探析地下室人防工程建筑结构设计的关键点
摘要：在现代建筑工程中，人防地下室工程是最关键的部分。人防地下室的设计水平直接影响上层建筑的安全性和稳定性，一旦发生疏忽，必然会造成严重的安全风险。
关键词：地下室；人防工程；结构设计
一、随着我国建筑设计水平的日益提升，人防地下室建筑设计也越来越受到人们重视，因为地下室建筑设计的合理与否，直接关乎到人们的生命财产安全，所以为了进一步发挥人防地下室建筑的安全性能，相关设计人员在实际操作时，就要严格按照相应的设计规范和要求来进行，确保地下室设计方案的合理性，并针对一些常见问题进行全面分析，进而针对性的制定出对应的解决方案，以便在保证人防地下室质量的同时，更好的增强其使用的安全性和实效性。
二、 地下室人防工程构造要求
（一）人防顶板厚度应考虑防护厚度的要求
人防构件应满足建筑结构厚度。主要包括三个方面要求：①最小防护厚度要求（构造及安装要求）；②防早期核辐射的厚度要求（非力学因素）；③受力计算的厚度要求（力学因素）。
（二） 后浇带不应设在人防门或口部位置
面积较大的地下室，特别需要满足防护及防水的要求，不建议设变形缝。地上建筑可设，地下室可利用后浇带、加强带等措施，来减小混凝土收缩的对结构不利影响。《人防施工规范》6.4.11条，工程口部、防护密团段、采光井、水库，水封井、防毒井、防爆井等有防护要求的部位，应一次整体浇筑混凝土。
（三）室内人防顶板混凝土需采用抗渗混凝土
在战时，人防地下室具有防备空袭和核武器、生化武器袭击的作用，是个具有战时出入口的独立密闭空间，必须保证它的封闭性。当人防地下室设在地下二层时，排水管等设备管道不能穿过人防顶板进入人防区，地下层的车库排水需在负一层设集水坑，集水坑底板侧板均应满足人防构造及设计要求。
（四） 地下室外墙底板底部配筋大样节点配筋存在误区
《FG01防空地下室设计荷载及结构构造》60页“外墙与顶板、楼板和底板的链接”大样如图1所示，笔者觉得这个大样外墙与底板的链接处，墙外侧纵筋伸入底板的长度>1.51af，在某些情况下是不能满足底板作力外墙的固接端的要求。当底板厚度远大于外墙厚度时，图集做法没有问题，此时底板完全可以平衡墙底负弯矩。如图2所示，否则计算边界条件与实际受力情况不符，有安全隐患。
三、实例分析人防地下室结构设计
（一） 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6级人防物资储备库设计。
（二） 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400mm，有效桩长分为6.5m（590根）、10.0m（345根），单桩抗拔承载力设计值分别为75kN、170kN。
（三）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-5.05m，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。
（四） 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，活荷载不考虑走消防车取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。
四、人防地下室建筑设计常见问题及相关解决措施分析
（一）主要出入口设计
人防地下室的主要出入口设计必须结合地下室的应用功能来定，若是甲类防空地下室，则其人防主要出入口应尽量设置在室外，且要保证与地面连接的部分必须延伸到地面建筑防倒塌范围之外，也可设置相应的防倒塌棚架，以便可以最大化预防战时地下室的主要出入口被上部建筑构件所封堵。
（二） 人防门的设计
1、人防门的开启方向需设置合理
通常人防地下室的人防门重量十分之大，这样就会加大门扇启闭的难度，进而使得其安装完毕后的使用率极低。同时，为了避免门扇自重过大而产生变形现象，设计人员在对其进行设计时，要在门扇下增设相应的垫块，进而来缓解门扇的自重引起的变形，合理的设置人防门的开启方向可减少人防门在平时使用情况下的开闭次数。
五、结语：
综上所述，地下室人防建筑结构设计是建筑工程项目设计的一项重要内容，通过优化和改进人防结构设计，不仅可以提高建筑地下室空间利用率，保障人们的生命财产安全，还可以实现建筑工程项目的节能减排，从而促进我国经济更好的发展。
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