地下室人防結構設計中的主要構件設計人防地下室意義重大，在設計時應遵循整體協調、強度驗算等原則，滿足“平戰結合”的要求。地下室結構設計是否合理直接影響著工程質量，應從其整體結構布置、頂板、墻體、底板、出入口、防護設備等多方面進行考慮，對其荷載進行準確計算，以提高結構的承重能力，進而確保整個人防地下室的建筑質量。

0引言

作為人民防空建設的重要組成部分，人防地下室的作用極為重要，通常是借助地面建筑而修建的具有防護功能的地下建筑，在戰時能夠用于人員物資掩蔽，降低空襲災害，和平時期能夠當做地下室使用，鑒于其重要性，對其要求較高，因此，在結構設計中，應進行合理布置，確保結構的強度和抗塌毀能力符合標準。

1工程概況

某高層建筑由主樓、裙房、地下室組成，采用樁基承臺的基礎形式，埋深為5.6m，主樓28層，采用剪力墻結構；另有裙房2層，采用框架結構；地下室1層，總面積6500m2，人防面積為3000m2，戰時作為二等人員掩蔽部，平時則作為車庫用，防護類別為甲類，抗力等級為核6級和常6級，防化級別為丙級，共有兩個防護單元。主要對其人防地下室的結構設計做了分析。

2地下室人防結構設計應遵循的原則

2.1平戰結合

人防地下室的主要功能是作為戰時的人員掩蔽區，起防護作用，同時兼有普通地下空間的作用，設計時應將人民防空建設和城市建設相結合，在滿足人防建設要求的同時，也應具備其他使用功能，能夠帶來一定的效益。因二者的荷載效應組合有差異，在設計時，應取其中的控制條件。該建筑中，頂板均由戰時控制，底板及側墻則結合建筑實際狀況而定。

2.2強度驗算

為充分發揮人防地下室的作用，必須提高建設質量，確保地下室有足夠的強度可以承受荷載。受核爆動荷載的影響，地下室人防結構的各種構件變形極限都已得到控制，無需再對其裂縫、變形等進行計算，只需計算結構強度即可。

2.3整體協調

結構的協調性極其重要，直接影響著整體質量，因此，各個部件必須保持高度的協調，在設計時，應保持同樣的控制標準，以免局部遭到破壞，影響整體穩定。另外，承重結構和地面建筑也應相協調，強弱差值應控制在允許范圍內。

3地下室人防結構的具體設計

人防結構設計可分為兩部分：①主體結構，如頂板、底板、側墻等構件；②孔口防護，如出入通道、防護密閉門及其他防護設備。

3.1結構布置

在設計人防結構時，首先應考慮整體的布置，關鍵在于和地面建筑保持一致，尤其是承重構件，應保證荷載從地面到地基之間的順利傳遞。該高層建筑中，地下人防空間多位于室外地面下，且在室外有安全出口，在人防結構的范圍之外，設置一個出入口作為車庫的出入口；防護單元各設置兩處出入口，一為主要口，一為次要口。為實現與地面建筑的結合，充分發揮地下結構的作用，人防墻體盡量按照建筑上部結構的受力構件進行布置，根據室外建筑的布局和功能設計防倒塌結構。

3.2彈塑性設計

從上面分析中可知，在爆炸動荷載的作用下，地下室人防結構各種構件的變形或裂縫無需單獨考慮，關于荷載的取值，按照一次核襲擊進行考慮即可。該工程設計時，因柱網布置不合理，致使局部過大，給梁延性比計算造成了很大麻煩，通過提升混凝土的強度等級可解決此問題，但成本較高，所以該工程做了如下考慮：如果受拉鋼筋配筋率ρ≤ρmax，可通過增配截面受壓鋼筋的方法使得受壓區高度有所降低，確保允許延性比能夠滿足相關要求。如果ρ>ρmax，可通過增加受彎構件截面尺寸的方法將配筋率控制在最大值之內，再按照前一種方法進行操作。

3.3底板不利荷載的設計

除了承重，人防地下室還有應具備極強的抗震能力，并能夠抵抗爆炸時形成的沖擊波。底板的設計相當重要，不但受人防沖擊波荷載作用，同時也受地下水的壓力作用，一般而言，沖擊力的設計應結合基礎形式而定。若基礎采用摩擦型樁基，人防沖擊力的不利組合應加以重視；若采用樁基，且端承樁無沉降時，沖擊力的組合可以不予考慮；若地下室采用的是箱型基礎，水上浮力已提前被考慮，則可以不對人防沖擊力進行組合。

3.4等效靜荷載的取值

將核爆動荷載簡化分析，獲得的荷載值便是等效靜荷載，通常是最大動荷載和系數的乘積，影響因素很多，如動荷載波形、允許延性比、地面超壓值等。若條件符合，則需從相關規范中直接獲取；否則，需要結合特定的公式求得。該工程的等效靜荷載值有標準值，如頂板和底板分別為55kN/m2、25kN/m2。

3.5頂板的計算及口部設計

該高層建筑的人防地下室屬于6級，在設計頂板時，需考慮上部建筑對地面空氣沖擊波超壓作用的影響，頂板厚度為260mm，無覆土，達到了規定的標準。

靜荷載的自重為0.25×25×1.2=7.5kN/m2，加上頂板的重量，總共為62.5kN/m2.然后按照相關公式，對中間大板塊進行計算，并逐步向周邊的板塊推進，將所獲得的支座內力作為已知內力，按照此方法依次對其他板塊進行計算。

口部設計的內容主要包括門框墻、防倒塌樓梯等設計，如在設計出入口的樓梯荷載時，應按照雙向受力的作用對樓梯板及平臺板進行考慮，正面等效靜荷載取值60kN/m2。結合棚架防倒塌設計出口或入口的頂蓋，房屋倒塌的垂直等效荷載為50kN/m2，水平荷載為15kN/m2。

4人防結構設計中的注意事項

該建筑的人防地下室結構較長，具備良好的密閉性，口部和防護單元內均不能設置沉降縫，這就要求加強對控制結構的差異沉降的重視，為解決此問題，選擇了如此做法：①因混凝土在硬化時會產生很大的收縮應力，因此，在混凝土中適當的添加優質膨脹劑，借助其補償收縮功能，可有效緩解此狀況；②在建筑、地下室以及裙房的連接處設置沉降后澆帶，不得和密閉通道產生沖突，直至高層建筑的沉降穩定之后，再進行澆筑工作，將地下結構連為一體；③如果底板的厚度過大，在澆筑混凝土時應采用分層澆筑的方法，逐步完成，在混凝土初凝之前必須完成上層澆筑；④受諸多因素影響，混凝土結構常會出現裂縫，為降低裂縫的發生率，應盡量減小墻體水平分布鋼筋的間距，并提高其最小配筋率。

5結束語

隨著城市現代化進程加快，人口過于飽和，土地資源日益減少，對地下空間的利用顯得尤為重要，同時也加大了人防建設力度，意義重大，應加強重視，做好相關的設計工作。

[1]任向軍.某大廈人防地下室結構設計探討[J].廣東建材，2008，22（5）：132-133

[2]李艷，楊家驊.高層建