关键词：地下人防；结构设计；问题措施
中图分类号：S611文献标识码：A
引言
随着城市地下空间开发利用的程度逐步提高，人防工程建设的力度日益加大。与此同时，地下人防工程合理有效的结构设计工作也面临越来越多的挑战。本文结合自身人防工程结构设计的经验，针对在地下人防工程结构设计过程中需特别注意的问题提出几点探讨性意见，以期为人防工程结构设计人员提供一点参考。
一、人防工程的作用
人民防空工程也叫人防工程，是指为保障战时人员与物资掩蔽、人民防空指挥、医疗救护而单独修建的地下防护建筑，以及结合地面建筑修建的战时可用于防空的地下室。如：人员掩蔽部、指挥所和通信枢纽、救护站和地下医院、各类物资仓库，以及地下疏散干道和连接通道等。有些国家的城市，还将人防工程和城市地下铁道、大楼地下室及地下停车库等市政建设工程相结合，组成一个完整的防护群体。我国新建的人防工程在建设前都经过了可行性论证，既考虑到战时防空的需要，又考虑到平时经济建设、城市建设和人民生活的需要，具有平战转换的双重功能。
人防工程是指国家为了国防的需要，为提高城市在未来信息化条件下的局部战争中的防空袭能力，为保护人民生命和财产安全，而修建的地下防护工程它可以防备敌人空中袭击，保障战时人员与物资安全人防工程设计必须贯彻“长期准备。重点建设。平战结合”的方针，既要确保它的战备效益，也要适应市场经济发展的要求因此，应在坚持人防工程建设与经济建设协调发展，与城市建设相结合的原则下，合理利用地下空间，发展人防工程。
二、地下人防工程结构设计特点
地下人防工程结构设计包含主体结构设计和孔口防护设计人防工程主体结构设计的内容与民建工程一样，包括底板、柱、墙、顶板、顶板梁等构件的结构设计，不同的是在对人防工程主体结构构件设计时，应考虑战时爆炸荷载；孔口防护设计的主要内容，包括防爆波电缆井和扩散室的设计，门框墙、临空墙、单元间隔墙的计算，以及防护密闭门、密闭门、防爆波悬板活门的选用等。
人防工程结构设计，既要考虑平时正常使用的荷载，还要考虑战时爆炸荷载，要保证人防工程在满足平时使用的同时，还能满足战时的防护功能在进行人防工程结构设计时，由于无法把战时爆炸荷载的大小，精确地加到人防工程的每个构件，所以，目前在设计时，都是将战时爆炸荷载等效为静荷载进行考虑的。钢筋混凝土结构构件在战时爆炸荷载的作用下可按弹塑性工作阶段来考虑，这样一来，构件在战时实际工作时可吸收更多的能量，材料的潜力得以更充分的发挥。而现实中是根据静载试验来确定钢筋混凝土等结构材料的承载力。所以，在进行人防工程设计时，要考虑将钢材、混凝土的强度提高，将钢材、混凝土的强度乘以一个增强系数后再用于设计，这是人防工程结构设计的一个重要特点。
《人民防空地下室设计规范》4.1.6规定:“防空地下室结构在常规武器爆炸动荷载或核武器爆炸动荷载作用下，应验算结构承载力；对结构变形、裂缝开展以及地基承载力与地基变形可不进行验算”这是人防工程结构设计的又一个特点。
三、设计中需特别注意的问题
1、设置上挡墙加强梁的问题
为了抵抗战时爆炸所产生的水平冲击波对防护密闭门上挡墙的冲击，需在较长的上挡墙下端设置加强梁，当作抵抗水平冲击波荷载的加强构件，加强梁的纵向受力钢筋应锚入门框两侧的墙或柱中，形成洞口加强的传力体系。设置的加强梁应凸向防护区内，此时需注意的是，密闭通道长度是否够长，防护密闭门上部加的门框梁是否影响后部密闭门的开启。若因特定条件限制，加强梁只能凸向防护区外时，需注意的是加强梁不能设置在上挡墙下端。因为防护密闭门比洞口要大，若想确保防护密闭门能顺利地安装和开关，上挡墙下边缘应预留不小于300mm的高度，所以设置的加强梁应高出上档墙下边缘不小于300mm。
2、封堵存在的问题
在进行封堵设计时，需注意建筑要求的净高与结构预留是否一致；对外封堵口处，两边墙或柱是否与结构顶板梁外平齐；封堵宽度介于300cm--700cm的对外竖向型钢封堵处，封堵下100mmx200mm的封堵槽是否预留。
3、防倒塌措施
地下人防工程的出入口设置在建筑物倒塌范围之内时，为了防止战时周围建筑物倒塌堵塞出入口，通常需采取防倒塌措施因此，在进行地下人防工程设计时，当在建筑物倒塌范围之内设置人防出入口时，需注意采取防倒塌措施，避免因无防倒塌措施而对战时人防工程出入口的安全埋下隐患所以，设计人防工程布置方案时，需合理布局出入口，使出入口尽量布置在建筑物倒塌范围以外，因条件限制，出入口只能设置在建筑物倒塌范围之内时，应采取防倒塌措施
4、施工缝的布置
人防工程对防护密闭要求较高，特别是人防工程的防毒通道和密闭通道宜整体浇筑，不留水平施工缝，因此，后浇带应尽量避开人防密闭通道。滤毒室等部位，且位置宜布置在剪力较小处另外，在防护门门框墙。临空墙施工支模时，固定模板的螺栓，不得加套管，要用一次性穿墙螺栓，施工后不再取出对于有防水要求的外墙，固定模板的螺栓应设止水片。
5、混凝土
地下人防工程在选用混凝土强度时，宜优选C30-C35的混凝土，除非万不得已不要选C40及以上的混凝土.因为C25-C35混凝土中受拉钢筋的最小配筋率为0.25，C40-C55混凝土中受拉钢筋的最小配筋率为0.3，C60-C80混凝土中受拉钢筋的最小配筋率为0.35。地下人防工程由于要考虑其密闭防毒及防辐射作用，要求墙体及顶、底板有较厚的防护厚度，对于防护厚度要求较高的地下人防工程，在进行结构设计计算时，一般只要能满足结构构件的最小配筋率，就能满足结构构件受力的要求因此，在对防护厚度要求较高的人防工程进行设计时，尽量选用强度等级为C30-C35的混凝土，这样可以通过降低工程的含钢量来达到减少工程造价的目的。另外，强度等级越高的混凝土，其水化热越大，采用等级较高的混凝土其收缩干裂的风险就会加大，给混凝土的养护带来困难，容易造成结构构件开裂，影响其强度和耐久性。
6、构造规定
在进行地下人防工程设计时，既要考虑结构的构造要求对构件最小厚度的要求，还要考虑规范对构件最小防护厚度的要求，如附壁式室外出入口的临空墙，其防辐射所要求的墙厚往往要比受力要求的最小墙厚还要大，设计时应综合比较各种情况后取大值，使之满足设计所需的各种情况。抗震规范和人防规范对钢筋的锚固长度都有规定，设计时应同时满足两者要求并取大值。
结束语
地下人防工程结构设计是地下人防工程建设的重要环节，人防结构设计人员设计出来的工程既要满足平时和战时的使用要求，还要最大限度地降低工程造价，做到安全、经济、合理只要设计人员对人防工程结构设计细节多加注意，经常思考，多做总结，就一定会逐步提高人防工程的设计水平，做好人防工程的结构设计工作。
参考文献
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【关键词】人防地下室；结构设计；爆炸动荷载
人防空地下室的孔口防护包含三部分的设计内容:一是防护密闭门与消波系统的设计，二是出入口通道内临空墙、门框墙的设计，三是孔口其它构件，如风井、防倒塌棚架、开蔽式通道、相邻单元之间的隔墙等的设计，其中第二、三条中的临空墙、相邻单元之间的隔墙已在前面谈到了荷载确定，设计时可按一般墙体的计算模式，考虑人防设计的特点计算出内力和钢筋。而门框墙、扩散室、防倒塌棚架、出入口等构件的设计都具有一定的特殊性，下面就比较特殊但又常见的人防结构构件的设计要点做简单陈述。
1钢筋混凝土防护密闭门门框墙
1.1作用在悬臂端的弯矩，可按下列公式计算:
1.2作用在悬臂端的剪力，可按下列公式计算:
；式中:-由门扇传递给门框墙的作用力，可分别按5.2.5条相关条款计算。
1.3当门洞边长大于或等于2倍墙体悬挑长度时，宜按牛腿或悬臂梁计算。
当C/h0≤1时，按牛腿计算;C/h0＞1时，按悬臂梁计算。
式中:C--换算剪跨比，；M、Q-门洞边单位长度内牛腿或悬臂梁根部的弯矩、剪力，h0-截面有效高度。
1.4当门洞边长小于2倍墙体悬挑长度时，应按双向板进行计算。当平时使用时需要的出入口通道均较宽，而战时又相应较窄，这样有可能会使门框墙的悬臂长度过长，而使水平筋过大，这种情况下，可考虑在不影响功能使用的前提下，采用在洞口上边设梁和洞口两侧设柱的方案，从而改变门框墙的受力形式，可以得到较为经济的设计效果。此时在水平荷载作用下，洞口左右两侧和上部的双向板可按临空墙的等效静荷载标准值进行计算，但周边的梁、柱和下端的悬臂板必须按防护密闭门门框墙的等效静荷载标准值进行计算。门槛与上挡板在垂直荷载作用下可按底梁与顶梁计算，以确定梁的主筋与箍筋，并应与水平荷载作用下相应的钢筋叠加作为最终配筋。
2扩散室
扩散室的内部空间尺寸一般由建筑专业依据防空地下室的抗力等级、通风量、设备容许压力以及扩散室所处的建筑条件等因素确定。
2.1扩散室前墙为安装悬板活门的临空墙，前墙墙面本身承受的荷载及活门传来的荷载均可按临空墙等效静荷载标准值取值，扩散室与室外(空气)相邻的顶板、底板及外墙，其等效静荷载标准值可按临空墙等效静荷载标准值取值。
2.2扩散室与土相邻的顶板、底板及外墙，其等效静荷载标准值可按土中压缩波压力确定相应的荷载。
2.3扩散室与防空地下室室内相邻的墙，作用在扩散室一侧的水平等效静荷载标准值与扩散室的容许压力有关。对设有滤毒通风的进风口扩散室按40kN/m2取值，对排风口和未设滤毒通风的进风口扩散室按65kN/m2取值。
2.4如果风量较大，可在一个墙面上安装2个门式悬板活门。若2个活门型号相同，在人民防空地下室设计规范(GB50038-2005)中附录F的消波系统计算公式中的S取活门通风的总面积;若2个活门型号不同时，为确保安全，宜按大的活门参数乘2代入S。
3开敞式防倒塌棚架
3.1等效静荷载
防空地下室室外开敞式防倒塌棚架，一般由现浇顶板、顶板梁、钢筋混凝土柱和非承重的脆性围护构件组成。在地面冲击波作用下，围护结构迅速遭受破坏被摧毁，仅剩下开敞式的承重结构。由于开敞式结构的梁、柱截面较小，因此在冲击波荷载作用下可按仅承受水平动压作用。甲类防空地下室室外开敞式防倒塌棚架，由空气冲击波动压产生的水平等效静荷载标准值及由房屋倒塌产生的垂直等效静荷载标准值可按表1采用，水平与垂直荷载二者应按不同时作用计算。
3.2受力特征
开敞式防倒塌棚架在核爆动荷载作用下，其破坏程度取决于合成荷载。当冲击波的运动方向与构件表面垂直时，则作用在柱正面(迎爆面)和背面的合成荷载为零。当冲击波的运动方向与顶板面平行时，作用在顶板上下的合成荷载为零。
所以，开敞式防倒塌棚架只需考虑作用在檐口波水平动压和作用在顶板上的倒塌荷载进行设计。由于动压在先，倒塌在后，因此对这两种荷载应分别计算和配筋。
作用在开敞式防倒塌棚架上的核爆动荷载由于冲击波来自前后、左右方向，因此在设计柱时每根柱均要按两个方向分别进行计算，并应按两个方向进行对称配筋。
3.3构造要求
3.3.1顶板应采用水平板，不宜做成折板或拱形板。如考虑美观，可用易破碎的轻质材料做简单的装饰。
3.3.2檐口应按平时荷载进行设计，在核爆动荷载作用下，为了减轻柱的承载能力，考虑檐口被破坏，因此檐口不宜挑大，一般取300~50Omm，厚度应减薄，挑檐板在下部受压区不应配筋，在其上部不应做钢筋混凝土女儿墙。
3.3.3维护墙应采用在冲击波作用下易破碎的材料构筑，维护墙与柱不应采用钢筋锚固。
3.3.4柱宜采用正方形截面，其截面尺寸为:6级不宜大于250mm×25Omm;5级不宜大于300mm×300mm，尽可能减少柱的受荷面积。
3.3.5柱的上端钢筋应伸入边梁和顶板进行锚固，但不应伸入挑檐板板内，伸入基础的钢筋长度不应小于1m。
4叠合板
叠合板的构造应符合下列规定:
4.1叠合板的预制部分应作成实心板，板内主筋伸出板端不应小于130mm;
4.2预制板上表面应做成凸凹不小于4mm的人工粗糙面;
4.3叠合板的现浇部分厚度宜大于预制部分厚度;
4.4位于中间墙两侧的两块预制板间，应留不小于150mm的空隙，空隙中应加l根直径12mm的通长钢筋，并与每块板内伸出的主筋相焊不少于3点;
4.5叠合板不得用于核4B级、核4级防空地下室结构。
5出入口
5.1受力特点
5.1.1防空地下室室内出入口
室内出入口由于战时允许被堵塞，所以在室内出入口处除临空墙外，其它与防空地下室无关的墙和楼梯等均不计入爆炸动荷载的作用。
5.1.2防空地下室室外出入口
无顶板敞开段通道结构，由于内压大于外压，通道外墙不会向内坍塌。因此，可不验算爆炸动荷载的外压作用，仅按平时荷载设计挡土墙即可;有顶板的土中封闭段通道结构，作用在顶、底板和外墙上的等效静荷载可按相关条款确定;土中竖井结构，无论有无顶板，作用在土中竖井井壁上的等效静荷载标准值可按第五章中有关外墙的等效静荷载标准值qe2确定。当竖井埋置较深时，可进行分段计算，也可按等效静荷载和静荷载进行最不利组合作为该竖井的设计计算荷载。
5.2室外出入口内封堵构件及其支座和联结件
常规武器爆炸动荷载作用时间相对于核武器爆炸来讲，要小的多，一般仅数毫秒或几十毫秒。对于室外出入口内封堵构件如防护门、封堵构件及其支座和联结件，在这样短的荷载作用下易发生反弹，造成支座处的联系破坏，例如防护门的闭锁和铰页等。因此应验算常规武器爆炸作用在其上的负向动反力(反弹力)，负向动反力的水平等效静荷载标准值对常5级可取13OkN/，对常6级可取60kN/，反弹荷载按弹塑性工作阶段计算，构件的允许延性比（β）取3.0。
人防工程的出入口设计很重要，要有足够的防倒塌能力，规范要求:“首层楼梯间直通室外的门洞外侧上方设置的防倒塌挑檐，其上表面与下表面应按不同时受荷分别计算，上表面等效静荷载标准值取50kN/，下表面等效静荷载标准值取15kN/。”可见人防工程对出口挑檐的结构承载力要求是很高的。但是，实际工程中，有些小区为了上部景观的需要，采用了很多轻钢玻璃雨篷结构，这作为人防工程的出入口是不合格的，设计人员应加以重视。
6其他
关键词：人防工程；结构设计；分析
中图分类号：TU984文献标识码：A文章编号：
随着社会科技的高速发展，可以说我国的人防工程逐渐由古老的地道战形式，转变成坚固、美观的建筑形式。地下人防工程能够合理来利用地下的空间，同时打破了拆迁以及文物保护的一系列矛盾，能够合理的解决新旧建筑的结合与功能拓展，为地面上创造了更加开辟的空间，符合了现代城市建设的紧凑化以及人文关怀的一系列新理念。
1人防结构设计的特点及原则
1.1防空地下室结构设计的特点
1.1.1设计目标可靠指标可适当降低
一般的工业与民用建筑在使用时的静荷载，是其永久作用的主要荷载，一旦造成破坏，造成的后果非常严重，因此要求在民用工程设计中对结构构件承载能力极限状态的可靠指标要求很高，而对人防工程而言，由于炮航弹的冲击爆炸荷载或核爆炸冲击波荷载作用时间很短，而且是只分别考虑一次瞬时作用，所以可以允许防空地下室防护结构有相对较低的安全度，承载能力极限状态的可靠指标要低很多。
1.1.2结构可采用按弹塑性体系设计
静荷载作用下的钢筋混凝土构件，如果构件的变形进入了塑性阶段，此时构件就会在静载的持续作用下因失去承载能力而破坏，而防空地下室的人防荷载是动荷载，具有瞬息和短暂作用的性质，并随时间而衰减，因此即使结构构件进入了塑性屈服状态，只要动荷载作用引起的构件最大变形不超过结构破坏的极限变形，在荷载作用消失以后，构件作有阻尼的自由振动，其振动变形将因阻尼的影响而不断衰减，最后恢复到一定的静止平衡状态，此时虽然会出现残余变形，但对防空地下室而言仍能达到承载能力和密闭性的要求。
1.1.3设计采用的材料强度值要提高
人防结构承受的是瞬间作用的动荷载，在快速加载时，由于材料达到破坏的变形来不及展开，加载的数值已经达到最大并开始卸载，反映在材料试验加载的数值上，就表现为材料的强度的提高，对于地基的承载力，人防动荷载作用时，其承载力也是要提高的，能提高几倍到十几倍，甚至更高。
1.2防空地下室结构设计的原则
防空地下室防核武器抗力级别可分为五个抗力等级：4级、4B级、5级、6级和6B级。防常规武器抗力级别可分为二个抗力等级：5级和6级，按照人防工程“长期准备、重点建设、平战结合”的建设方针，必须使结构设计做到安全可靠。设计荷载应全面考虑动荷载以及土体作用力、水压力，防空地下室结构在武器爆炸动荷载作用下，应验算基础本身的强度(受弯、受剪、受冲切承载力等)，可不验算地基承载力与地基变形，基础平面尺寸根据平时荷载组合作用计算确定，在武器爆炸动荷载作用下可不进行验算，多层或高层地面建筑的防空地下室，防空地下室是整个建筑结构体系的一部分，其结构设计要同时满足平时荷载效应组合和战时荷载效应组合的要求，并应取其中控制条件作为防空地下室结构设计的依据。
2防空地下室人防结构工程设计内容与方法
2.1防空地下室底板及基础设计
2.1.1地下室底板人防荷载的确定
以某花园防空地下室工程为例，由于是两层地下室，地下二层底标高为一9．800，常年地下水稳定水位为一7．800，基础形式采用人工挖孔桩和独立柱基，根据《人民防空地下室设计规范》不考虑常规武器的作用，所以应按核武器作用下的等效荷载计算，取人防底板荷载为25KN／m2，由于本工程基础不是采用箱基和筏基，底板荷载组合中应计入水浮力，且设计水头应为2米，在此项荷载组合中，人防荷载为等效静荷载，分项系数为1．0，水浮力为对整体结构是不利的，分项系数应为1．2，荷载计算确定后，按倒楼盖进行计算基础梁及底板，基础的截面则由平时荷载的组合确定。
2.1.2地下室底板的特殊情况
在某些地区，经常能碰到地下室没开挖多深就见全岩了，且地下水水位较深，此时常采用独立柱基，以中风化岩石为持力层，底板也完全座落在岩石上，此时可以不考虑人防底板荷载，也不用考虑200mm的构造厚度，完全由平时荷载控制。另一种情况是基础形式为端承桩，底板下～252一土的类型为非饱和土，也可以不考虑人防底板荷载的作用，底板完全由平时荷载控制，按平时做法做。
2.2防空地下室顶板设计
地下室人防荷载可参考《人民防空地下室设计规范》中相应款项，对于低级别的防空地下室，应先根据人防口部距外墙的距离来判断是否考虑常规武器的作用，然后再与核武器作用下的荷载作比较，看顶板动荷载是由常规武器控制还是由核武器控制，这里应该注意的是在选用规范表4．8．2中核武器作用下的顶板荷载时顶板区格最大短边净跨1o时，对于粱板结构1O指的是次梁间的距离，对于无梁楼盖，1O指的是柱轴线间的距离。以上述某花园为两层地下室，地下一层考虑上部建筑的影响取为55KN／m2，地下二层的顶板应按防护单元间隔墙的等效荷载标准值确定，应取50KN／m2。当上下两层为一个防护单元时，中问楼层可不考虑人防荷载的作用。但应按构造做200mm的钢筋混凝土楼板，配筋按平时荷载组合计算。
2.3防空地下室框架柱和口部墙体设计
防空地下室框架柱主要由平时荷载控制，对于高层建筑下的防空地下室可以不考虑人防荷载的作用，对于口部的门框墙，临空墙则由人防荷载控制，其尺寸如果符合FG01～05的规定则可以套用图集，否则要重新计算，在门框墙和有封堵的临空墙计算中，我们常常会遇到门洞口有一边或两边的门垛尺寸较长，超过了800mm时，或当门洞上边墙悬臂较长时，需要在门边加竖向柱和在门洞上边加水平梁，这时如何选择受力模型很关键，如果选择不当则会造成截面和配筋过大，浪费经济，根据我自己的设计经验，看层高和门洞两侧的墙那个距离小，选距离小的为主梁，距离大的那边加的梁或(柱)搭接在这道主粱上，这样的计算模型为最合理的模型，也是最节约，最经济的。
2.4防空地下室临战转换措施设计
防空地下室要做到平战两用才能取得更大的社会效益和经济效益，这就要求防空地下室要能够进行平战转换，就要进行封堵设计，我们目前用的人防标准图集中对型钢封堵洞口，都是在底板上预留一个200mmxl50mm的槽，临战时将型钢放到槽中固定，这在实际施工中很容易被遗漏，施工单位施工起来难度也比较大，因此我在设计中将留槽改为预埋钢板，封堵时只要将型钢下端焊在钢板上就可以了，钢板的厚度和焊缝的大小，由具体的计算确定，这样就大大降低了施工的难度，实践证明，此改进是非常可行的。以上是我对附建式防空地下室结构设计的一些看法，当然遇到具体的设计时。设计思路和处理的办法是可以灵活变通的，但有一条原则，平战结合的防空地下室设计不仅应满足战时的防护要求和使用要求，还要满足平时使用的各项要求，使其做到安全、适用、经济、合理。
3结束语
防空地下室是人防工程的重要组成部分，防空地下室工程的大量修建是战时防空、保障人民生命安全的重要措施。防空地下室设计时必须满足其战时对核武器、常规武器和生化武器的各项防护要求，防空地下室设计中均不考虑核武器和常规武器的直接命中。防空地下室作为人防工程的一类，它的显著特点除了在设计中要达到规定的抗力级别(也就是相应的人防等效静荷载级别)外，还必须满足战时密闭性的要求。
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1平时使用与战时使用相结合。一般情况下，人防工程在平时主要是作为民用的储藏室或者停车场等，但是在战争时期，人防工程主要用作军用的群众避难场所，从这个角度说，地下人防工程既是民用工程也是军用工程。因此，我们在对地下人防工程进行结构设计的时候要充分考虑到地下人防工程的这两种功用，使地下人防工程不仅能够在平时充分发挥其作为储藏室或者停车场作用，还能够在战争时期保证人民群众的生命安全。由此可知，平时使用与战时使用相结合是地下人防工程结构设计的最主要特点。
2钢筋混凝土的结构组成。目前，我国大部分的地下人防工程的结构设计往往采用钢筋混凝土的结构构件，这也是地下人防工程的结构设计特点之一。一般来说，地下人防工程的结构构件在塑性阶段的吸收能力要高于弹性阶段的吸收能力，因此在地下人防工程的结构设计过程中，我们要以结构构件弹性阶段的吸收能力作为主要的参考依据，这样才能够在最大程度上保证钢筋混凝土的结构构件的安全与稳定，促进地下人防工程的结构设计质量的提高。
二、地下人防工程的结构设计策略
地下人防工程是复杂的系统性工程，如何提高地下人防工程的设计质量是建筑行业的发展面临的重大问题，为此我们要加强技术创新，找出地下人防工程结构设计的有效策略，促进地下人防工程的结构设计质量的不断提高。笔者认为地下人防工程的结构设计策略主要有以下几个方面。
1科学布置地下人防工程的平面结构构件。地下人防工程的平面结构构件的布置是地下人防工程的结构设计的重要内容，因此必须要采取积极措施，科学布置地下人防工程的平面结构构件。地下人防工程的平面结构构件布置的本质是用结构方式来表现建筑平面人防信息，为此我们要根据科学的标准对人防区和非人防区进行合理的划分，在此基础上划分出人防外墙、人防隔墙、人防门框墙和人防临空墙等。其次，我们要对划分以后的墙体按照科学的顺序进行编号，并确定其具体的荷载类型，为接下来的计算过程以及配筋表的编制奠定基础。最后，我们在结束了上述工作的基础上要科学确定墙体的具体厚度以及门框墙的具体的尺寸。综上所述，只有科学布置地下人防工程的平面结构构件，才能使地下人防工程的结构设计质量得到有效保证。
2加强地下人防工程的荷载设计。地下人防工程结构设计的核心内容是根据相关的规定来确定地下人防工程的具体荷载数值。一般情况下，地下人防工程的具体荷载可以分为静态荷载和动态荷载两种类型。具体来说，平时地下人防工程的荷载以静态荷载为主，战争时期，地下人防工程会受到一定的冲击，此时的荷载主要以动态荷载为主。其中的难点问题在于动态荷载的设计，笔者认为地下人防工程的动态荷载设计的思路是把爆炸冲击所产生的动态荷载转化为等效的静态荷载，然后在此基础上根据荷载的总体组合状况，按照一般结构力学的具体方法来计算地下人防工程结构的设计内力。地下人防工程的动态荷载之所以能够转化为等效的静态荷载，是由于地下人防工程的动态荷载对于不同结构构件的冲击不一定在同一时间达到荷载的最大值，所以我们可以将地下人防工程的整个结构分割开来独立地计算各个构件的荷载最大值。总体来说，加强地下人防工程的荷载设计是提高地下人防工程结构设计质量的必要措施。
3保证地下人防工程结构构件的质量。地下人防工程结构构件的质量至关重要，它直接决定着地下人防工程结构的安全与稳定，因此我们必须采取积极的措施保证地下人防工程结构构件的质量完全符合相关规范和技术标准的要求。首先，地下人防工程结构构件要采用符合等级要求的混凝土，并保证所采用的混凝土的抗渗等级符合相关要求。其次，要特别注意保证地下人防工程结构构件的厚度符合要求，比如，地下人防工程的密闭通道的隔墙的厚度必须在200mm以上，地下人防工程的连通口处的防护密闭门门框墙厚度必须在500mm以上。因此，我们必须严格按照相关的要求，保证地下人防工程结构构件的质量，只有这样才能真正提高地下人防工程结构设计质量。
4努力提高地下人防工程地下室孔口的设计质量。一般情况下，地下人防工程地下室孔口是整个人防工程的关键部位，是地下人防工程结构设计的重要内容，因此我们必须努力提高地下人防工程地下室孔口的设计质量。地下人防工程地下室孔口的主要设计内容包括防护密闭门的设计、消波系统的设计、出入口通道内临空墙的设计以及出入口通道门框墙的设计等等。具体来说，门框墙的设计一般情况下是按照悬臂梁来计算的，但是要注意平时使用和战时使用的区别。地下人防工程地下室出入口通道的平时宽度比较大，而对于战时来说，又相对比较窄，在这种情况下，门框墙的悬臂梁长度就会过长，从而引起水平筋过大。此时我们可以通过加设一定的支柱和悬梁来改变门框墙的受力效果，但是这一操作必须要在不影响门框墙的具体使用功能的前提下进行。另外，在地下人防工程地下室孔口的设计过程中，要深入贯彻平战转换的思想方针，使地下人防工程能够在战时迅速投入使用，为广大人民群众提供一个安全的避难场地。
三、结语
关键词：人防地下室；结构设计；施工；问题；解决方式
一、人防工程概述
人防工程即人民防空工程，是根据国防的需要，动员和组织群众采取防护措施，他具有着防范和减轻空袭危害的作用，除采取人员疏散的措施之外，也是战时防空的最重要的措施之一。防空地下室结构设计的主要内容包含两方面：一是主体结构设计，包括顶板、外侧墙、底板等其它构件的结构设计，二是孔口防护设计，包括出入口的防护和消波系统的防护设备，其中出入口的防护包含防护密闭门的选用、门框墙、临空墙的计算、出入口通道包括风井的计算等几个方面，而消波系统则包含防爆破活门的选用和扩散室的设计。
二、人防工程设计中的问题
1.人防地下室外墙配筋。
人防地下室外墙为一侧与室外岩土接触，直接承受土中压缩波作用，另一侧为防空地下室内部的墙体。顶板与外墙之间二者刚度接近时，外墙上部可近似按固定端与铰支之间的支座情况考虑；底板刚度远大于外墙时，外墙下部支座可视作固定端，各构件之间支座条件应相互协调一致，需注意配筋及构造应与实际受力状况相符。当地下室内部横隔墙较多或上层建筑的柱子沿外墙向下直通到基础底板，外墙可按支承在内部横墙与楼板上的双向板计算；当地下室内部横隔墙较少或无横隔墙时可考虑上下两端支承，按下端嵌固在基础底板、上端简支或嵌固在顶板的单向板计算。这与外墙所受平面外水平荷载的作用特点是一致的。这样计算得到的配筋是受力主筋，即竖向分布筋。对于单向板或双向板而言，受力主筋应布置于墙板外侧，而非受力的水平分布筋布置于墙板内侧。这与一般剪力墙分布筋的排列方式不同。但很多设计中外墙钢筋按一般剪力墙的排列方式布置，这将造成墙体的有效厚度减小。人防工程中的临空墙和防护单元隔墙钢筋也应同外墙布置，如果兼作剪力墙时，仍需满足平时荷载工况作用下的承载力和稳定性要求。
2.防护墙体的厚度局部削弱。
人防地下室与非人防地下室之间的防护密闭隔墙由于设备暗装，导致防护隔墙局部不满足防护与密闭要求的厚度。这就要求结构专业设计人员对此问题予以重视，注意与设备专业之间的协调，与人防地下室相关的墙体上不宜设置暗装的设备箱盒。若不可避免时，应与相关专业协调处理，以满足防护密闭隔墙的强度和密闭要求。
3.门框墙上挡墙加强梁的设置位置。
当防护密闭门上挡墙较长时，往往需在挡墙下端设置加强梁，作为抵抗水平冲击波荷载的加强构件。需注意的是，加强梁距上挡墙下边缘应预留250～300mm高度，以便内侧的密闭门或防护密闭门有足够的水平开启空间。而且加强梁纵筋应锚入门框两侧的竖向加强暗柱中，以形成明确的洞口加强传力体系。
4.防倒塌措施
城市地下空间结建式人防工程的开发，多是以经济利益为主，常常忽略人防工程的出入口防倒塌问题，多数出入口设置在建筑物倒塌范围之内，有的甚至没有采取防倒塌和堵塞措施，也没有进行战时防倒塌和堵塞的转换设计。这些对战时人防工程出入口构成了安全隐患，需要设计时合理布局出入口。
对于人防地下室抗力等级为5，6级的室外出入口，战时需设置防倒塌棚架，而平时不便设置永久性防倒塌棚架，可选用临战快速组装的钢结构装配式防倒塌棚架，在混凝土结构施工时预留埋件即可。
三、人防工程施工中的问题
1.梅花形拉结筋的布设。
人防地下室的维护结构战时受冲击荷载较大，需要设置梅花形拉结筋以利于抗剪，同时方便施工。双面配筋的钢筋混凝土板、墙体应设置梅花形排列的拉结钢筋，拉结钢筋长度应能拉住最外层受力钢筋。施工人员由于缺乏人防工程专业规范要求的知识，将人防工程按照普通地下室进行施工操作，漏设人防底板、顶板的拉结筋。当人防工程底板内力由平时荷载控制时，可不设置梅花形拉结筋。为避免此问题的发生，设计人员需在图纸交底时强调相关注意事项，监理单位也应重视施工前和施工中的监理。
2.墙体施工缝止水钢板处拉结筋、箍筋的布置。
地下室外墙、水池侧墙、扶壁柱等有防水要求的墙体，在高出底板表面不小于300mm的位置留设水平施工缝，而此处的结构受力通常较大，地下室墙体的施工缝需按照构造设置止水钢板，止水钢板宽度范围内的拉结筋、箍筋时常被施工人员割断，破坏了结构的安全
结构设计按照受力分析，选择受力较小又便于施工的位置留设施工缝。
3.墙体拆模后留有拉结模板的螺栓孔。
施工单位为了增加模板工具的周转使用次数，在地下室墙体中使用带套管的对拉螺栓，拆模后留下连通孔，严重影响人防地下室的密闭性与防水性能。
4.平时出入口的封堵不符合规范与构造要求。
有的施工单位为了预埋件与墙体抹灰面平整，而将平时出入口的封堵预埋边框凸出墙面，影响战时的封堵效果；有的垂直封堵地沟长度仅与出入口宽度相同，不满足封堵的构造要求。
5.人防口部施工问题。
口部是人防工程的重要组成部分，也是易受打击的部位，它的好坏直接影响工程是否能达到防护要求。口部防护的重点是防护密闭门及其配套的防护密闭门门框墙；防爆波活门及其配套的活门门框墙；门框墙的预埋件、通风、给排水、电气等设备所需的预埋管等。在人防工程口部施工中还存在一些问题，门框墙预埋件不到位；上挡墙施工方向性错误；下门槛及门框墙不与主体一次浇筑混凝土到位；活门门框墙的上挡墙与下门槛及左右活门门框墙大部分漏做；设备工种的预埋管遗漏。这些问题有的造成人防工程结构构件强度削弱，安全度降低；有的造成人防工程密闭性能差、防毒功能降低，使人防工程的防护达不到相应的抗力要求，给人防工程的防护带来极大的隐患。必须进行加固改造，否则就会使人防工程失效。
四、结束语
人防地下室是为战时服务，具有预定战时防空功能的特殊地下建筑，与普通地下建筑相比较，其使用对象、条件、要求均有明显差别，从而在设计原则、设计标准和处理方法上，均与普通地下建筑不同。人防工程建设已成为城市建设的重要组成部分，要充分发挥人防工程的平战结合功能，需要设计、施工、监理等各方通力合作，才能消除上述例举的工程问题，使人防地下室的建设质量符合国家工程建设规范要求。■
参考文献
[1]人民防空地下室设计规范(GB50038-2005)[S].内部发行,2005
[2]住房和城乡建设部工程质量安全监管司，国家人民防空办公室，中国建筑标准设计研究院.全国民用建筑工程设计技术措施-防空地下室(2009年版)[M].北京:中国计划出版社,2009
关键词：人防地下室；结构设计；问题分析
人民防空工程是为了在作战时保护人员与物资、医疗救护等需要而修建的地下防护建筑。防空地下室是人防工程中最重要的构造之一。同时人防地下室是现代建筑行业中不可或缺的一部分，结构设计问题在整个工程的建设过程中出现最为频繁，本文结合实际出现的问题加以分析解决，以达到节约成本、确保效率的目标。
1人防地下室的结构设计的基本原则
1.1结构可靠度较低
一般来说，满足国家标准的人防地下室规定混凝土结构构件延性破坏时可靠指标和失效概率、脆性破坏可靠指标均低于一般结构的混凝土各项指标。结构可靠度低降低了成本，目的是为了达到只使用一次的效果，各部分的结构构件可考虑采用可塑性的材料，按弹塑性工作阶段计算结构内力，以便节约成本，充分发挥结构的潜力，提高整体效率。
1.2各体系部件相协调
防空地下室的结构设计，应根据防护要求和受力情况做到结构各个部位抗力相协调，避免因局部遭到损坏而失去整个防护工程作用等情况的发生。尤其是地上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。在各部件都符合工程安全标准的情况下找出最合适的材料和元件，以协调其他部件的功能，发挥整体作用。在人防地下室结构设计中考虑钢筋混凝土的可塑性，有利于提升工程的整体经济效益。
1.3平战结合，满足战时和平日需求
无论是多层或高层建筑，其防空地下室结构，是整个建筑结构体系不可或缺的一部分，其结构设计既要满足平时使用的要求，又要满足作战期间各种保护人力、物资、医疗设备等要求，即防空地下室结构设计应同时满足平时和战时两种不同荷载效应组合的要求。因此在设计过程中要特别考虑平战结合的原则，综合本地水土类型、防护要求、平时使用要求等因素，在确保安全的基础之上，选择出经济成本最低、最科学合理的结构类型。当平日的结构需求和战时存在差异化标准的时候，需要及时的实现平战功能的转换，完成人防地下室角色的转变。
2人防地下室结构设计的问题分析
2.1人防地下室的外墙配筋问题
人防地下室的外墙两侧不完全相同，其一侧与室外岩土接触，接承受土中压缩波作用，另一侧为防空地下室内部的墙体。外墙在地下室承重功能上面起到很大一部分作用。外墙的配筋和结构应该通过计算当地建筑的实际受力情况，依靠数据来设计配筋。地下室内部的横隔墙较多时可双向计算，当地下室内部横隔墙较少时可单向计算。无论是单向板还是双向板，力主筋都应该被布置在墙板的外侧，将不受力的水平分布筋布置在墙板的内侧。另外外墙配筋的钢筋间距最好采用100或150的间距，这样可以大大提高墙体的抗裂防水效率，注意根据墙体的框架结构控制好墙体在框架柱处的水平钢筋配筋率。由于整个地下室超长，所以应该采取补偿收缩混凝土，膨胀加强带，后浇带，增加水平温度筋等措施以防止地面和墙体开裂。
2.2材料可塑性低，结构选择不合理
防空地下室结构的选择，应该根据作战时的防护要求、平战结合的原则、工程地质情况等因素综合分析确定。但是在实际情况中总会出现一些结构选择不合理、材料选择不科学的现象，造成人防地下室的设计成本浪费。地下室本身是不利于平战结合的，所以在设计其结构时要考虑诸多复杂的布置方式。加载速率会直接影响到建筑材料的力学性能。作战时武器爆炸会使人防地下室的部件经历毫秒级快速变形，这对材料的采用提出了极高的要求，所以设计人员必须对相关规范、图集条文和计算公式非常熟悉，对专业知识、经验有一定的掌握和积累，走在科技前沿，才能为地下室设计选取最合适的材料，设计更加合理的人防地下室结构，将成本和损害降到最低。
2.3荷载取值不足或出现遗漏
人防工程区别于其它建筑物的地方在于它是以平战结合为原则而设计的，既要满足平时的居住需求，又要满足在战时保护城市居民生命安全的要求并坚持工作的一种具有特殊功能要求的建筑物，因此它需要承受的荷载较一般结构大几十倍至数百倍，而且密闭要求很高。有时一些工程为了满足平时使用的诸多要求，往往会忽略了荷载取值的精准度，在工程建设过程中，常常会出现荷载取值不足或荷载遗漏的情况。在进行荷载组合时，必须要明确上部建筑物自重标准值，设计时应认真分析确定采用哪种组合模式。另一方面考虑顶板的组合中上部建筑物的倒塌荷载值，倒塌荷载作用的时间较短，作用范围也有一定的局限性，因此要结合实际情况，慎重考虑是否在顶板荷载组合中计入倒塌荷载值。聘请专业的投计人员，在设计过程中采取等效静荷载的方法，在明确了人防地下室结构的各个构建的等效静荷载值后，开展结构计算，以达到精准取值的效果。
作者:王桂起单位:东北林业大学工程咨询设计研究院有限公司
参考文献