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摘要：由于信息发展迅猛，使得建筑工程中人防工程结构设计要求也越来越高，以往建筑工程中人防工程结构设计已不再适应现代化企业的发展要求，使其发展也面临着巨大挑战，同时也要增加高科技技术等。近两年，虽然我国在建筑工程中人防工程结构设计上取得了不小的成绩，但建筑工程中人防工程结构设计控制仍有待于完善和发展。因此必须结合现代化信息技术不断地提高创新技术水平，并完善建筑工程中人防工程结构设计，才能增强建筑市场竞争力，并为建筑工程中人防工程结构设计提供良好的发展前景，为社会经济持续发展奠定基础。
关键词：构件设计；荷载组合；预应力梁设计；人防地下室
引言
人民防空是我国城市建设中的一项重要内容。由于人防地下室除考虑平时使用外，还需按战时标准进行设计，因此与普通地下室结构设计存在诸多不同，文章就此问题展开探讨，切实推动我国城市稳定发展。
1人防地下室结构设计特点
人防地下室往往平时作为车库、储藏实等使用，也可承担防灾、减灾指挥所、避难所的作用，战时可用作防空。根据《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）（以下简称《规范》）可知，防空地下室根据其功能有甲、乙两种，区别在于是否防核武器，具体应由当地人防主管部门结合区域实际情况合理确定，防常规武器抗力级别分为5、6级；防核武器抗力级别分为4、4B、5、6、6B级。
1.1人防地下室结构设计包括两大内容
1）主体结构设计，如顶板、外墙、底板等；
2）孔口设计，如门框墙、临空墙、防护单元隔墙等。
1.2人防地下室结构设计特点
1）需考虑战时核/常规武器爆炸所致的动荷载；
2）兼顾平时和战时两种不同效应的组合的要求；
3）钢筋混凝土结构构件可按弹塑性工作阶段设计；
4）材料的设计强度提高，混凝土、砌体弹性模量取静荷载作用时1.2倍，钢材取值不变；
5）核爆动荷载是偶然性荷载，钢筋混凝土构件允许开裂，与静荷载作用相比，构件安全度可适当降低。
2人防地下室结构设计中若干问题分析
人防地下室要求做到长期准备、重点建设、平战结合，文章结合工程实践经验，从结构选型、人防荷载的确定、荷载组合、构件设计等方面分析了人防地下室结构设计中若干问题。
2.1结构选型问题
人防地下室的结构选型主要包括两方面的内容：①结构类别，分为砌体、钢筋砼结构两种，前者只有在上部为砌体结构、地下室抗力等级低、地下水位低的情况下方可使用；②结构体系，要求受力明确、传力简单，不仅可作为上部建筑基础，更可满足战时要求，如梁板结构、板柱结构、箱型结构。
2.2人防荷载的确定问题
人防荷载来源于常规武器或核武器爆炸冲击波，具有量值大、作用时间短的特点，其作用次数可按一次考虑，在人防地下室结构设计时，需在明确抗力级别的基础上，使用相关设计软件确定顶板、外墙、底板人防荷载。由于动、静荷载下人防地下室结构破坏规律具有一致性，因此可采用等效静荷载法，确定各构件等效静荷载值后进行结构计算。
2.3荷载组合问题
防空地下室不同部位等效静荷载、静荷载同时作用，需考虑荷载组合问题，在结构设计时可根据工程实际情况查看《规范》，合理确定荷载组合项目。
在对荷载组合进行分析时，需考虑好以下两个问题：上部建筑自重标准值问题，《规范》中对不同建筑结构形式加以说明，具体需根据实际情况选择全部考虑、考虑一半、不考虑；上部建筑物的倒塌荷载值问题，此荷载在冲击波峰值之后方才作用，《规范》取值50kN/m2，<冲击波对顶板等效静荷载值，顶板荷载组合中可不必考虑。
2.4构件设计问题
严格按照规范对各类人防构件展开设计，人防构件配筋套用人防图集时，必须要严格控制计算假定、适用条件等，若出现条件不符的情况，做好计算调整工作。此外，人防构件需重视延性设计问题，严格遵循《规范》要求开展截面设计，人防结构计算符合规定，人防构件配筋形式与计算模型一致。
3实例分析人防地下室结构设计
3.1工程概况
文章仅以某城市广场的地下室为例展开分析，此地下室主要用作商场、停车库，上部无建筑物。此地下室面积南北、东西向长度分别为128m、144m，地下面积为9900m2，柱网尺寸为800mm×800mm，建筑抗震设防烈度7度、抗震类别丙类、场地土类别Ⅱ类，框架柱抗震等级4级。在此地下室中，停车库部分兼作战时人防，根据综合分析决定按核6级人防物资储备库设计。
3.2基础设计
本工程地下水位处于顶板面位置，底板承受5m水头浮力，基础设计考虑了3种方案：（1）平板式筏基；（2）梁板式筏基+抗拔桩；（3）梁板式筏基+板面覆毛石混凝土。根据分析可知：方案（1）中，地下底板的厚度需达到1.7m，造价最高，开挖深度-6.25m；方案（2）开挖深度-5.05m；方案（3）中，造价最低，开挖深度-7.15m，由此基坑开挖、支护要求均提高，因此也导致相应的费用提高。
通过综合分析，决定采用方案（2），地下底板厚500mm，柱下双向拉梁，梁宽、高分别为800mm、700mm。通过对场地条件、工程地质的综合分析，决定采用沉管灌注桩作为抗拔桩，直径377mm，有效桩长分为6.5m（590根）、10.2m（345根），单桩抗拔承载力设计值分别为75kN、170kN。3.3预应力梁设计本工程基础设计中从经济性方面考虑，采用的方案（2）中开挖深度只有-6.25m，因此层高有限，同时地下商场部分需作暖通、消防喷淋系统等，因此主梁高度进一步压缩，经综合比较后决定采用宽扁梁，为设备管线布置提供足够的空间。为减小挠度、控制裂缝，主梁按有粘结预应力钢筋砼梁设计，本工程中扁梁横截面为1000mm×500mm，局部荷载大、考虑人防荷载大，则截面调整为1000mm×700mm。
3.3荷载取值与内力分析
本工程顶板厚350mm，板面覆土恒载取33kN/m2，活荷载不考虑上消防车取5kN/m2，核爆破等效静荷载取65kN/m2。本工程作为人防地下室，主要考虑以下3种荷载组合，本工程采用PKPM程序计算得到梁在不同的荷载组合下弯矩图，并做好配筋设计，现以G轴梁YKLG（1000mm×700mm）为例展开分析。在PKPM计算荷载输入时，活荷载=人防等效荷载÷（1.3（活荷载分项系数）×1.35（材料强度综合调整系数）），见式（1）。65/（1.35×1.3）=37kN/m2（1）
一般使用状态下活荷载值5kN/m2，两数值相差较大，因此组合一可不计算。在对预应力配筋进行分析计算时，需估算好有效预应力值，本工程恒载偏大，因此以预应力钢筋平衡80%恒载，张拉控制应力σcon=0.75fptk，计算需21根j15.2钢铰线，本工程采用的是宽梁，因此钢绞线分为3束（以7根为一束）排放至梁；同时根据相关公式计算非预应力钢筋，得到：需要15根φ25非预应力钢筋。
3.4实际效果
本项目已经投入运营所念，未出现渗漏水问题，预应力梁底部也未产生肉眼可看到的裂缝，整个地下室结构可靠、安全。
4结语
综上所述，人防地下室与普通地下室均为地下工程，在外表和平时用途上难以区分，但人防地下室除考虑平时使用外，还需按战时标准设计。在进行人防地下室结构设计时，需结合工程实际，严格按照规范确定人防荷载，合理进行荷载取值与内力分析，做好各个构件的设計，保证整个结构安全、可靠，真正为社会安全保障奠定坚实的基础。
参考文献：
[1]王超，王向明.人防地下室建筑口部设计初探[J].煤炭工程，2016（04）：31-32，35.
[2]陈星.人防地下室门框墙荷载取值和内力计算方法[J].结构工程师，2014（06）：1-9.
[3]汤华，王松帆，陆少芹.某大型地下空间项目结构设计[J].地下空间与工程学报，2012，8（04）：772-776.
（作者单位：安徽省城市综合设计研究院有限公司）
关键词：构件设计；荷载组合；预应力梁设计；人防地下室
引言
人民防空是我国城市建设中的一项重要内容。由于人防地下室除考虑平时使用外，还需按战时标准进行设计，因此与普通地下室结构设计存在诸多不同，文章就此问题展开探讨，切实推动我国城市稳定发展。
1人防地下室结构设计特点
人防地下室往往平时作为车库、储藏实等使用，也可承担防灾、减灾指挥所、避难所的作用，战时可用作防空。根据《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）（以下简称《规范》）可知，防空地下室根据其功能有甲、乙两种，区别在于是否防核武器，具体应由当地人防主管部门结合区域实际情况合理确定，防常规武器抗力级别分为5、6级；防核武器抗力级别分为4、4B、5、6、6B级。
1.1人防地下室结构设计包括两大内容
1）主体结构设计，如顶板、外墙、底板等；
2）孔口设计，如门框墙、临空墙、防护单元隔墙等。
1.2人防地下室结构设计特点
1）需考虑战时核/常规武器爆炸所致的动荷载；
2）兼顾平时和战时两种不同效应的组合的要求；
3）钢筋混凝土结构构件可按弹塑性工作阶段设计；
4）材料的设计强度提高，混凝土、砌体弹性模量取静荷载作用时1.2倍，钢材取值不变；
5）核爆动荷载是偶然性荷载，钢筋混凝土构件允许开裂，与静荷载作用相比，构件安全度可适当降低。
2人防地下室结构设计中若干问题分析
人防地下室要求做到长期准备、重点建设、平战结合，文章结合工程实践经验，从结构选型、人防荷载的确定、荷载组合、构件设计等方面分析了人防地下室结构设计中若干问题。
2.1结构选型问题
人防地下室的结构选型主要包括两方面的内容：①结构类别，分为砌体、钢筋砼结构两种，前者只有在上部为砌体结构、地下室抗力等级低、地下水位低的情况下方可使用；②结构体系，要求受力明确、传力简单，不仅可作为上部建筑基础，更可满足战时要求，如梁板结构、板柱结构、箱型结构。
2.2人防荷载的确定问题
人防荷载来源于常规武器或核武器爆炸冲击波，具有量值大、作用时间短的特点，其作用次数可按一次考虑，在人防地下室结构设计时，需在明确抗力级别的基础上，使用相关设计软件确定顶板、外墙、底板人防荷载。由于动、静荷载下人防地下室结构破坏规律具有一致性，因此可采用等效静荷载法，确定各构件等效静荷载值后进行结构计算。
2.3荷载组合问题
防空地下室不同部位等效静荷载、静荷载同时作用，需考虑荷载组合问题，在结构设计时可根据工程实际情况查看《规范》，合理确定荷载组合项目。
在对荷载组合进行分析时，需考虑好以下两个问题：上部建筑自重标准值问题，《规范》中对不同建筑结构形式加以说明，具体需根据实际情况选择全部考虑、考虑一半、不考虑；上部建筑物的倒塌荷载值问题，此荷载在冲击波峰值之后方才作用，《规范》取值50kN/m2，<冲击波对顶板等效静荷载值，顶板荷载组合中可不必考虑。
2.4构件设计问题
严格按照规范对各类人防构件展开设计，人防构件配筋套用人防图集时，必须要严格控制计算假定、适用条件等，若出现条件不符的情况，做好计算调整工作。此外，人防构件需重视延性设计问题，严格遵循《规范》要求开展截面设计，人防结构计算符合规定，人防构件配筋形式与计算模型一致。
3实例分析人防地下室结构设计
3.1工程概况
文章仅以某城市广场的地下室为例展开分析，此地下室主要用作商场、停车库，上部无建筑物。此地下室面积南北、东西向长度分别为128m、144m，地下面积为9900m2，柱网尺寸为800mm×800mm，建筑抗震设防烈度7度、抗震类别丙类、场地土类别Ⅱ类，框架柱抗震等级4级。在此地下室中，停车库部分兼作战时人防，根据综合分析决定按核6级人防物资储备库设计。
3.2基础设计
本工程地下水位处于顶板面位置，底板承受5m水头浮力，基础设计考虑了3种方案：（1）平板式筏基；（2）梁板式筏基+抗拔桩；（3）梁板式筏基+板面覆毛石混凝土。根据分析可知：方案（1）中，地下底板的厚度需达到1.7m，造价最高，开挖深度-6.25m；方案（2）开挖深度-5.05m；方案（3）中，造价最低，开挖深度-7.15m，由此基坑开挖、支护要求均提高，因此也导致相应的费用提高。
通过综合分析，决定采用方案（2），地下底板厚500mm，柱下双向拉梁，梁宽、高分别为800mm、700mm。通过对场地条件、工程地质的综合分析，决定采用沉管灌注桩作为抗拔桩，直径377mm，有效桩长分为6.5m（590根）、10.2m（345根），单桩抗拔承载力设计值分别为75kN、170kN。3.3预应力梁设计本工程基础设计中从经济性方面考虑，采用的方案（2）中开挖深度只有-6.25m，因此层高有限，同时地下商场部分需作暖通、消防喷淋系统等，因此主梁高度进一步压缩，经综合比较后决定采用宽扁梁，为设备管线布置提供足够的空间。为减小挠度、控制裂缝，主梁按有粘结预应力钢筋砼梁设计，本工程中扁梁横截面为1000mm×500mm，局部荷载大、考虑人防荷载大，则截面调整为1000mm×700mm。
3.3荷载取值与内力分析
本工程顶板厚350mm，板面覆土恒载取33kN/m2，活荷载不考虑上消防车取5kN/m2，核爆破等效静荷载取65kN/m2。本工程作为人防地下室，主要考虑以下3种荷载组合，本工程采用PKPM程序计算得到梁在不同的荷载组合下弯矩图，并做好配筋设计，现以G轴梁YKLG（1000mm×700mm）为例展开分析。在PKPM计算荷载输入时，活荷载=人防等效荷载÷（1.3（活荷载分项系数）×1.35（材料强度综合调整系数）），见式（1）。65/（1.35×1.3）=37kN/m2（1）
一般使用状态下活荷载值5kN/m2，两数值相差较大，因此组合一可不计算。在对预应力配筋进行分析计算时，需估算好有效预应力值，本工程恒载偏大，因此以预应力钢筋平衡80%恒载，张拉控制应力σcon=0.75fptk，计算需21根j15.2钢铰线，本工程采用的是宽梁，因此钢绞线分为3束（以7根为一束）排放至梁；同时根据相关公式计算非预应力钢筋，得到：需要15根φ25非预应力钢筋。
3.4实际效果
本项目已经投入运营所念，未出现渗漏水问题，预应力梁底部也未产生肉眼可看到的裂缝，整个地下室结构可靠、安全。
4结语
综上所述，人防地下室与普通地下室均为地下工程，在外表和平时用途上难以区分，但人防地下室除考虑平时使用外，还需按战时标准设计。在进行人防地下室结构设计时，需结合工程实际，严格按照规范确定人防荷载，合理进行荷载取值与内力分析，做好各个构件的设計，保证整个结构安全、可靠，真正为社会安全保障奠定坚实的基础。
参考文献：
[1]王超，王向明.人防地下室建筑口部设计初探[J].煤炭工程，2016（04）：31-32，35.
[2]陈星.人防地下室门框墙荷载取值和内力计算方法[J].结构工程师，2014（06）：1-9.
[3]汤华，王松帆，陆少芹.某大型地下空间项目结构设计[J].地下空间与工程学报，2012，8（04）：772-776.
（作者单位：安徽省城市综合设计研究院有限公司）