn)定性。

三、地下人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

（一）預(yù)防地下人防工程倒塌分析

根據(jù)模型計(jì)算，在地下人防工程塌陷中，塌陷區(qū)域分布在地下人防工程出入口內(nèi)。地下人防工程出入口坍塌，造成堵塞，其影響使用。為防止坍塌，在模型計(jì)算中，設(shè)計(jì)者必須合理設(shè)計(jì)地下出入口，如果出入口正好對著坍塌體，則應(yīng)選擇單獨(dú)的出口。如果根據(jù)實(shí)際情況，只能選擇在坍塌體的內(nèi)外方向上，則可采取有效地預(yù)防措施，有效地保證出口的穩(wěn)定。

（二）地下人防工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件的要求

為使地下人防工程構(gòu)件計(jì)算更合理，還應(yīng)滿足相應(yīng)的結(jié)構(gòu)要求。其主要包括構(gòu)件的混凝土等級、抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B性能等。保護(hù)性混凝土厚度符合規(guī)范要求，縱向鋼筋錨固長度及搭接長度符合人防工程規(guī)范要求。該產(chǎn)品廣泛用于地下人防工程中的混凝土墻板和門框墻中。一般不安裝拉索，其主要安裝在門框內(nèi)。集水坑仍然存在于地下人防工程。集水坑是一種特殊的結(jié)構(gòu)形式，需嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在地下人防工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，500mm 厚度基本上是地下人防通道兩側(cè)合攏的門框與墻之間的最小厚度，是必須遵循的強(qiáng)制性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施。

（三）地下人防工程孔口防護(hù)的設(shè)計(jì)

由于戰(zhàn)時(shí)與平時(shí)雙重作用，地下人防工程在戰(zhàn)時(shí)可作為民眾的避難所，因此對洞口的安全設(shè)計(jì)要求比一般出入口高，需對洞口進(jìn)行防護(hù)設(shè)計(jì)。保護(hù)密封門可設(shè)計(jì)成將密封門與消波系統(tǒng)相連接，以減少震動(dòng)對密封門的破壞。出入通道應(yīng)與臨時(shí)空墻、框墻隔開，地下人防工程內(nèi)部應(yīng)設(shè)置通風(fēng)井，形成良好的外部空氣流通，同時(shí)通道內(nèi)應(yīng)形成開放式，相鄰單元之間應(yīng)有隔墻隔開，內(nèi)部應(yīng)設(shè)置防坍塌的棚架，各構(gòu)件之間應(yīng)緊密、牢固。對相鄰隔墻及臨空墻的荷載計(jì)算，應(yīng)根據(jù)人防設(shè)計(jì)的要求，正確計(jì)算其加強(qiáng)筋。門框架墻在設(shè)計(jì)時(shí)，一般采用懸臂梁的設(shè)計(jì)方法。但由于地下人防工程自身的疏散特性，在出入口設(shè)計(jì)中，一般選擇較寬地寬度，這是民防工程的一大特色。但在戰(zhàn)時(shí)，為減少敵人對地下人防工程的破壞，他的出入口相對較窄。所以如果懸臂長度過長，或者門框墻內(nèi)水平鋼筋分布過長，在采用地下保護(hù)鋼筋進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，就需要改變門框墻的受力形式，例如增加柱子或梁的數(shù)量。壓力計(jì)算時(shí)，需要計(jì)算土壤中的壓縮波，它對武器爆炸時(shí)的振動(dòng)影響。通常不需要考慮爆炸荷載作用，主要原因是采用了開式管道設(shè)計(jì)。人民防空工程坍塌引起的豎向荷載和氣動(dòng)沖擊波是第一人防工程坍塌防護(hù)棚，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)特別注意的問題，綜上所述就是地下人防工程坍塌防護(hù)棚在洞口設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題。

（四）地下人防工程的平面結(jié)構(gòu)

在地下人防工程設(shè)計(jì)中，平面結(jié)構(gòu)應(yīng)充分反映人防信息，合理劃分人防區(qū)和非人防區(qū)，并對外墻、隔墻和前墻進(jìn)行合理規(guī)劃。配飾表的制作應(yīng)盡可能簡單，有效地確定墻面的荷載，并對墻面進(jìn)行規(guī)范的標(biāo)識。篩選出地下人防工程的墻體厚度和門框墻的尺寸，并對結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行合理的布置，且有效保證了地下人防工程的結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

四、結(jié)語

總之，地下人防工程是關(guān)系到建筑主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量的重要結(jié)構(gòu)。從戰(zhàn)時(shí)和平時(shí)期的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和原則出發(fā)，并根據(jù)實(shí)際情況選擇最合理的設(shè)計(jì)方案，保證地下人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合規(guī)范要求。

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