阐述地下室人防结构设计几点分析

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1、阐述地下室人防结构设计几点分析　　摘要:本文通过人防地下室结构设计的特点及设计原则，从主体结构的设计和孔口防护的设计阐述了人防地下室结构设计内容，并对人防荷载的确定、荷载组合和内力的分析、孔口防护和平战转换的设计等进行了论述。就工程设计中的一些问题提出看法和建议。　　关键词:人防地下室结构设计　　根据《中华人民共和国人民防空法》，人民防空是指国家根据国防需要，动员和组织群众采取防护措施，防范和减轻空袭灾害。人民防空工程(亦称人防工程)，是为保障战时人员与物资掩蔽、人防指挥、医疗救护等需要而修建的地下防护建筑。防空地

2、下室是结合地面建筑修建的战时用于人民防空的，具有一定防护能力的地下室。防空地下室是人防工程的重要组成部分。与其它类型人防工程一样，它具有国家规定的防护能力和各项战时防空功能，是实施人民防空最重要的物质基础。地下室考虑人防设计,有一个平战结合的问题:既要考虑平常使用时荷载较小,需满足建筑功能对大空间的要求,又要考虑人防时荷载较大，结构上很难满足大空间的问题。如何协调两种状态下不同的使用要求，以下为笔者在参与人防设计方面的一些体会，以资借鉴。　　　1人防结构设计的特点　　防空地下室结构设计的主要内容包含两方面:一是主体

3、结构设计;包括顶板、外侧墙、底板等其它构件的结构设计，二是孔口防护设计，包括出入口的防护和消波系统(防护设备)。其中出入口的防护包含防护密闭门的选用、门框墙、临空墙的计算、出入口通道(包括风井)的计算等几个方面，而消波系统则包含防爆破活门的选用和扩散室(箱)的设计。那么，这些内容的结构设计与一般的结构设计有如下不同。　　第一、结构设计的可靠性可以降低，一般建筑结构pf＝10%，而人防结构pf＝6%。第二、考虑结构的动力响应。第三、结构构件可考虑进入塑性工作状态，功能,是实施人民防空最重要的物质基础。对防空地下室中钢

4、筋混凝土结构构件(如顶板、外墙、临空墙)来说，处于屈服后开裂状态仍属正常的工作状态，这样可充分利用材料潜力，如受弯构件，在屈服后还要经历很大变形才会完全坍塌，因此考虑塑性阶段工作，可承受更大动力荷载，有较大经济意义。第四、材料设计强度可以提高。实验表明，在快速加载的情况下，这时材料力学性能发生比较明显的变化，这主要表现为强度提高。但变形性能包括塑性性能等基本不变，这对结构工作起到有利作用。例如钢材强度可提高1.15～1.5倍，砼强度可提高1.5倍，这是在设计中考虑材料强度综合调整系数来完成的。第五、重视构造要求,人

5、防设计的许多构造要求是与一般的建筑与结构设计不同的，要求更为严格。故仅仅只考虑受力计算，不考虑构造措施是不合理的。　　根据以上所述的结构设计的特点，我们可以确定防空地下室结构设计的一般原则:平战结合，取控制条件。在民用建筑的人防地下室的结构设计中，一般只涉及5级或6级人防设计，结构的顶板基本上都由战时控制。而侧墙和底板则因地下室的结构型式的不同而由实际情况确定。只进行强度的验算，由于在核爆动荷载作用下,结构构件变形极限已采用允许延性比的控制。且在确定各种构件允许延性比时，已考虑了对变形的限制，因而在防空地下室结构设

6、计中，不必再单独对结构构件的变形与裂缝开展进行验算。只考虑一次核袭击;注意各部件的协调，以免因设计控制标准不一致而导致结构的局部先行破坏，失去整个防护建筑的作用。地面与地下承重结构体系要协调，不能出现两者强弱相差较大的情况。了解了结构人防设计的特点及原则之后，我们首先就必须确定计算所需的荷载值。　　2人防荷载的确定　　地下室人防改造结构设计的主要内容包含两方面:一是主体结构设计，包括顶板、外侧墙、底板等其他构件的结构设计;二是孔口防护设计，包括出入口的防护和消波系统(防护设备)，其中出入口的防护包含防护密闭门的选用

7、、门框墙、临空墙的计算、出入口通道(包括风井)的计算等几个方面，而消波系统则包含防爆破活门的选用和扩散室(箱)的设计。人防地下室结构设计主要考虑抵抗空气冲击波。当核武器在空中爆炸，冲击波传播到地表时，形成反射冲击波。因反射波是在被入射波压密和加热过的空气中传播，且压力又高，所以反射波的传播速度要比入射波快，当反射波波阵面终于赶上入射波波阵面后，则汇合成为单一的冲击波，即合成波。合成波波阵面靠近地面部分是垂直于地面的，即合成波是水平方向传播的，对抗力等级较低的防空地下室来说，所受的冲击波即为这　　种合成波(即地面冲击

8、波)。防空地下室的顶板一般就直接承受地面冲击波的超压和负压作用;而对于侧壁和底板，因空气冲作用于地表，压迫土体并使其产生运动，上层土体受压后连续向下传递压力(这种土体的压缩状态由上向下逐层传播过程称为土中压缩波的传播)，当遇到侧壁或底板的阻挡后，则会产生超压、动压和负压作用，这就是侧壁和底板需考虑的问题。以防护等级为6级、全埋式现浇钢筋混凝土人防地下室的工程