人防地下室结构设计浅析

人防地下室结构设计浅析

余琼英

余琼英

华优建筑设计院广州分院广东广州510405

【摘要】为了保护人民群众的生命安全，满足国防要求，应充分认识到地下室人防建筑设计的必要性和重要性。而地下室结构之中需要根据实际分析，基于此，本文论述了我国人防地下室如何做好结构设计工作。

【关键词】人防地下室；结构设计；分析

1、人防地下室结构设计的特点

对于“人防”我国相关部门对其有着明确的定义，普遍意义上“人防”所指的就是我们常说的人民防空，其主要的任务就是在相关部门的要求下运用一定的手段把人们遇到空袭时的损失降到最低，一般情况当空袭发生之时，最有效的方法之一就是对人群进行及时疏散，除此之外，加强人防建筑的建设也能够为“人防”目标的实现提供条件，目前在我国人防建筑中，人防地下室是最重要的一种人防建筑形式。和普通的地下室相比，人防地下室在结构设计上有着其独特的要点，首先就是在地下室的主体结构上，在对主体结构进行设计时要特别重视顶板、外墙、底板等和侧勾的设计，再次就是在孔口防护设计方面，人防地下室对其的要求也比较独特，一般情况下，孔口防护设计内容为相关部位消波系统的设计以及通道相关参数的设计等。

由于人防地下室作用的独特性，在结构设计方面和普通的地下室有着许多方面的不同，像对可靠性要求以及构件要求等。普通的地下室在设计时对于可靠性的要求大约为10%，而人防地下室对于相关可靠性的要求只有6%左右，在对人防地下室进行设计的过程中需要对基本结构的动力响应进行分析，但普通的地下室设计一般对于动力响应不做要求。另外在人防地下室的设计中相关的结构构件在塑性条件下可以正常工作，所谓的塑性条件即是指地下室在发挥作用的时期内，其相关的构件在因某些客观因素而导致开裂后，其仍能够在一定程度上保持相关的工作性能，要想使得这一设计目标得以实现，相关人员在对人防地下室进行设计时应该以相关材料的基本性能作为重要的考虑因素之一，要尽可能的保证在构件开裂一定时期内，其还能够发挥基本作用，从而最大程度的为人防地下室建设成本的降低提供条件。除此之外，和普通地下室的结构设计相比，人防地下室对于材料强度的要求更加高，据相关研究表明当外界压力迅速增加的状况下，材料的基本性能会发生一定的改变，这种改变主要体现在其相关强度上，这在一定程度上对于促进相关结构功能的发挥有着重要作用。

2、地下室人防设计要点

2.1、外墙结构设计的方法

人防地下室结构设计过程中，重点是外墙结构设计，计算方法是根据水压力和土压力。在外墙结构设计时，主要考虑以下几个方面：（1）土的静止压力系数的计算。静止压力在确定时，是依据试验来确定，如果无法满足试验条件的情况下，选取的粘性土范围可以在0.5~0.7之间，选取的砂土可以是在0.34~0.45之间。（2）荷载力承载设计。总体而言，可以将地下室的外墙荷载力分为竖向与横向荷载力，其中竖向荷载能够承载整体结构性楼盖的自身重力和传递重量，而横向荷载则包括来自侧向压力、人工防护以及地面的荷载，在设计考虑过程中，合理计算各荷载对墙体内部配筋弯曲的程度，一般只考虑横向荷载配筋弯曲力的大小，而对竖向的弯曲力则不予考虑，只对墙体弯曲处进行弯曲配筋曲力的计算。（3）人防地下室的外墙体配筋计算。由于整体电算计算法只考虑到了墙体与墙柱的配合与协调，并没有充分考虑到墙柱截面以及内墙钢筋混凝土连接处的承载力。该方法计算出的结果，会导致在设计过程中对地下室的外墙水平配筋较多、力量富余。因此，在设计配筋计算过程中，要合理考虑墙柱的截面面积与竖向配筋连接处的承载力，只有通过双向板形式的计算，才能使有扶壁柱的墙体的配筋计算更为合理。但对于没有扶壁柱的墙体竖向配筋承载力的计算则可以直接使用单向板计算法。

2.2、人防工程给排水设计要点

2.2.1、给水管道设计要点

建筑地下室的给水管道主要是水泵房、水池的供水管道以及人防地下室内战时生活、饮用储水池的供水管道。通常上部建筑供水的水泵房和水池均设置在人防防护区外，平时生活给水管道通过集中管道井与上部建筑用水点相连，集中管道井布置在人防防护区外。战时生活饮用储水池的给水管道一般均独立在侧壁穿过人防围护结构，并需在围护结构内侧安装防爆阀门即可。在战时市政供水管网未遭破坏和市政水源未受污染时，掩蔽人员应尽量使用城市自来水而不动用人防地下室的战时储水。若采用自备内水源，那么该设计应与防空地下室同时规划、同时设计。若防空地下室平时使用城市自来水，同时又设置有自备内水源，那么需采取防止两个水源串通的隔断措施。高层建筑地下室生活水池一般采用不锈钢生活水池，当其布置在人防工程防护区内时，战时可用作生活饮用储水池。

2.2.2、排水管道设计要点

建筑的上部排水管道应与人防地下室无关．为避免排水管道穿过人防顶板。一般应考虑管道转换层或人防顶板覆土层解决上部建筑的排水管道不穿过人防顶板的问题。上部建筑的排水管道在管道转换层集中后分几个集中的管口排出，集中管道井的布置，给排水专业应在建筑方案中就参与。集中管道井一般布置在靠外墙或在人防地下室的防护区外。当不能布置在人防地下室的防护区外时，可采取做管沟或地下室顶板降板设覆土层的方式处理。

2.3、抗渗设计

人防地下室在设计过程中，受力设计是一个方面，对抗渗设计也极其重要。由于钢筋混凝土在施工工程中是带裂缝的，要实现抗渗，一般采取的措施有以下几个方面：（1）混凝土的补偿收缩。在混凝土中掺入UEA，HEA等微膨胀剂，以混凝土的膨胀值抵消混凝土的最终收缩值。当其差值大于或等于混凝土的极限拉伸时，即可控制裂缝。（2）膨胀带。混凝土中膨胀剂的膨胀变形不会完全补偿混凝土的早期收缩变形，而设置补偿收缩混凝土带可以实现混凝土连续浇注无缝施工。笔者查阅了相关的书面资料之后发现，膨胀加强带通常在超过60m后进行设置。（3）后浇带的设置。何为后浇带呢？简单来说，后浇带是一种技术措施，自产生以来已经有了长足的进步和改善，并且被广泛的应用于混凝土建筑施工之中。（4）钢筋混凝土的抗拉能力要达到相关规定和标准。抗变形钢筋对混凝土发挥着强化的作用，可以将更多的水平温度筋设置在侧壁。此外，不能忽略掉混凝土的养护，虽然处在施工的最后阶段，但是混凝土养护的作用不亚于任何一个施工阶段和施工工序。

2.4、人防地下室平面布置图及设计要点

各防护单元进风口部、排风口部设置在不同方向并保持最大的距离。人防口部室内地面除人防风机室外应设置防爆地漏，墙面白水泥光面装饰。每个防护单元内注明建筑面积、有效面积、掩蔽面积、掩蔽人数和防护门、密闭门、悬板活门、内、外封堵型号，外封堵必须画出详图并列出主要构件表。内、外封堵应采用国家人防办下发的《人防工程防护功能平战转换设计图集》所规定的型号。设洗消间或简易洗消间的防空地下室，战时排风口部应设在室外主要出入口（结合通向室外车道设置），人防排风口部应设排风竖井，并设检修口。人防地下室的室外出入口、进风口、排风口、排烟口和通风采光窗的布置，应符合战时及平时使用要求和地面建筑规划要求。

3、结语

地下室人防建筑设计是建筑工程项目设计的一项重要内容，通过优化和改进人防设计，提高建筑地下室空间利用率，保障人们的生命财产安全，还可以实现建筑工程项目的节能减排。地下室人防建筑设计是推动我国建筑行业可持续发展的基础，应结合建筑工程项目实际情况，做好各个环节的规划设计。

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