上海市地下空间设计研究总院有限公司 上海 200120
摘要：和平和发展是当今时代的两大主题，但仍有诸多不确定因素存在，战争的威胁始终存在，特别是我国面临着现代技术特别是高技术条件下局部战争的威胁。人防工程在抵御外敌侵略、巩固国防建设方面起到重要作用，本文首先简要介绍了人防工程，作为地下室结构设计的重要步骤，人防荷载的选用十分重要。本文以上海地区某项目为例，对地下室结构设计中的人防荷载的选用进行了探讨，最后结合人防工程设计中存在的问题提出了一些建议。
关键词：人防荷载；地下室；结构设计
引言
根据中共中央关于制定的国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议，推动重点区域、重点领域、新兴领域协调发展，集中力量实施国防领域重大工程。优化国防科技工业布局，加快标准化通用化进程。上海城市濒临东南沿海，是国家一类人防重点城市，战略位置十分重要，是未来战争的主要作战方向，一旦发生战争，也是敌人空袭破坏的重点目标，防护工程的建设面临诸多新的挑战。加强民防建设，提高城市防空抗毁能力，是保护人民生命财产安全和国家经济建设成果的艰巨使命。
1人防工程概述
人防工程即“人民防空工程”，是战时掩蔽人员、物资，保护人民生命和财产安全的重要场所。
人防工程按构筑类型可以划分为坑道式、地道式、单建掘开式和附建式（防空地下室）。按战时功能可以分为指挥工程、医疗救护工程、防空专业队工程、人员掩蔽工程和配套工程。民用工程中常见的工程类型为二等人员掩蔽所、人防物资库、一等人员掩蔽所、防空专业队工程、医疗救护工程、汽车库和指挥工程。按抗力等级划分为八个等级：1级、2级、2B级、3级、4级、4B级、5级、6级和6B级。一般常见的人防工程例如二等人员掩蔽所、物资库的抗力等级为6级，一等人员掩蔽所、防空专业队工程的抗力等级为5级，兼顾设防工程，如：地铁人防、隧道工程、大型公共设施（交通枢纽站）为6B级，其余的1级、2级、2B级、3级、4级、4B级均适用于指挥工程中，数字越小防护等级越高。按照应能防御的武器杀伤破坏因素可以划分为甲类和乙类人防工程，甲类可防御核武器、常规武器、化学武器、生物武器，乙类可防御常规武器、化学武器、生物武器。按照防化等级人防工程可以分为四个等级，分别为甲级、乙级、丙级和丁级。
2项目概况
本项目位于上海临港新城，环湖北三路以南、临港大道以东，人防工程位于地下一层，为附建式人防工程，地面为室内、广场、水池景观、3层框架剪力墙结构等，地下1层，平时为汽车库。战时为一个单元的六级（核6级常6级）人员掩蔽部。本工程为上海市重点工程，柱、墙混凝土强度为C50，梁板混凝土强度等级为C30。纵向受力钢筋为HRB400，基础为抗拔桩。
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图1 本项目人防结构平面布置图
本项目人防区面积1962m2，图1所示为本项目人防结构平面布置图，人防区域的定位比较复杂，也预示了人防区内结构梁的布置将会比较复杂。由于本项目项目的外形复杂，内部结构也相对复杂，人防区域内根据一层功能划分有4种不同的标高。
3人防荷载地下室结构设计
3.1确定地下室楼盖结构型式
根据地下室净高要求，地下室楼盖结构型式主要可以采用主梁大板、梁板、无梁楼盖三种结构型式。根据工程经验，在相同条件下，三种结构型式的含钢量为主梁大板最大，无梁楼盖次之，梁板结构最小。设计中应根据不同项目的不同要求选择不同的结构型式。
由于本工程顶板标高复杂，层高较高，选用梁板结构既方便梁板结构的搭接，也可满足建筑净高要求。
3.2确定人防结构工程的荷载
人防工程所承受的荷载，有静荷载和动荷载两种。静荷载同一般的民用建筑，动荷载主要是核爆动荷载，它的特点主要是压力陡然上升到最大值然后很快随时间衰减。在这种荷载作用下，会引起结构体系振动。在工程上将这种核爆动荷载转换为一种等效静载作用于地下室结构。
本工程为核6级常6级防空地下室，根据《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005），应取常规武器爆炸荷载与核武器爆炸荷载的较大值作为人防荷载。在顶板的设计中，无覆土处的地下室顶板荷载为60kN/m2，800覆土处的地下室顶板荷载为70kN/m2。本工程底板600厚，局部1000厚，采用抗拔桩基础，可确定底板等效静载为50kN/m2。钢筋混凝土外墙按照弹塑性工作阶段计算，本工程的地下室位置处于地下水位以下，地基土体为砂质粉土和淤泥质粘土，等效静载为60kN/m2。
3.3荷载组合
人防工程结构设计，应根据防护要求和受力情况，做到结构各个部位抗力相协调。人防工程结构构件承载力，应分别按照平时（包括施工期间）使用情况和战时使用情况进行计算，取其中的不利结果进行设计。
平时使用状况的结构设计荷载，应包括土（岩）压力、水压力、结构自重等静荷载以及汽车压力等活荷载。战时使用状况的结构设计荷载，应包括规定的武器一次作用（动荷载）以及土（岩）压力、水压力、结构自重、战时物资堆放荷载、战时不拆迁的固定设备自重等静荷载。
平时使用状况的荷载确定和荷载效应组合，应按照国家现行有关标准执行。战时使用状况的荷载确定和荷载效应组合应按照常规武器爆炸动荷载和静荷载同时作用和核武器爆炸动荷载和静荷载同时作用两种情况进行。
结语
人防工程结构设计的一般步骤为根据不同地下室顶底板的标高、净高、埋深等要求地下室楼盖结构型式，确定人防荷载，内力分析和截面设计。人防荷载的确定是结构设计中的重点。合理确定人防荷载对结构的截面设计与地下室的整体安全性都是至关重要的。在今后的人防设计中，需要不断提高对于防护工程的设计水平，提高工程质量，促进人防工程健康、合理、有序的发展。
参考文献：
[1]《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）
[2]侯鸿宾.人防地下室结构设计的问题研究[J].江西建材，2014（01）：34-35.
[3]陈思儒.人防地下室结构设计研究[J].住宅与房地产，2019（06）：100.
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