有关人防地下室设计要点与应注意的几个问题的探讨

罗成

摘要：随着国家对人防工程的重视，人防工程的设计已经作为建筑设计的一个重要内容来考虑针，对人防地下室设计的平战结合问题，考虑人防地下室在平战两种状态下的不同使用要求，讨论了人防地下室顶板、底板、柱、基础、外墙以及局部构件等结构构件的设计要点及原则，并结合工程实例给出了上述构件的计算方法，针对这些问题进行探讨，提高人民防空地下室工程的设计质量。

关键词：人防地下室设计要点计算方法设计要点问题

前言：从国家人防政策的项目要求，人防地下室的建设已成为现代社区建设常见的组成部分。如何设计好人防地下室，使其在战时能够起到防空及保障人民生命安全的功能，这往往要求设计人员能够深刻掌握及理解现行国家相关规范，如《人民防控地下室设计规范》、《混凝土结构设计规范》等。对防空地下室的审查提出了明确的要求，在防空地下室建筑专业施工图审查中遇到的主要设计问题和应注意的问题进行讨论。

1.人防地下室结构设计特点

1.1设计人防地下室时要考虑战时的作用，考虑核武器或者常规的普通武器爆炸所产生的荷载作用。这种爆炸所产生的偶然荷载的特点是荷载量大、作用时间短、荷载随时间的推移不断衰减。人防地下室中的相关构件（例如没有覆土的顶板、外墙、出入口的防护密闭门等）受到爆炸荷载的直接作用，而一些埋藏于土中的构件（例如覆土的顶板、外墙、底板）将间接的承受土层传递过来的冲击波荷载作用。

1.2人防地下室在进行结构设计时要考虑平时和战时这两种不同情况下的荷载组合。人防地下室在设计时各个构件不仅要满足在战争时期的抵抗爆炸和防护的要求，还要保证在和平年代的强度、刚度、稳定性和舒适性等要求，设计时应用最不利情况进行设计。对于平战结合的地下室在设计时，要同时满足平时和战时的使用要求；当二者无法同时满足时，应考虑平战装换措施。在战争时期，平战转换措施能够迅速完成地下室的功能装换。

1.3钢筋混凝土结构构件在设计时一般是按照弹塑性工作阶段进行设计。对于人防地下室中钢筋混凝土构件而言，处于屈服开裂的状态尚属于正常的工作状态。对于一些受弯构件，在屈服后还可以经历大变形才会出现坍塌的情况，所以在人防地下室设计时可以考虑材料的塑性工作阶段，从而提高构件的承受力，节省地下室的造价。

1.4可以进行适当的提高材料的强度值进行设计。根据建筑材料的试验表明，加载速率越快，材料的强度值会越高。在武器爆炸对建筑构件作用时，结构构件经受的是毫秒级的快速的变形过程，这与标准的力学静载实验相比要快很多，材料的力学表现就是其强度的提高。

2.人防地下室的设计原则

2.1对于人防地下室的设计使用年限一般是按照50年取用的，如果出现上部结构的使用年限大于50年时，此时人防地下室结构的使用年限应当提高到和上部结构的使用年限一致。所以对于人防地下室的设计使用年限一般都应大于50年。

2.2在设计人防地下室的结构布置时，要同时兼顾上部结构的布置。人防地下室的墙、柱等一系列的承重结构要尽量和上部机构的承重构件相一致，这样有利于机构受力，将上部荷载通过地下室的承重构件直接传递到地基上。

2.3我国现阶段在建设人防工程时主要采用钢筋混凝土结构。人防地下室要求不得采用冷轧带肋钢筋、冷拉钢筋等经冷加工处理的钢筋；对于地下水位以下的人防地下室或者有盐碱腐蚀的情况，人防地下室的外墙不可以采用砖砌体。

2.4在人防地下室结构设计时，对于构件所受到的空气冲击波或者空气压缩波一般会将其等效成静力荷载来设计，计算时将整个结构进行拆解为若干个单个构件进行计算配筋。在常规武器或者核武器爆炸时的这种瞬时荷载作用时，要验算结构的承载力，而无需计算结构的变形、裂缝宽度以及地基的承载力和地基变形。在设计人防地下室时要根据防护要求和所承受的力情况尽量做到各个部位的抗力相互协调统一。这就要求在规定的动荷载的作用时，要保证结构的各个部位都能够在正常的工作。

3.人防地下室设计内容和方法

3.1设计内容：在人防地下室结构体进行布置时，一定要考虑上部建筑的结构体系，要与之相协调。人防地下室的墙、柱等承受竖向荷载的构件要尽量和上部结构的承重构件的位置对应，以利于上部结构的荷载通过地下室的承重构件直接传递到地基上，提高结构的稳定性。

结构设计内容主要包括有主体结构设计和孔口的防护设计。孔口的防护设计包含有出入口的防护系统和消波系统。防护系统设计中包含选用防护密闭门，计算门框墙、临空墙、出入口通道、风井；消波系统设计包含选用防暴破活门和扩散室的设计。

3.2人防荷载确定：（1）顶板：由于上部建筑底层为框架结构的填充墙，但是墙面的开孔面积大于50％，因此不计上部建筑对地面冲击波的超压作用的影响。根据规范规定，等效静荷载标准值按照核6级要求取值70kN/平方米。（2）侧墙：地下室处在地下水位下面，地基土层为淤泥质土，根据规范规定按照常6级要求取值60kN/平方米。

（3）底板：本工程为甲类防空地下室，根据相关规范要求，桩基按单桩承载力的特征值设计，按照核6级取值标准，地板上的等效荷载标准值取为25kN/平方米。（4）门框墙：直接作用在墙上荷载200kN/m；门扇传来等效静荷载标准值应根据门扇大小和型号进行计算。（5）临空墙：130kN/m。（5）隔墙：相邻防护单元的隔墙取值50kN/平方米；6级人防单元与普通地下室间的隔墙取值110kN/m。

4.设计依据方面存在的问题

4.1施工图设计说明中应有设计依据性文件，包括文件名称和文件编号等内容，在防空地下室设计中，主要的依据就是人防行政主管部门对防空地下室的战时用途、抗力级别等的批准文件和文号，这个主要的依据在设计说明中经常被忽略而未注明或表述不全面，使得在施工图审查工作中对存在这类问题的设计文件无法进行审查。经常发现有些设计依据中注明的规范和国家建筑标准设计图集已废止。如设计中选用最多的图集FJO1-2004《防空地下室建筑设计））（2004年合已由FJ01—2003（2007年合订本1代替，这就要求设计单位和设计人应注意规范和标准的修订信息，及时更换新版本。

4.2在进行结构楼板配筋计算时，要十分注意人防工程的配筋要求。人防地下室与普通地下室的结构楼板配筋要求的最小配筋率不同，在《人民防空地下室设计规范》中要求“承受核爆动荷载的钢筋混凝土结构构件，纵向受力钢筋的配筋百分率最小值不应小于0.25％，而

《混凝土结构设计规范》中，要求受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件一侧的受拉钢筋不应小于0.2％和0.45，很明显人防工程对楼板的最小配筋率要求高于普通混凝土结构的要求。这是很多设计人员容易疏忽的地方，设计时必须特别注意，避免因计算值偏低，影响到工程的安全性，而最终造成工程事故。

结束语：人防地下室的设计不是单纯的解决功能上的使用要求，而是一门综合性很强的设计。设计中不仅要考虑平时使用时的经济性和舒适性，还要考虑到战时的安全性和稳定性，对于平战转换的地下室还要兼顾转换时的便捷性。

参考文献：

[1]GB50038-2005.《人民防空地下室设计规范》北京：中国建筑标准设计研究院，2005.

[2]GB50010-2010.《混凝土结构设计规范》[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[3]CB50038-2005，人民防空地下室设计规范，{S}.