摘要：随着我国城市化发展进程的不断推进，建筑工程在飞速发展的同时，地下空间的开发规模也日益扩大，人防地下室工程规模变得越来越大。因此，实际的工程建设对于人防地下室结构设计提出了较高的要求。然而，由于一些主观因素以及客观因素的影响，具体的人防地下室结构设计阶段还存在很多问题。故而，应该针对现有问题，科学制定设计方案，明确设计难点，以促进设计质量以及水平的提高。
关键词：人防地下室；结构设计；顶板
引言
附建式人防地下室作为最常见的防空地下室，在设计过程中充分利用规范和现有的设计条件，做好结构的选型，为业主设计出平战结合，更经济合理的人防地下室创造出优质的建筑。人防工程按工程的构筑方式分为明挖和暗挖工程。其中上部无固定地面建筑的明挖工程称为单件式人防工程；上部有地面建筑的明挖工程称为附件式人防工程，又称作人防地下室。暗挖工程按修建方式可分为地道式和坑道式工程。本文通过人防地下室的设计原则和特点对结构设计的选型进行分析和探讨。
1人防建筑设计中常见问题
在实际的工程设计中，很多设计人员并没有将人防区域的位置进行具体的确定，对于大多数的施工操作，其往往是在施工前邻水设计出入口，这种设计很难保证其设计符合标准。对于主要的出入口，其在设计阶段存在的不合理性主要体现在出入口的设计上，出入口的目的主要是为了发生战争空袭之后能够加快人员的撤离，但很多地下室的设计并未考虑这一问题，造成很多的设计不满足国家的相关标准。最后则是地下室人防设计中的防火分区和防护单位本身存在着一定的质量和效果影响。
2人防地下室结构设计的要点
2.1有效选择人防地下室结构设计参数
一般而言，人防工程在战时受爆炸冲击波作用，与普通的静荷载和动载存在很大的差异，其属于偶然性荷载，并且量值比较大，作用的时间不长，且会呈现不断衰减的特点。同时，在爆炸动荷载作用下，为了最大限度地达到设计精度要求，全面提升设计水平，应该有效选择人防地下室结构设计参数。在对钢筋以及混凝土进行取值的过程中，应该综合考量材料在快速加载下的动力强度，合理提升。并且，在设计阶段，还需要对强度和弹性模量乘以对应调整系数。针对结构变形以及裂缝等问题，其虽然不需要进行验算，但是应该对构件的允许延性比进行严格的把控。此外，在依照等效静荷载法对构件人防荷载进行取值的过程中，需要侧重对相关限制因素的关注，包括覆土厚度等。
2.2出入口设计
对于地下室人防建筑，其预防的是空袭发生过程中地面建筑损坏情况下地下室的入口不会被轻易堵塞，从而造成出入口无法进行正常的使用。为了保证出入口在空袭之后能够投入正常应用，需要将地下室的出入口设置在室外。结合建筑工程的室外出入口结构设计，其在地面上建筑发生倒塌之后会影响出入口正常使用，需要对出入口的安全防护和防倒塌设计进行重点关注，若该主要出入口位于坡道上，设计人员还需要将建筑的疏散通道的侧墙以及顶板等结构考虑在内，从而最大程度上保证地下室的建设质量。
2.3人防地下室结构设计
人防地下室的结构设计，主要是人防顶板、底板、柱，人防临空墙、人防门框墙及外墙，主要出入口楼梯、车道及防倒塌措施的设计。设计的内容不多，但根据平战结合的方针，人防地下室要兼顾平时和战时两种使用功能的要求，在满足战时荷载工况的同时又要满足平时荷载工况的经济合理性。人防地下室采用等效静荷载法进行结构动力计算，将结构体系构件分别按等效单自由度体系进行动力分析。
人防地下室虽然荷载大，但计算时可采用塑性内力重分布分析法计算，对于裂缝开展、结构变形以及地震和风荷载都可不进行验算，且人防荷载作用下有一个材料强度综合调整系数。因此不是每个构件配筋结果均是人防荷载控制，一般有以下四种情况：（1）人防墙体、楼梯、地下2层及以下人防顶板（当人防地下室位于地下2层及以下时），这些构件由于不需要考虑裂缝，配筋以战时荷载控制。当人防地下室位于地下1层，人防顶板则根据平时荷载和战时荷载的最不利状况下的配筋取大值。（2）由于人防荷载与平时活荷载不叠加，分为2个工况分别计算，因此塔楼内的柱子，上部叠加的可变荷载往往比人防荷载更大，一般为平时荷载控制；而塔楼外的柱则按两种荷载工况下取大值。（3）地下室底板及外墙，当设计水位较高时，是平时荷载条件下裂缝控制配筋。（4）人防地下室的结构选型，由于底板结构涉及到自然水土及基础的选型，有较多的不定性因素，大多数情况下，控制整个人防地下室结构的经济选型主要在于人防顶板的结构形式。
2.4结构构件截面尺寸的选择
（1）当跨度大于9m时不管是普通无梁楼盖还是普通梁板式，截面尺寸都是比较大，假如整个工程大多数跨度大于9m，可以考虑加腋梁板结构形式或采用新型材料例如预应力无梁楼盖，有效提高钢筋强度，减小构件截面尺寸。（2）在不对比含钢量或其他因素的情况下，柱网在9m以下，且较为规整，普通无梁楼盖较普通梁板式结构优势在于有效减小层高，外形美观。（3）中间无次梁的普通梁板式结构适合在地下2层或地下1层覆土较薄时使用，当人防地下室设置在地下一层时，覆土小或小跨度也可使用中间无次梁的梁板式结构，但大跨度或覆土较厚的从经济角度上考虑，建议使用中间有次梁的普通梁板式结构。（4）以上数据也适合预应力无梁楼盖及空心板无梁楼盖，优缺点和使用范围在前已描述。以及在大跨度时采用加腋梁板，可使框架各部位受力更趋合理，且可节省钢筋减小裂缝。
2.5平战功能转换设计
防控地下室是一种临时避难所类型的建筑设计，其主要包括两种不同的状态，分别是平时使用状态和战争避难所状态。在使用过程中，其转化分为三个阶段，分别是早期的转换、临战转换和紧急转换。通过平战转换功能的应用，能够将人防工程的需求全部列入其中。对于平战转换部分的不同阶段，需要考虑到其构件的加工以及出入口的封堵等问题，同时对于设计中所使用到的各种设备管线等的安装工作进行重点统计，并通过熟练的人员进行调试。最后是关于平战转换中的口部封堵问题，其一般情况下是通过防护封堵和预制构件封堵两种方法来实现，在进行实际的设计阶段中，首先需要保证防护密闭门具有临战转换功能，且其工作量相对较小，且在使用过程中不受数量的限制影响。然后是预制构件进置，设计人员在进行人防建筑设计时，需要将其中的预埋件和预留孔等在第一次施工阶段中完成，而在工程施工的过程中能够保证预制构件完成对应的设置。最后，在设计阶段，其预制构件的封堵口高度一般情况下需要在3m以内，宽度需要控制在7m以内。而对于防护单元隔墙上的平时通行口，其洞口的净宽之和需要控制在整个防护单元的隔墙总长度的1/2左右。
结语
综合上述所说，对于人防建筑，其同传统的地下室设计存在着较大的差异，本身的协调性和综合性等要求较高，在进行设计前，设计人员需要对国家的相关规范了解，严格遵循国家的地下室进行设计，同时对于整个建筑结构和类型进行全面了解，从而根据实际情况选择合适的设计方案。
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