安徽省人防建筑设计研究院 安徽合肥 230022
摘要：现代人防地下室主要属于附建式人防工程，设计时要秉承平战两用原则，同时也要注重结构的经济性。顶板是人防地下室建造的关键部位，是主要的承重部件，其结构类型分为了一般梁板式结构、一般无梁楼盖结构等，各种结构类型的选取要根据柱网规律性、柱网间距、负一层顶板覆土厚度等因素进行综合考虑，确保人防地下室的结构满足使用需求。
关键词：人防地下室；结构选型；柱网；顶板
一．引言
从结构形式上来划分，人防工程包含了明挖工程以及暗挖工程。在明挖工程中根据地面上有无建筑物又可以分为单建式人防工程以及附建式人防工程，本文所探究的人防地下室就是地面上有建筑物的明挖工程，即附建式人防工程。另外暗挖工程也可以分为两种类型，分别是地道式工程以及坑道式工程。人防地下室在建造过程中，本身的结构选型非常重要，决定了人防地下室的质量。为此，本文从设计原则以及特征两个方面重点分析了人防地下室的结构选型要点，确保人防地下室建设的科学性与合理性。
二．人防地下室结构设计
人防地下室的结构设计一般是从人防顶板、下板以及立柱、临空墙、门框墙与外墙、楼梯进出口、道路以及抗坍塌等方面进行的[1]。总体来说，需要考虑的设计内容较少，但是本着平战共用的原则，在进行设计时要充分考虑到和平时期与战争时期的使用需求，即一方面要确保战争时期的载荷需求，另一方面也要考虑到和平时期承载水平的经济性。人防地下室的动力学计算主要是基于等效静荷载法，将总体结构件依照等效单自由度的方式开展受力分析工作。尽管人防地下工作需要承载的载荷较大，但是在实际计算中对墙体裂缝、结构变形、地震影响因素等都可以不考虑，只需要通过塑性内力重分布分析法进行相关计算工作即可。
三．人防地下室顶板的结构类型
在进行人防地下室顶板结构选型中，要综合地下室的高度、横向跨度、柱网的分布规律以及钢材使用率等因素进行选型。从现阶段人防地下室构建现状来看，常用的顶板结构类型有一般梁板式（包含次梁）、一般梁板（没有次梁）、一般无梁楼盖、混凝土空心楼盖等[2]。
（一）一般梁板式结构
通常情况下，人防地下室主要处于地下负二层或者更低一层，所以地下室顶板可以选取没有次梁的一般梁板式，这种类型的顶板结构具有施工简单、施工成本低以及不需要模板等优势。然而当人防地下室设置在地下负一层时，同时上方土层较厚时，这种情况下选取有次梁的一般梁板式比较适合，并且依照立柱的分布情况以及上方土层厚度，选取十字形、井字形等相应的结构类型。梁板式结构本身具有非常好的抗震性能、总体结构优良，已经成为了现代人防地下室常用的结构类型之一。
（二）一般无梁楼盖结构
通常情况下，当建筑物的柱网拥有较好的规律性时，可以采用一般无梁楼盖结构。因为人防地下水设计时需要满足的承载能力较大，使用梁板式结构会占用大量的垂直空间，导致梁柱普遍较长，此外还需要留置空间用于布置综合管道，导致人防地下室的高度非常高。而采取无梁楼盖结构，能够将综合管道规划到无住帽部位，在相同使用情况下，可以很好的降低地下室的每层高度，自然而然也不需要较深的基坑，提高施工效率，节省施工费用[3]。因为采用一般无梁楼盖结构时，柱网的排列方式具有较强的规律性，给施工带来非常大的便利，可以有效提高支模的速度，缩减施工工期。但是相比较与梁板式结构，无梁楼盖结构的承载能力偏弱，在使用该结构时要重点计算每个柱帽的抗压抗剪性能是不是可以达到使用要求，同时柱帽的横截面积也要严格按照构造标准进行。
一般无梁楼盖结构使用过程中也有较多的局限性，比如说地下室顶板的标高不一致、柱网布置杂乱无章以及最长板跨与最短板跨的差距达到1.5倍等，这些都不适合使用无梁楼盖结构。
（三）现浇混凝土空心楼盖结构
该结构类型根据有无梁板可以分为梁板式空心楼盖以及无梁板空心楼盖两种。其中，目前建筑机构中更多的是采用无梁板空心楼盖结构，在实际使用过程中，也需要满足相应的应用条件：首先是各个支柱之间的距离较远，通常情况下超过7m，需要承受的载荷比较大；其次是对结构自身的防水性能要求不高，一般处于地面负二层或者以下的顶板较为适合。
（四）预应力无梁楼盖结构
该种建筑结构形式是一种新型的楼盖结构类型，结合了新的工艺以及材料，和一般的无梁楼盖结构类型相比较，在完美继承了大部分优势以后，还在以下三个方面实现了进一步突破[4]：
第一，预紧力技术的应用是基于高性能低松弛钢绞线基础之上的，该钢绞线比一般钢筋的力学性能要高4至5倍，通过使用高性能混凝土以及高性能钢筋等新型材料，在满足相同使用需求的前提下可以显著降低构件的横截面积，与此同时还能够很好的满足大跨度结构的使用需求。
第二，预紧力结构能够很好的预防结构件产生形变，加强横向结构件的抗扭性能，也可以垂直结构件的刚性，具有非常好的综合力学性能以及抗裂性能，能够避免结构件中由于工艺孔等原因产生的高风险区域出现开裂现象。
第三，预紧力是能够精准计算的物理力学数值，使用过程中能够制造压应力，和整体结构中产生的拉应力相平衡。此外，人防地下室结构会随着温度变化而出现较多的问题，混泥土在长期使用过程中，会随着收缩量的不断增大而出现较大的裂纹，通过预紧力的应用都能够很好的弥补这些缺陷。
尽管预紧力无梁楼盖结构具有非常大的优势，可以很好的解决地下室建设中存在的问题，但是也存在一些的弊端，比如说施工难度非常高，专业性非常强，需要的混凝土品质也要比一般的混凝土高上许多，施工过程需要由专业人员进行，对施工人员的综合水平要求较高。
四．结构件截面尺寸选取要点
第一，当人防地下室两柱间的距离大于9米时，一般无梁楼盖以及一般梁板式的结构件截面尺寸均非常大，当地下室中绝大多数的柱间距都超过了9米，一方面可以采用加腋梁板结构类型，另一方面可以采用现代高科技结构类型预紧力无梁楼盖，能够明显加强结构件的整体力学性能，降低结构件的横截面积[5]。
第二，在不考虑钢材使用量等情形下，当立柱之间的距离都在9米以内时，同时柱网的规律性较强，可以优先选用一般无梁楼盖，和梁板式结构类型相比较，不仅可以控制地下室的高度尺寸，同时还能够提高整体的美观度。
第三，没有次梁的一般梁板式结构主要应用在地面负二层与以下楼层，也可以使用在顶部土层较薄的负一层。假如将负一层规划为人防地下室，土层覆盖较少或者柱间距离较小时，可以使用没有次梁的梁板式结构，相反当土层覆盖较厚或者柱间距离较大时，从建造成本方面考虑，需要使用有次梁的一般梁板式结构。
五．结语
综上所述，附建式人防地下室是现阶段最普遍的建设形势，在进行设计时要结合标准规范以及当下的设计条件，科学合理的完成结构部分选型，为住户开发出满足平战两个时期的使用需求。
参考文献：
[1]徐云中.人防地下室结构设计中存在的若干问题分析[J].建筑设计管理,2018,35(03):68-70.
[2]黄斌德.对人防地下室结构设计问题的几点探讨[J].建材与装饰,2016(12):115-116.
[3]刘付华,覃银辉,朱腾宇,刘琳.人防地下室顶板结构设计多方案比选分析[J].混凝土与水泥制品,2016(07):68-71.
[4]卢国华.人防地下室结构设计中存在的若干问题分析[J].江西建材,2013(02):35-36.
[5]汪源,徐锋.人防地下室梁板式顶楼盖选型之探讨[J].建筑设计管理,2011,28(10):77-78.