人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)深度解析

1、防空地下室設(shè)計(jì)應(yīng)貫徹“長(zhǎng)期準(zhǔn)備、重點(diǎn)建設(shè)、平戰(zhàn)結(jié)合”的方針，并 應(yīng)堅(jiān)持人防建設(shè)與經(jīng)濟(jì)建設(shè)協(xié)調(diào)開(kāi)展、與城市建設(shè)相結(jié)合的原那么。人防工程對(duì)于一般民用設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)是陌生，甚至神秘的，但是其實(shí)一 般的人民防空工程（這里主要指“人防規(guī)范”所涉及的核5級(jí)常5級(jí)以 下）。本文僅就人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范GB50038-2005及人防的防護(hù)原 理，做簡(jiǎn)要闡述。為表達(dá)方便：人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范（內(nèi)部發(fā)行）GB50038- 2005（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“人防規(guī)范”）、建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) GB50068-2001 （以下簡(jiǎn)稱(chēng)“可靠度統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)”）、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50009-2012（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“荷載規(guī)范”）、全國(guó)民

2、用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù) 措施-防空地下室（內(nèi)部資料）2003年版（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“人防技術(shù)措 施”）。為了便于形象上的認(rèn)識(shí)，請(qǐng)看下列圖（此圖僅作介紹之用）。爆炸動(dòng)荷載用動(dòng)力系數(shù)乘以動(dòng)荷載峰值可以得到等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值。等 效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值與靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值確定后按規(guī)范要求即得到結(jié)構(gòu)的組合荷 載值。3.3內(nèi)力分析“人防規(guī)范”在第4. 10. 1條規(guī)定：防空地下室結(jié)構(gòu)在確定等效靜荷載 和靜荷載后，可按靜力計(jì)算方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析。即將動(dòng)力作用下求 內(nèi)力問(wèn)題轉(zhuǎn)化為靜力作用下求內(nèi)力問(wèn)題。根據(jù)荷載組合計(jì)算出不同受力狀態(tài)下結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力值后，應(yīng)取其控制 條件作為截面設(shè)計(jì)依據(jù)。有了組合荷載值還有確定分析方法確定后，可按靜力學(xué)

3、的一般方法和計(jì) 算圖表求得構(gòu)件的內(nèi)力，對(duì)于超靜定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，可以由非彈性 變形產(chǎn)生的塑性內(nèi)力重分布計(jì)算內(nèi)力。當(dāng)板的周邊與梁為整表達(dá)澆時(shí)，對(duì)板的中間跨跨中彎矩可以乘以0. 7；對(duì)邊跨的跨中彎矩可以乘以0.8；對(duì)于無(wú)梁樓蓋可以乘以0.9；如在板的計(jì)算中已計(jì)入軸力的作用，那么不應(yīng)再乘以以上折減系數(shù)。4截面設(shè)計(jì)由于爆炸動(dòng)荷載作用下防空地下室對(duì)結(jié)構(gòu)的變形和裂縫的開(kāi)展可不進(jìn)行 驗(yàn)算，因此，在截面設(shè)計(jì)中我們只進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算。在動(dòng)荷載和靜荷載同時(shí)作用或動(dòng)荷載單獨(dú)作用下，防空地下室結(jié)構(gòu)構(gòu)件 在承載力設(shè)計(jì)中采用材料動(dòng)力強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。其值為靜荷載作用下材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以動(dòng)荷載作用下材料強(qiáng)度綜合調(diào)整系數(shù)

4、，其余基本上與地面 建筑結(jié)構(gòu)的截面設(shè)計(jì)相同。當(dāng)由戰(zhàn)時(shí)荷載（效應(yīng)）組合計(jì)算出的內(nèi)力起控制作用時(shí)，防空地下室結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)中不能直接采用靜力作用下計(jì)算圖表進(jìn)行截面設(shè)計(jì)，否那么將造成 不應(yīng)有的浪費(fèi)，這是由于加入材料強(qiáng)度綜合調(diào)整系數(shù)后，使等效靜荷載 與等量靜荷載并不等價(jià)。還要注意在承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)中，幾項(xiàng)主要技術(shù)參數(shù)：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：取1.0;.等效靜荷載分項(xiàng)系數(shù)，取1.0；永久荷載分項(xiàng)系數(shù)：當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)取L 2；有利時(shí)取1.0。截面設(shè)計(jì)中保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件延性的幾項(xiàng)規(guī)定：結(jié)構(gòu)構(gòu)件的允許延性比B ,是指構(gòu)件允許出現(xiàn)的最大變位與彈性極限 變位的比值。顯然，當(dāng)時(shí)，結(jié)構(gòu)處于彈性工作階段；當(dāng)B1時(shí)，構(gòu)件處 于

5、彈塑性工作階段。因此允許延性比雖然不完全反映結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度、 撓度及裂縫等情況，但與這三者都有密切的關(guān)系，且能直接說(shuō)明結(jié)構(gòu)構(gòu) 件所處極限狀態(tài)。根據(jù)試驗(yàn)資料，用允許延性比表示結(jié)構(gòu)構(gòu)件的工作狀態(tài)，既簡(jiǎn)單實(shí)用， 又比擬合理，故“人防規(guī)范”采用按允許延性比表示結(jié)構(gòu)構(gòu)件工作狀態(tài)。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的允許延性比，主要與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料、受力特征及使用要求 有關(guān)。如結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有較大的允許延性比，那么能較多地吸收動(dòng)能，對(duì)于 抵抗動(dòng)荷載是十分有利的。“人防規(guī)范” 4. 10. 3條規(guī)定結(jié)構(gòu)構(gòu)件按彈塑性工作階段設(shè)計(jì)時(shí)，受拉鋼 筋的配筋率不宜大于1.5%；當(dāng)大于1.5%時(shí)，受彎構(gòu)件或大偏心受壓構(gòu) 件的允許延性比B 值應(yīng)滿足以下

6、公式，(1) W0. 5/ (x/hO) 說(shuō)了半天，對(duì)于延性比的概念,我們一語(yǔ)道破的話，其實(shí)就是有關(guān)混凝 土受壓區(qū)高度的那點(diǎn)事，實(shí)際上就是要求混凝土受壓區(qū)高度不要太大， 以保證其延性。其中這個(gè)x/hO二己就是混凝土受壓區(qū)相對(duì)高度，受壓區(qū) 高度不要太大，以保證其延性，就這么簡(jiǎn)單！怎樣控制構(gòu)件的延性比呢？我們接著往下看：I =x/hO=(P -P ? )fyd/( a cfcd) (2)在構(gòu)件配筋后，我們可以求出受壓區(qū)相對(duì)高度，從而求出構(gòu)件的計(jì)算延 性比“0.5/ (x/hO) ”。由“人防規(guī)范”鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)人防構(gòu)件的允 許延性比B,以一般防水防毒條件下梁受彎狀態(tài)下為3.0為例，由規(guī) 范要求可以

7、得到梁為3.0,那么受壓區(qū)相對(duì)高度為0.5/3=0.167;同理，大 偏壓柱、墻面外為2.0,那么受壓區(qū)相對(duì)高度為0.5/2=0.25?？傊?，人防構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，嚴(yán)格控制配筋率、保證延性比，就是要確保在 爆炸荷載作用下，構(gòu)件還有一定的變形能力，從而到達(dá)耗能、延緩失效 的目的。4有關(guān)防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的個(gè)人理解與思考實(shí)際工程中，人防工程有“擋”和“擴(kuò)”兩個(gè)渠道。通常情況下我們會(huì)采用“擋”(“抵擋防御”)人防沖擊波，各種人防 構(gòu)件的設(shè)計(jì)無(wú)不包含抵擋預(yù)定人防動(dòng)荷載的工況。對(duì)于“擴(kuò)”（“擴(kuò)散削減”）其實(shí)也有很多例子。只是需要仔細(xì)思考, 體會(huì)就會(huì)發(fā)現(xiàn)。比方擴(kuò)散室，比方普通地下室下的人防地下室頂板（普 通地下

8、室起著擴(kuò)散削減作用）等這些都會(huì)在人防荷載取值中得到反映。主體是防空地下室中，能滿足戰(zhàn)時(shí)防護(hù)及其主要功能要求的局部。對(duì)防 毒要求的防空地下室，是指最后一道密閉門(mén)以內(nèi)的局部。對(duì)于無(wú)防毒要 求的防空地下室，指防護(hù)密閉門(mén)以內(nèi)的局部。作為結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)主要研究對(duì)象應(yīng)該是圍護(hù)主體的人防圍護(hù)結(jié)構(gòu)，明確了人 防圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件（頂、底板，外墻，臨空墻，門(mén)框墻等），根據(jù)以上結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)思路及原理，就能完成人防結(jié)構(gòu)的大局部設(shè)計(jì)內(nèi)容。除人工手算外，目前計(jì)算機(jī)軟件例如PKPM及其他一些軟件均能實(shí)現(xiàn)人 防頂?shù)装宓挠?jì)算機(jī)程序計(jì)算。只需要選對(duì)荷載，注意相對(duì)受壓區(qū)高度等 延性比要求，及其他構(gòu)造要求即可；同理外墻，臨空墻，門(mén)框墻等等可 以

9、借助其他考慮人防各種軟件人防工具箱來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。人防圍護(hù)結(jié)構(gòu)為防空地下室中承受沖擊波或土中壓縮波直接作用的頂板、 墻體、和底板的總稱(chēng)。即包括：人防防護(hù)單元頂板，人防防護(hù)單元底板, 人防單元土中外墻、人防單元空氣中外墻（極個(gè)別，其實(shí)屬于臨空墻范 疇），人防單元臨空墻（包括防護(hù)密閉門(mén)框墻，人防防護(hù)單元間隔墻）?！叭朔酪?guī)范”第4. 8.12條對(duì)于對(duì)多層地下室結(jié)構(gòu)，當(dāng)防空地下室未設(shè) 在最下層時(shí)，假設(shè)在臨戰(zhàn)時(shí)不對(duì)防空地下室以下各層采取封堵加固措施， 可以采用。但為了確?？諝鉀_擊波不進(jìn)入以下各層，那么防空地下室底板 及防空地下室以下各層中間墻柱都要考慮核武器爆炸動(dòng)荷載作用，這樣 做不僅使計(jì)算復(fù)雜，也不經(jīng)濟(jì)，

10、故不宜采用，北京民防辦明確禁止采用 此類(lèi)做法。防護(hù)單元間隔墻也是臨空墻，門(mén)框墻也是臨空墻的概念是本人依據(jù)臨空 墻的定義得出的，考慮某個(gè)防護(hù)單元戰(zhàn)時(shí)被破壞失效才有另一防護(hù)單元 仍能發(fā)揮作用的思考得出。有了這個(gè)思考，對(duì)于理解門(mén)框墻“人防技術(shù)措施”第3. 7.1. 2. 4）及 “人防規(guī)范”第4. 8. 14條就容易多了。相鄰防護(hù)單元之間隔墻上荷載確實(shí)定，是個(gè)比擬復(fù)雜的問(wèn)題。當(dāng)相鄰兩個(gè)單元抗力級(jí)別相同時(shí)，應(yīng)考慮某一單元遭受常規(guī)武器 破壞后，爆炸氣浪、彈片及其它飛散物不會(huì)涉及相鄰單元；當(dāng)相鄰兩單元抗力級(jí)別不同時(shí)，還應(yīng)考慮當(dāng)?shù)涂沽?jí)別防護(hù)單元 遭受核襲擊被破壞時(shí)，核武器爆炸沖擊波余壓對(duì)與其相鄰的防護(hù) 單

11、元的影響?！叭朔酪?guī)范”對(duì)甲類(lèi)核爆動(dòng)荷載取相應(yīng)沖擊波地面超壓值作為作用在隔 墻（含門(mén)框墻）上的等效靜荷載值。當(dāng)相鄰兩防護(hù)單元抗力級(jí)別相同時(shí)，取地面超壓值作為作用在隔 墻兩側(cè)的等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值；當(dāng)相鄰兩防護(hù)單元抗力級(jí)別不相同時(shí)，高抗力級(jí)別一側(cè)隔墻取低 抗力級(jí)別的地面超壓值作為等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值；低抗力級(jí)別一側(cè) 隔墻取高抗力級(jí)別的地面超壓值作為等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值。當(dāng)防空地下室與普通地下室相鄰時(shí)，沖擊波將從普通地下室的樓梯間或 窗孔處直接進(jìn)入，考慮到普通地下室空間較大，沖擊波進(jìn)入后會(huì)有一定 擴(kuò)散作用，因此作用在防空地下室與普通地下室相鄰隔墻上荷載值會(huì)小 于室內(nèi)出入口通道內(nèi)臨空墻上荷載值，按減少15%計(jì)入，

12、并按此確定作 用在相鄰普通地下室一側(cè)隔墻上和門(mén)框墻上的等效靜荷載值?？诓吭O(shè)計(jì)，口部是防空地下室主體與地外表或其他地下建筑的連接局部。 口部是防沖擊波的薄弱環(huán)節(jié)，假設(shè)其防護(hù)措施不能與主體抗力相適應(yīng)，將 直接影響整體防護(hù)能力?？诰植繛槌鋈肟诤屯L(fēng)口，水電口。出入口可又細(xì)分為室外出入口、室內(nèi)出入口、備用出入口以及連 通口；通風(fēng)口細(xì)分為進(jìn)風(fēng)口、排風(fēng)口和排煙口；水口 “人防規(guī)范”僅提了一下洗消污水集水井；.電口 “人防規(guī)范”提到了防爆波電纜井（因其尺寸一般較小，構(gòu) 造鋼筋多數(shù)情況應(yīng)該滿足人防要求）。豎井式出入口作為備用出入口時(shí)常與通風(fēng)口合并設(shè)置。所以對(duì)于有防毒 要求的防空地下室（人員掩蔽所、人防物資庫(kù)等

13、）其口部指最里面一道 密閉門(mén)以外的局部，如密閉通道、防毒通道、濾毒室、洗消間（簡(jiǎn)易洗 消間）、豎井、擴(kuò)散室、除塵室和防護(hù)密閉門(mén)以外的通道等。對(duì)于無(wú)防 毒要求的防空地下室（如人防汽車(chē)庫(kù)），其口部包括豎井，擴(kuò)散室、除 塵室和防護(hù)密閉門(mén)以外的通道等。通風(fēng)口即進(jìn)、排風(fēng)口、排煙口是防沖擊波的薄弱環(huán)節(jié)，消波設(shè)施是指設(shè) 在進(jìn)風(fēng)口、排風(fēng)口、排煙口用來(lái)削弱沖擊波強(qiáng)度的防護(hù)設(shè)施。消波設(shè)施 通常包括防爆波活門(mén)和擴(kuò)散室（或擴(kuò)散箱）。假設(shè)其通風(fēng)口防護(hù)措施不能 與主體抗力相適應(yīng)，將影響整體防護(hù)能力?？卓诜罌_擊波的基本措施是“擋”、“擴(kuò)”結(jié)合?！皳酢本褪遣捎梅辣?波活門(mén)將沖擊波的大局部阻擋在室外，“擴(kuò)”就是從活門(mén)孔進(jìn)入的少

14、量 沖擊波通過(guò)擴(kuò)散室（或擴(kuò)散箱）的擴(kuò)散膨脹作用削弱其壓力，從而使其 進(jìn)入內(nèi)部的壓力不超過(guò)允許壓力。因此孔口的設(shè)計(jì)首先是選擇一適合的消波系統(tǒng)，使預(yù)計(jì)的孔口外部沖擊 波壓力通過(guò)消波系統(tǒng)后能降到允許壓力。防爆波活門(mén)設(shè)置于通風(fēng)口的外 側(cè)，在沖擊波到來(lái)時(shí)能夠迅速自動(dòng)關(guān)閉的防沖擊波設(shè)備。常用的防爆波 活門(mén)有：懸板式防爆波活門(mén)和膠管式防爆波活門(mén)。擴(kuò)散箱消波系統(tǒng)使用 較少，在這里主要介紹擴(kuò)散室。擴(kuò)散室設(shè)于通風(fēng)口的防爆波活門(mén)的內(nèi)側(cè)，利用其內(nèi)部空間的擴(kuò)散作用來(lái) 削弱沖擊波強(qiáng)度的，用鋼筋混凝土構(gòu)筑的防護(hù)設(shè)施。擴(kuò)散室用于進(jìn)風(fēng)口、 排風(fēng)口的防爆波活門(mén)，一般采用懸板式防爆波活門(mén)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)懸板活 門(mén)）。為了保證在沖擊波到達(dá)

15、時(shí)能使懸板活門(mén)迅速地關(guān)閉，懸板活門(mén)應(yīng) 該保證其嵌入深度應(yīng)不小于300mm。擴(kuò)散室中安裝懸板活門(mén)的墻稱(chēng)為前墻；與前墻相對(duì)的墻稱(chēng)為后墻；連接 前墻和后墻的墻稱(chēng)為側(cè)墻。擴(kuò)散室前墻（即懸板活門(mén)門(mén)框墻）為臨空墻, 其本身承受的荷載及活門(mén)傳來(lái)的荷載均可按臨空墻等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值取 值。擴(kuò)散室與防空地下室室外空氣相鄰的頂板、底板及外墻，其等效靜荷載 可按臨空墻等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值取值；假設(shè)擴(kuò)散室與土相鄰，頂、底板及外 墻，其等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按“人防規(guī)范”頂、底板及外墻取值；擴(kuò)散 室與防空地下室室內(nèi)相鄰的墻，作用在擴(kuò)散室一側(cè)的水平等效靜荷載與 擴(kuò)散室的允許壓力有關(guān)。在核爆動(dòng)荷載下允許余壓值按防空地下室的室內(nèi)有、無(wú)

16、人員確定。并規(guī) 定：室內(nèi)有掩蔽人員的（如醫(yī)療救護(hù)工程、人員掩蔽工程、專(zhuān)業(yè)隊(duì)隊(duì)員掩蔽 部、物資庫(kù)等）防空地下室各通風(fēng)口的擴(kuò)散室允許余壓均按0. 03Mpa考 慮（即 30kpa）；室內(nèi)沒(méi)有掩蔽人員的（如電站發(fā)電機(jī)房）防空地下室各通風(fēng)口的擴(kuò)散室允 許余壓均按0. 05Mpa考慮（即50kpa）。根據(jù)“人防規(guī)范”第4. 6. 7條，擴(kuò)散室與防空地下室相鄰臨空墻動(dòng)力 系數(shù)可取1. 3得到，當(dāng)對(duì)防空地下室有人情況按1. 3x30=39kpa,無(wú)人時(shí) 1. 3x50=65kpa考慮。擴(kuò)散室與防空地下室相鄰臨空墻可不考慮于常規(guī)武 器爆炸動(dòng)荷載，進(jìn)而按“人防規(guī)范”第4.11節(jié)構(gòu)造配置即可?？诓康呐R空墻（包括防

17、護(hù)密閉門(mén)框墻），地下室的外墻，通道頂、底板, 擴(kuò)散室的墻體，還有主體的外墻，臨空墻（規(guī)范定義為人防隔墻），主 體頂、底板的考前須知。出入口按建筑形態(tài)上分階梯式、坡道式出入口，還有豎井式；按沖擊波由通道入口至防護(hù)密閉門(mén)法線走向分為直通式、單向式 （至少一個(gè)水平90度拐彎）、豎井式（至少一個(gè)豎向90度拐彎）、穿廊式（失少一個(gè)水平90度拐彎，沖擊波能有效分流）、 樓梯式（至少一個(gè)豎向90度拐彎）；從戰(zhàn)時(shí)空襲后應(yīng)用與否分主、次要出入口及備用出入口（僅甲類(lèi) 人防考慮）；按出地面段位于防空地下室上部建筑投影范圍內(nèi)外分室內(nèi)、外出 入口。室內(nèi)出入口多為樓梯間。室外出入口與上部建筑相鄰與否分為附壁式室 外出入口

18、與獨(dú)立式室外出入口。當(dāng)還有需要保證主要出入口采用樓梯式時(shí)，為保障戰(zhàn)時(shí)正常出入使用， 我們需要做“人防樓梯”設(shè)計(jì)?！叭朔篮奢d”第4. 8.11條關(guān)于“人防 樓梯”的等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值。人防樓梯設(shè)計(jì)應(yīng)該注意反面荷載作用下， 樓梯梁成為反梁，箍筋增多，應(yīng)注意驗(yàn)算，這里不贅述。口部建筑即在室外出入口通道出地面段的上方建造的小型地面建筑物。 與“人防樓梯”相似，戰(zhàn)時(shí)需要應(yīng)用的各種出入口，及通風(fēng)口，需要考 慮防護(hù)以保證各種口部的戰(zhàn)時(shí)空襲后應(yīng)用，即戰(zhàn)時(shí)不允許這些位置倒塌、 堵塞，甚至被埋！這時(shí)應(yīng)該設(shè)置的口部建筑應(yīng)按防倒塌棚架設(shè)計(jì)，通風(fēng) 口也應(yīng)在局部頂板設(shè)置與主體脫開(kāi)的防倒塌棚架或考慮人防荷載或倒塌 荷載。甲類(lèi)

19、人防出入口核武器爆炸所造成的地面建筑破壞范圍很大，因此甲類(lèi) 防空地下室需要重視地面建筑倒塌的影響。作為戰(zhàn)時(shí)主要出入口的室外出入口和備用出入口在空襲之后也需保證能 夠正常的出入，因此要求盡可能的將通道的出地面段布置在倒塌范圍之 外，以免在核襲擊之后被倒塌物堵塞。出地面段設(shè)在倒塌范圍之外時(shí)，其口部建筑往往是因?yàn)槠綍r(shí)使用、管理 等需要而建造的。為了不會(huì)因口部建筑本身的坍塌，影響通行，從而要 求口部建筑采用單層輕型建筑。這樣假設(shè)一旦遭核襲擊時(shí)，口部建筑容易 被沖擊波“吹走”，即便未被“吹走”，也能便于清理。在密集的建筑群中，往往很難做到把出地面段設(shè)置在地面建筑的倒塌范 圍之外（或者遠(yuǎn)離地面建筑）。當(dāng)出

20、地面段位于倒塌范圍之內(nèi)時(shí)，為了保 障在空襲后主要出入口不被堵塞，在出地面段的上方應(yīng)該設(shè)有防倒塌棚 架。因此規(guī)定，平時(shí)設(shè)有口部建筑的宜按防倒塌棚架設(shè)計(jì)；平時(shí)不宜設(shè)口部建筑的，可在臨戰(zhàn)時(shí)在出地面段上方采用裝配式的防倒塌棚架，使 出入口戰(zhàn)時(shí)不會(huì)被堵塞。通常情況主要出入口均為室外出入口，但“人防規(guī)范”第3. 3. 2條對(duì)乙 類(lèi)防空地下室及核6級(jí)、核6B級(jí)低抗力的甲類(lèi)防空地下室，規(guī)定特殊 情況下可以室內(nèi)出入口作為主要出入口，但必須滿足相應(yīng)的嚴(yán)格要求。 如設(shè)置脫開(kāi)的防倒塌棚架或防倒塌挑檐等等。相應(yīng)的抗倒塌荷載與防核 爆等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值“人防規(guī)范”也有相關(guān)的規(guī)定。理解了人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，我們還要注意下人防構(gòu)

21、件的構(gòu)造要求；還要 注意平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)等等。這樣就能夠運(yùn)用結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行計(jì)算與構(gòu)造 配筋，按照“人防規(guī)范”規(guī)定做出合格的人防設(shè)計(jì)圖紙了。但是要想做熟，做精人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，人防建筑，及設(shè)備，電氣的基 本知識(shí)也是必要的。因?yàn)槿朔酪?guī)范應(yīng)該是個(gè)系統(tǒng)工程，我們結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)人員如果只看“人防規(guī) 范結(jié)構(gòu)章節(jié)”是無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)又快又好地完成人防設(shè)計(jì)的。為什么要這么說(shuō)呢？因?yàn)槲覀儾榻Y(jié)構(gòu)圖表時(shí)接觸到的人防術(shù)語(yǔ)、建筑專(zhuān)業(yè)的一些條文等等是 必須理解性掌握的！例如：對(duì)于有防毒要求工程（人員掩蔽所，人防物 資庫(kù)），講到主次要出入口，我們腦子里就要意識(shí)倒有洗消間的應(yīng)該為 主要出入口。為什么要搞清楚這些呢？因?yàn)椤叭朔酪?guī)范”第條

22、，只有主要出入口考慮樓梯間的核爆作用, 次要及備用出入口可以不用考慮！按照人民防空法和國(guó)家的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合新建民用建筑應(yīng)該修建一 定數(shù)量的防空地下室。但有時(shí)由于地質(zhì)、地形、結(jié)構(gòu)和施工等條件限制 不宜修建防空地下室時(shí)，國(guó)家允許將應(yīng)修建防空地下室的資金用于在居 住小區(qū)內(nèi)，易地建設(shè)單建掘開(kāi)式人防工程?？紤]到我國(guó)地域遼闊，城市（地區(qū)）之間的戰(zhàn)略地位差異懸殊，威脅環(huán)境 十分不同，“人防規(guī)范”把防空地下室區(qū)分為甲、乙兩類(lèi)。甲類(lèi)防空地下室戰(zhàn)時(shí)需要防核武器、防常規(guī)武器、防生化武器等；乙類(lèi)防空地下室不考慮防核武器，只防常規(guī)武器和防生化武器。至于防空地下室是按甲類(lèi)，還是按乙類(lèi)修建，應(yīng)由當(dāng)?shù)氐娜朔乐鞴懿块T(mén) 根據(jù)國(guó)家

23、的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合該地區(qū)的具體情況確定。再比方：防護(hù)功能的平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換的要求，及戰(zhàn)時(shí)封堵措施只有建筑條文吃 透了才能有地放矢。再比方電氣及設(shè)備管線的預(yù)埋及穿人防圍護(hù)結(jié)構(gòu)的 做法，作為設(shè)計(jì)人員都應(yīng)該做到心中有數(shù)。所以人防工程多看看其他專(zhuān)業(yè)的規(guī)范條文是有好處的，我想這也是“人 防規(guī)范”把所有專(zhuān)業(yè)的條文都包含在一本書(shū)中的原因吧。在江蘇省第二建筑設(shè)計(jì)研究院和北京民防辦接觸到一些審圖人員水平相 當(dāng)?shù)酶撸粋€(gè)審圖人員審查建筑、結(jié)構(gòu)、水暖電所有專(zhuān)業(yè)的圖紙。5結(jié)束語(yǔ)所謂藝不壓身，多一份能力是有好處的。秉承這個(gè)理念，講了這些人防 工程的基本知識(shí)，經(jīng)驗(yàn)和對(duì)于“人防規(guī)范”的理解。希望這篇論文能起 到對(duì)初涉人防結(jié)構(gòu)或者民用

24、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)人防設(shè)計(jì)比擬陌生，但感興趣 的同行能有所幫助。囿于篇幅，和自身水平，希望不要讓大家失望。防空地下室是為戰(zhàn)時(shí)服務(wù)的、具有預(yù)定戰(zhàn)時(shí)防空功能的特殊地下建筑， 與普通地下建筑相比擬，其使用對(duì)象、條件、要求均有明顯的差異，從 而設(shè)計(jì)原那么、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和處理方法上，均與普通地下建筑不同。就其戰(zhàn)時(shí)防護(hù)來(lái)看，防空地下室的防御對(duì)象是核武器、生化武器、和常 規(guī)武器，其防護(hù)要求主要表達(dá)在抗力要求、防毒要求、和輻射防護(hù)。防 空地下室設(shè)計(jì)必須滿足預(yù)定的防護(hù)要求和戰(zhàn)時(shí)使用要求。1防空地下室基本特征與一般民用建筑結(jié)構(gòu)（普通地下室）相比擬，防空地下室結(jié)構(gòu)有以下主 要特征：承受爆炸（常規(guī)武器、核武器）動(dòng)荷載、結(jié)構(gòu)產(chǎn)生

25、運(yùn)動(dòng)、材料 強(qiáng)度提高、結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)降低、大局部鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件可按彈塑性 工作狀態(tài)設(shè)計(jì)等。掌握這些特征，就可以參照民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般方法，進(jìn)行防空地 下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。承受爆炸動(dòng)荷載防空地下室戰(zhàn)時(shí)應(yīng)能承受常規(guī)武器爆炸動(dòng)荷載或核武器爆炸動(dòng)荷載作用。 對(duì)常規(guī)武器爆炸動(dòng)荷載和核武器爆炸動(dòng)荷載，設(shè)計(jì)時(shí)均按一次作用。常規(guī)武器、核武器爆炸動(dòng)荷載均屬于偶然性荷載，具有超壓瞬時(shí)由零增 到峰值、作用時(shí)間短且不斷衰減、一次性作用的脈沖荷載等特點(diǎn)。防空地下室所處位置與埋深不同，作用效應(yīng)（即對(duì)工程的破壞作用及破 壞特征）也不同。暴露于空氣中的防空地下室結(jié)構(gòu)如高出地面的外墻，不覆土的頂板，通 道內(nèi)臨空墻、防護(hù)密閉門(mén)及

26、防護(hù)密閉門(mén)門(mén)框墻等部位直接承受地面空氣 沖擊波的作用；埋入土中的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，如有覆土的頂板，地下室外墻，基礎(chǔ)底板等部位 那么直接承受土中壓縮波作用；此外，防空地下室內(nèi)部的墻柱等構(gòu)件還承受?chē)o(hù)結(jié)構(gòu)及上部結(jié)構(gòu)動(dòng)荷載 的作用。防空地下室的抗力級(jí)別主要用于反映防空地下室抵御空襲能力的強(qiáng)弱。對(duì)于核武器，抗力級(jí)別按期爆炸沖擊波地面超壓的大小劃分；對(duì)于常規(guī)武器，抗力級(jí)別按其爆炸的破壞效應(yīng)劃分，主要取決于常規(guī)武 器裝藥量的大小及常規(guī)武器與防空地下室的爆炸距離。結(jié)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)“人防規(guī)范” 4.1. 5條防空地下室結(jié)構(gòu)在常規(guī)武器爆炸動(dòng)荷載或核武 器爆炸動(dòng)荷載作用下，其動(dòng)力分析均可采用等效靜荷載法。在爆炸荷載的作用下，

27、結(jié)構(gòu)受力的基本特征是我們高中時(shí)即學(xué)過(guò)的產(chǎn)生 加速度，迫使結(jié)構(gòu)由靜止轉(zhuǎn)為運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)有來(lái)回往復(fù)的特點(diǎn)，我們 稱(chēng)之為振動(dòng)。振動(dòng)由于阻尼力的綜合作用而逐漸衰減。結(jié)構(gòu)在沖擊波作用時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)，稱(chēng)為強(qiáng)迫振動(dòng)；在沖擊波消失后的振 動(dòng)，稱(chēng)為自由振動(dòng)。核爆作用時(shí)間以秒計(jì)，其最大的動(dòng)位移發(fā)生在強(qiáng)迫振動(dòng)；而常規(guī)武器爆 炸沖擊波作用的時(shí)間以毫秒計(jì)，其最大的動(dòng)位移一般發(fā)生在自由振動(dòng)。動(dòng)力作用和靜力作用是相對(duì)的，主要看外力隨時(shí)間變化的迅速程度相對(duì) 于結(jié)構(gòu)自振周期的長(zhǎng)、短而定，當(dāng)升壓時(shí)間與自振周期的比值超過(guò)45 時(shí)，已無(wú)明顯的動(dòng)力作用。爆炸荷載是瞬時(shí)增加的，通常把這種爆炸荷載看成動(dòng)荷載。2012年新頒 布“荷載規(guī)范”增

28、加第10章“偶然荷載”的10. 2節(jié)就偶然荷載轉(zhuǎn)變?yōu)?等效靜荷載做了概要性闡述；“人防規(guī)范”第4.6節(jié)人防荷載怎樣轉(zhuǎn)化為等效靜荷載也做了詳細(xì)說(shuō)明。即先選定允許延性比，確定動(dòng)力系數(shù)kd,然后動(dòng)力系數(shù)與動(dòng)荷載最大壓 力峰值的乘積就是等效均布靜力荷載標(biāo)準(zhǔn)值。4. 7節(jié)、4. 8節(jié)還對(duì)一些常用的構(gòu)件等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值，依照4. 6節(jié)公 式制成相應(yīng)圖表供大家直接選用，這里一定要注意圖表的適用條件，如 果不符合那么就自己用4. 6節(jié)公式計(jì)算。事實(shí)上，動(dòng)力系數(shù)kd是結(jié)構(gòu)構(gòu)件自振圓頻率、時(shí)間、允許延性比有關(guān) 因素確定的。允許延性比概念貫穿著人防設(shè)計(jì)過(guò)程的始終，所以要特別 注意。1. 3材料強(qiáng)度提高試驗(yàn)說(shuō)明，加載

29、速率直接影響材料的力學(xué)性能。在爆炸動(dòng)荷載作用下， 材料的強(qiáng)度有明顯的提高，而變形性能（包括塑性等）基本不變。通常在人防荷載作用下，材料強(qiáng)度可提高20Q40%。因此在“人防規(guī)范” 考慮綜合因素后規(guī)定了材料強(qiáng)度綜合調(diào)整系數(shù)Y do這對(duì)防空地下室結(jié) 構(gòu)是一個(gè)有利因素。1. 4結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)降低 防空地下室結(jié)構(gòu)主要承受爆炸動(dòng)荷載，而這類(lèi)荷載是一種偶然性荷載， 建筑結(jié)構(gòu)可按荷載效應(yīng)的偶然組合進(jìn)行設(shè)計(jì)或采取防護(hù)措施，保證主要 承重結(jié)構(gòu)不致因出現(xiàn)規(guī)定的偶然事件而喪失承載力。人防荷載比平時(shí)的靜荷載大很多，結(jié)構(gòu)承受的爆炸動(dòng)荷載，是基于工程 必須到達(dá)抗力要求而確定的。按國(guó)家規(guī)定的防護(hù)級(jí)別所對(duì)應(yīng)的地面沖擊 波最大超壓

30、值進(jìn)行承載力計(jì)算時(shí)，只考慮一次作用，不考慮超載。在一般情況下人防動(dòng)荷載分項(xiàng)系數(shù)取1. 0,即能到達(dá)防空地下室必須滿 足的抗力。依照“可靠度統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)”從平安與經(jīng)濟(jì)兩方面考慮，當(dāng)按偶 然荷載組合驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的承載力時(shí)，所采用的可靠指標(biāo)值允許比基本組合 有所降低。所以人防荷載當(dāng)為主控荷載時(shí)，其承載能力極限狀態(tài)的可靠 指標(biāo)，比一般工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠指標(biāo)低?！叭朔酪?guī)范” 4. 1. 3條規(guī)定甲類(lèi)防空地下室結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受常規(guī)武器爆炸 動(dòng)荷載和核武器爆炸動(dòng)荷載的分別作用，乙類(lèi)防空地下室結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受 常規(guī)武器爆炸動(dòng)荷載的作用。對(duì)常規(guī)武器爆炸動(dòng)荷載和核武器爆炸動(dòng)荷 載，設(shè)計(jì)時(shí)均按一次作用。1. 5彈塑性工作

31、狀態(tài)設(shè)計(jì)在人防爆炸動(dòng)荷載作用下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形通常是隨時(shí)間的增長(zhǎng)至最大 值，隨之即出現(xiàn)衰減。因此，可以考慮由結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生的塑性變形來(lái)吸 收爆炸動(dòng)荷載的能量，即在爆炸動(dòng)荷載作用下，允許結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)入彈塑 性工作狀態(tài)。考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彈塑性性能，可承受更大的爆炸動(dòng)荷載，具有較大的經(jīng) 濟(jì)意義。對(duì)于既考慮彈性工作階段又考慮塑性工作階段的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為按彈 塑性階段設(shè)計(jì)，如鋼筋混凝土的頂板、底板、外墻、和臨空墻等。在此需要指出的是，防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，也有些構(gòu)件必須按彈性階 段設(shè)計(jì)，如砌體外墻、非常重要鋼筋混凝土防護(hù)密閉門(mén)的門(mén)框墻、及防 水要求高的結(jié)構(gòu)等。2有關(guān)防空地下室設(shè)計(jì)的基本原那么和規(guī)定防空地下室是為戰(zhàn)時(shí)

32、防空襲服務(wù)的，所以其設(shè)計(jì)必須滿足預(yù)定的防護(hù)要 求和戰(zhàn)時(shí)使用要求。所以防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心有兩方面內(nèi)容：一是防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須滿足預(yù)定的抗力要求，在預(yù)定的爆炸動(dòng)荷 載作用下，防空地下室不能破壞，并具有足夠的承載能力。防空地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)防護(hù)要求和受力情況做到結(jié)構(gòu)各個(gè)部位 抗力相協(xié)調(diào)。即在預(yù)定爆炸動(dòng)荷載作用下，保證結(jié)構(gòu)各部位（如出入口、 防護(hù)設(shè)備、與主體結(jié)構(gòu)）都能正常工作，防止由于局部薄弱破壞主體， 這就是人防設(shè)計(jì)的指導(dǎo)原那么。二是防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，必須滿足預(yù)定的密閉要求，在預(yù)定的爆炸動(dòng) 荷載作用下，滿足防毒要求和輻射防護(hù)要求。對(duì)一般密閉、防水要求的防空地下室結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可按彈塑性工作階段設(shè) 計(jì)。在滿足設(shè)計(jì)抗力及防毒密閉要求的前提下，為了結(jié)構(gòu)構(gòu)件在最終破 壞前有較好的延性，應(yīng)使其具有較好的變形能力。為表達(dá)抗爆概念設(shè)計(jì)思想，與抗震結(jié)構(gòu)相同，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件宜實(shí) 現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎”的設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么。在抗爆結(jié)構(gòu)中，應(yīng)充分利用受彎構(gòu)件和大偏心受壓構(gòu)件的延性。在構(gòu)造 上還應(yīng)特別注意梁、柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)要有足夠的抗剪、抗壓能力和鋼筋錨 固長(zhǎng)度。不管結(jié)構(gòu)內(nèi)力是按彈性分析或彈塑性分析，都應(yīng)將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成 最終為延性破壞而不是脆性破壞，這樣可