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摘要：隨著城市建設的發(fā)展，人防地下室已經(jīng)成為城市建設的重要組成部分。地下室人防建筑設計是一項綜合性、技術性和協(xié)調(diào)性很強的工作。在設計時要考慮建筑結(jié)構(gòu)、通風、安全、實用等各個方面的協(xié)調(diào)，嚴格按照相關規(guī)范的要求，最大限度的發(fā)揮其使用和防護功能。本文就地下室人防建筑的設計要點進行了分析。

關鍵詞：地下室；人防建筑；設計要點

隨著我國城市建筑的不斷發(fā)展，地下室人防的設計問題已經(jīng)成為了現(xiàn)代建筑設計的重要內(nèi)容。而我國關于人防地下室也有相關的政策要求，人防地下室建設已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑的重要組成部分。因此，如何對地下室人防建筑進行設計，發(fā)揮人防的作用，滿足國家關于人防建設的要求，往往需要設計人員能夠深刻理解和掌握國家的相關技術規(guī)范，能夠熟悉的運用各種地下室人防設計軟件的應用，滿足人防建設的需要。

1.地下室人防建筑設計的特點

在對人防地下室建筑進行設計時主要考慮以下兩個方面：一是主體的設計，也就是指頂板和底板的設計以及外墻設計等；二是孔口的設計，也就是指門框墻、臨空墻以及保護單元隔墻的設計。與普通地下室的設計不同，人防地下室的設計有以下特點：1.1由于人防地下室的特殊作用，在設計時要考慮戰(zhàn)爭的用途，應該考慮核武器或者普通武器爆炸等產(chǎn)生的荷載。一般來說爆炸產(chǎn)生的荷載的作用時間很短，往往都是一瞬間的事情，但是瞬間產(chǎn)生的荷載力卻很大，荷載力隨著時間的推移逐漸衰減。因此人防地下室相關構(gòu)件會受到爆炸等產(chǎn)生荷載的直接作用，而埋藏在土中的構(gòu)建物則將間接的承受土層傳遞力帶來的沖擊波影響。1.2人防地下室在設計時要考慮平時和戰(zhàn)時兩種情況的荷載組合。在設計人防地下室各個構(gòu)件時，不僅要滿足戰(zhàn)爭時防爆的需要和保護要求，還要保證在和平時期的強度、舒適度和穩(wěn)定性。在設計時應該考慮最不利的情形，對于和平時期和戰(zhàn)爭時期結(jié)合的地下室設計時，要同時滿足平時和戰(zhàn)時的使用要求，如果無法同時滿足就考慮采取平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換措施，能夠保證戰(zhàn)爭時期能夠迅速的完成地下室功能的轉(zhuǎn)換。1.3鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設計時應該按照彈塑性工作階段來設計。對于地下室人防的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來說，如果處在屈服開裂狀態(tài)應該說還是在正常狀態(tài)，而對于一些受彎的構(gòu)件，在屈服后一般出現(xiàn)大變形以后才會有坍塌現(xiàn)象，因此在設計時可以考慮構(gòu)件材料的塑性工作階段來提高構(gòu)件的承受力，也節(jié)約地下室人防的工程造價。1.4地下室人防設計時可以適當?shù)奶岣卟牧系膹姸戎怠＝ㄖ牧系奶匦允羌虞d速率越快，材料的強度值越高。如果在戰(zhàn)時武器爆炸對建筑構(gòu)件作用時，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力是瞬間的作用，這與標準的力學靜載實驗比較的話要快很多，材料力學表現(xiàn)的是強度的提高。由于武器爆炸的荷載是偶然性的，所以相比靜載作用下的構(gòu)件安全度可以不用太高。人防結(jié)構(gòu)失效的概率在5%到8%之間。武器爆炸的荷載作用時，地基的承載力會有所提高，其安全系數(shù)可以取一個相對低值，因為瞬時的荷載一般不會造成地基失效從而導致結(jié)構(gòu)被破壞，因此設計地下室人防時可以不測算爆炸荷載作用下的地基承載力和變形情況。

2.地下室人防建筑設計的原則

在設計地下室人防建筑時，要堅持人防建設和經(jīng)濟發(fā)展相協(xié)調(diào)、與城市建設相結(jié)合的原則。地下室人防設計要做到位置、規(guī)模和用途與整個城市的人防建設規(guī)劃相一致，地上地下綜合考慮來制定地下室人防設計方案。2.1一般來說地下室人防的設計使用年限是50年，如果地下室人防上部建筑的設計使用年限大于50年，則地下室人防的設計年限也要提高到與地上相同的年限。地上建筑尤其是高層建筑一般產(chǎn)權都是70年，因此地下室人防也應該設計到70年，同時其結(jié)構(gòu)布置也要兼顧上部結(jié)構(gòu)的布置，地下室人防的承重墻、柱等也要和上部建筑結(jié)構(gòu)保持一致，這樣有利于整個建筑的受力，能夠?qū)⑸喜拷ㄖ氖芰νㄟ^地下室的承重柱等直接傳遞到地基。2.2目前我國地下室人防工程都是采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，不能采用冷軋帶肋鋼筋、冷拉鋼筋等冷加工處理的鋼筋，如果地下室人防地勢低于地下水位以下或者有鹽堿腐蝕，則地下室人防外墻不能采用磚砌體。在結(jié)構(gòu)設計時，由于構(gòu)件所受的空氣沖擊波會將其等效成靜力荷載，因此在計算配筋時可以將整個結(jié)構(gòu)拆分成若干的單個的構(gòu)件來計算。在常規(guī)武器或者爆炸產(chǎn)生的瞬時荷載作用下，要計算結(jié)構(gòu)承載力，無需計算結(jié)構(gòu)變形以及地基承載力和變形等。2.3地下室人防受到武器爆炸荷載的作用可能是重復的，但是在地下室人防設計時不考慮這種重復作用，而是只考慮一次作用。一般乙類的地下室人防只考慮常規(guī)武器的爆炸作用，而對于甲類地下室人防則要考慮常規(guī)武器和核武器爆炸等最不利的情況，按照最不利的情況進行設計，不過在設計時不需要考慮兩種武器的疊加效果。2.4在地下室人防設計時要考慮防護的要求和受力情況，盡量讓各個部位的受力相互協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。這就要求在設定的荷載作用下，主體和口部等部位都能夠正常的工作。

3.地下室人防的設計內(nèi)容和方法

3.1一般建筑的地下室人防在平時都是作為地下停車庫在使用，在戰(zhàn)時才作為防空地下室。在對地下室人防結(jié)構(gòu)進行設計時，一定要考慮人防上部建筑的設計，與之相協(xié)調(diào)。結(jié)構(gòu)設計的內(nèi)容主要有地下室人防主體結(jié)構(gòu)的設計和孔口的防護設計。孔口防護設計包括出入口的防護系統(tǒng)和消波系統(tǒng)。防護系統(tǒng)設計包括防護密閉門的設計、門框墻、臨空墻、出入口通道和風井的設計；消波設計包括防爆破活門和擴散室的設計。3.2為了保證地下室人防的完整性和密封性，一般地下室不用設計伸縮縫和沉降縫，在施工時要有足夠的后澆帶，等整個建筑沉降穩(wěn)定后再進行澆筑。對于頂板、底板和側(cè)墻采用雙面鋼筋，上下層或者內(nèi)外鋼筋之間要設置足夠的拉結(jié)鋼筋，確?；炷两Y(jié)構(gòu)在震動荷載時鋼筋和混凝土能夠協(xié)調(diào)工作。3.3地下室人防設計時要考慮和平時期和戰(zhàn)爭時期功能的轉(zhuǎn)換。設計思路是在地下室的某些部位，在開始設計時可以按照和平時期的使用要求來進行設計，同時兼顧戰(zhàn)爭時期為達到防護要求而采取的轉(zhuǎn)換措施。一般采用平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換的地下室在結(jié)構(gòu)設計時要進行一次性的設計，對于需要平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換的構(gòu)件應該考慮轉(zhuǎn)換后的受力變化，同時在圖紙中要表明轉(zhuǎn)換的部位和轉(zhuǎn)換方式。在平戰(zhàn)轉(zhuǎn)化設計時要盡量做到轉(zhuǎn)化簡單迅速，不需要機械設備的幫助而由人工手動就可以轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化需要的構(gòu)件要一次性制成并標記在地下室人防中的顯著位置。

總之，地下室人防建筑的設計是一項綜合性很強、需要考慮眾多因素的設計，不是為了單純的解決功能上的使用要求。在設計時不但要考慮在和平時期的使用舒適性和經(jīng)濟性，還要考慮到戰(zhàn)爭時期的穩(wěn)定性和安全性，對于平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換的地下室還要考慮轉(zhuǎn)換是否便捷，因此地下室人防的設計是一項要兼顧各個方面的復雜設計過程，牽扯的問題很多，需要工程師們共同努力，提高地下室人防的設計水平。

作者:黃昊 單位:中國城市建設研究院有限公司

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