□建筑三院 朱经天/文 

    可以说人防地下室设计已经成了建筑设计和结构设计的一个重要部分,需要建筑设计人员熟练掌握其设计方法。但是长期以来，由于人防工程设计方法复杂，设计的参考资料非常少，使得设计人员对人防工程设计的方法和概念存在很多模糊认识。通过总结人防工程的设计经验，我对下面几个基本的概念谈谈我自己的认识。

   一、地下室人防结构设计的特点

    地下室人防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、门框墙及临空墙的计算、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。因此地下室人防结构设计具有以下特点:

    1、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%。
    2、考虑结构的动力响应。

    3、结构构件可考虑进入塑性工作状态。

    4、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,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,对砼强度可提高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。

    5、重视构造要求。人防设计的许多构造要求与一般的建筑设计不同,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。

  二、关于等效静荷载的设计概念

    人防工程设计的核心问题，是人防工程结构内力的计算方法和构件截面的设计方法。人防工程设计从程序上看，大体可以分成三个层次：结构方案、内力分析、截面设计。其中的内力分析是人防工程结构设计与一般建筑结构设计有较大的区别，而截面设计则与一般建筑结构设计方法基本相同。进行人防工程的结构分析，首先要根据建设单位的设计委托书中确定的工程的抗力等级，由此明确工程的防护要求。防护等级确定后，即可根据有关的规范来确定人防工程的各种荷载作用数值。

    人防工程的荷载平时以静载为主，战时以动荷为主，这种动荷载是冲击荷载。那么人防工程的荷载是如何选用的呢？动荷载又是如何作用于结构上的呢，解决这一问题的思路是，把爆炸动荷载转化为等效的静荷载，然后根据荷载组合情况，按照一般静力结构力学的方法求出结构的设计内力。一般结构进行内力分析的方法是对结构从整体上进行分析，从整体结构到具体构件，而人防工程的内力分析是先将结构分解成为独立的构件，每种独立的构件分别按照不同的防护要求和防护等级，计算其等效静荷载，每种构件所受的荷载不再向其它构件传递。

    等效静载法原则上只适用于单个构件。实际人防工程结构是由顶板、梁、外墙、柱等构件组成的多构件体系。用等效静载法设计时，一般将结构分解成独立的构件，求出各自的等效静载后，将复杂结构简化为基本结构或构件，即可按静力荷载作用下结构内力计算结构的内力。这样一来，人防工程的顶板设计时，不再考虑其它构件对顶板的影响，设计外墙时，不再考虑其它构件对外墙的影响。计算底板时，也不再考虑其它构件对底板的影响。另外，内部承重墙柱设计时也不再考虑所有其它构件的影响。

    爆炸动荷载可以简化为等效的静荷载的原因，在于在爆炸荷载对于不同的工程部位并非同时达到荷载的最大值，因此可以不必把整个结构作为一个整体进行结构整体分析，而是

独立地分别按照荷载的最大值分别设计计算各个构件。这是人防工程结构内力计算的基本特点。

     三、工程实例

    该工程是由1～7#楼组成的小高层住宅小区,其中地下一层,地上为8+1层,结构型式为框架-剪力墙结构。建筑高度为29.95 m,地震设防烈度为6度,框架抗震等级为4级,剪力墙抗震等级为3级,人防设计等级为6级。总建筑面积为37700m2,其中地下室面积为9052m2(含人防面积4146m2),分4个人防防护单元设计。地下室层高为3.90m,桩基采用机械钻孔桩。

    1、结构选型及设计内容

    防空地下室的结构体系布置,必须考虑地面建筑结构体系。墙、柱等承重结构,应尽量与地面建筑物的承重结构相互对应,以使地面建筑物的荷载通过防空地下室的承重结构直接传递到地基上。

    结构内容分为2部分,一是主体结构设计,包括顶板,外侧墙、底板等构件的结构设计；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,而消波系统的设计包含防爆破活门的选用和扩散室的设计,了解了上述人防地下室结构设计的特点和内容后,首先就必须确定计算所需的荷载值。