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摘要：隨著城市建設(shè)的發(fā)展，人防地下室已經(jīng)成為城市建設(shè)的重要組成部分。地下室人防建筑設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性、技術(shù)性和協(xié)調(diào)性很強(qiáng)的工作。在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮建筑結(jié)構(gòu)、通風(fēng)、安全、實(shí)用等各個(gè)方面的協(xié)調(diào)，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范的要求，最大限度的發(fā)揮其使用和防護(hù)功能。本文就地下室人防建筑的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：地下室；人防建筑；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

隨著我國(guó)城市建筑的不斷發(fā)展，地下室人防的設(shè)計(jì)問(wèn)題已經(jīng)成為了現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。而我國(guó)關(guān)于人防地下室也有相關(guān)的政策要求，人防地下室建設(shè)已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑的重要組成部分。因此，如何對(duì)地下室人防建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)，發(fā)揮人防的作用，滿(mǎn)足國(guó)家關(guān)于人防建設(shè)的要求，往往需要設(shè)計(jì)人員能夠深刻理解和掌握國(guó)家的相關(guān)技術(shù)規(guī)范，能夠熟悉的運(yùn)用各種地下室人防設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用，滿(mǎn)足人防建設(shè)的需要。

1.地下室人防建筑設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

在對(duì)人防地下室建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮以下兩個(gè)方面：一是主體的設(shè)計(jì)，也就是指頂板和底板的設(shè)計(jì)以及外墻設(shè)計(jì)等；二是孔口的設(shè)計(jì)，也就是指門(mén)框墻、臨空墻以及保護(hù)單元隔墻的設(shè)計(jì)。與普通地下室的設(shè)計(jì)不同，人防地下室的設(shè)計(jì)有以下特點(diǎn)：1.1由于人防地下室的特殊作用，在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮戰(zhàn)爭(zhēng)的用途，應(yīng)該考慮核武器或者普通武器爆炸等產(chǎn)生的荷載。一般來(lái)說(shuō)爆炸產(chǎn)生的荷載的作用時(shí)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(shí)間的推移逐漸衰減。因此人防地下室相關(guān)構(gòu)件會(huì)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(lái)的沖擊波影響。1.2人防地下室在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)兩種情況的荷載組合。在設(shè)計(jì)人防地下室各個(gè)構(gòu)件時(shí)，不僅要滿(mǎn)足戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)防爆的需要和保護(hù)要求，還要保證在和平時(shí)期的強(qiáng)度、舒適度和穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮最不利的情形，對(duì)于和平時(shí)期和戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期結(jié)合的地下室設(shè)計(jì)時(shí)，要同時(shí)滿(mǎn)足平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)的使用要求，如果無(wú)法同時(shí)滿(mǎn)足就考慮采取平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換措施，能夠保證戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)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(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該按照彈塑性工作階段來(lái)設(shè)計(jì)。對(duì)于地下室人防的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，如果處在屈服開(kāi)裂狀態(tài)應(yīng)該說(shuō)還是在正常狀態(tài)，而對(duì)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(huì)有坍塌現(xiàn)象，因此在設(shè)計(jì)時(shí)可以考慮構(gòu)件材料的塑性工作階段來(lái)提高構(gòu)件的承受力，也節(jié)約地下室人防的工程造價(jià)。1.4地下室人防設(shè)計(jì)時(shí)可以適當(dāng)?shù)奶岣卟牧系膹?qiáng)度值。建筑材料的特性是加載速率越快，材料的強(qiáng)度值越高。如果在戰(zhàn)時(shí)武器爆炸對(duì)建筑構(gòu)件作用時(shí)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力是瞬間的作用，這與標(biāo)準(zhǔn)的力學(xué)靜載實(shí)驗(yàn)比較的話(huà)要快很多，材料力學(xué)表現(xiàn)的是強(qiáng)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(shí)，地基的承載力會(huì)有所提高，其安全系數(shù)可以取一個(gè)相對(duì)低值，因?yàn)樗矔r(shí)的荷載一般不會(huì)造成地基失效從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)被破壞，因此設(shè)計(jì)地下室人防時(shí)可以不測(cè)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(shè)計(jì)的原則

在設(shè)計(jì)地下室人防建筑時(shí)，要堅(jiān)持人防建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展相協(xié)調(diào)、與城市建設(shè)相結(jié)合的原則。地下室人防設(shè)計(jì)要做到位置、規(guī)模和用途與整個(gè)城市的人防建設(shè)規(guī)劃相一致，地上地下綜合考慮來(lái)制定地下室人防設(shè)計(jì)方案。2.1一般來(lái)說(shuō)地下室人防的設(shè)計(jì)使用年限是50年，如果地下室人防上部建筑的設(shè)計(jì)使用年限大于50年，則地下室人防的設(shè)計(jì)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(quán)都是70年，因此地下室人防也應(yīng)該設(shè)計(jì)到70年，同時(shí)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(gè)建筑的受力，能夠?qū)⑸喜拷ㄖ氖芰νㄟ^(guò)地下室的承重柱等直接傳遞到地基。2.2目前我國(guó)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(shì)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(shè)計(jì)時(shí)，由于構(gòu)件所受的空氣沖擊波會(huì)將其等效成靜力荷載，因此在計(jì)算配筋時(shí)可以將整個(gè)結(jié)構(gòu)拆分成若干的單個(gè)的構(gòu)件來(lái)計(jì)算。在常規(guī)武器或者爆炸產(chǎn)生的瞬時(shí)荷載作用下，要計(jì)算結(jié)構(gòu)承載力，無(wú)需計(jì)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(fù)的，但是在地下室人防設(shè)計(jì)時(shí)不考慮這種重復(fù)作用，而是只考慮一次作用。一般乙類(lèi)的地下室人防只考慮常規(guī)武器的爆炸作用，而對(duì)于甲類(lèi)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(jìn)行設(shè)計(jì)，不過(guò)在設(shè)計(jì)時(shí)不需要考慮兩種武器的疊加效果。2.4在地下室人防設(shè)計(jì)時(shí)要考慮防護(hù)的要求和受力情況，盡量讓各個(gè)部位的受力相互協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。這就要求在設(shè)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(shè)計(jì)內(nèi)容和方法

3.1一般建筑的地下室人防在平時(shí)都是作為地下停車(chē)庫(kù)在使用，在戰(zhàn)時(shí)才作為防空地下室。在對(duì)地下室人防結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一定要考慮人防上部建筑的設(shè)計(jì)，與之相協(xié)調(diào)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要有地下室人防主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和孔口的防護(hù)設(shè)計(jì)?？卓诜雷o(hù)設(shè)計(jì)包括出入口的防護(hù)系統(tǒng)和消波系統(tǒng)。防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括防護(hù)密閉門(mén)的設(shè)計(jì)、門(mén)框墻、臨空墻、出入口通道和風(fēng)井的設(shè)計(jì)；消波設(shè)計(jì)包括防爆破活門(mén)和擴(kuò)散室的設(shè)計(jì)。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(shè)計(jì)伸縮縫和沉降縫，在施工時(shí)要有足夠的后澆帶，等整個(gè)建筑沉降穩(wěn)定后再進(jìn)行澆筑。對(duì)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(shè)置足夠的拉結(jié)鋼筋，確?；炷两Y(jié)構(gòu)在震動(dòng)荷載時(shí)鋼筋和混凝土能夠協(xié)調(diào)工作。3.3地下室人防設(shè)計(jì)時(shí)要考慮和平時(shí)期和戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期功能的轉(zhuǎn)換。設(shè)計(jì)思路是在地下室的某些部位，在開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)可以按照和平時(shí)期的使用要求來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)兼顧戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期為達(dá)到防護(hù)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(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行一次性的設(shè)計(jì)，對(duì)于需要平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換的構(gòu)件應(yīng)該考慮轉(zhuǎn)換后的受力變化，同時(shí)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(shè)計(jì)時(shí)要盡量做到轉(zhuǎn)化簡(jiǎn)單迅速，不需要機(jī)械設(shè)備的幫助而由人工手動(dòng)就可以轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化需要的構(gòu)件要一次性制成并標(biāo)記在地下室人防中的顯著位置。

總之，地下室人防建筑的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)、需要考慮眾多因素的設(shè)計(jì)，不是為了單純的解決功能上的使用要求。在設(shè)計(jì)時(shí)不但要考慮在和平時(shí)期的使用舒適性和經(jīng)濟(jì)性，還要考慮到戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期的穩(wěn)定性和安全性，對(duì)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(shè)計(jì)是一項(xiàng)要兼顧各個(gè)方面的復(fù)雜設(shè)計(jì)過(guò)程，牽扯的問(wèn)題很多，需要工程師們共同努力，提高地下室人防的設(shè)計(jì)水平。

作者:黃昊 單位:中國(guó)城市建設(shè)研究院有限公司

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