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人防結構設計范文第1篇

關鍵詞：人防結構；抗震結構；結構設計；結構比較

在構建一個建筑設施之前，根據實際情況對其人防情況和抗震情況進行分析，設計出高效的人防結構和抗震結構，是建筑工程中的一項重要的設計工作和環節。人防結構能夠保證人民在戰爭災害中的生命和財產安全，而我國的地理位置也決定了不能不考慮抗震結構方面的因素。因此，如何將兩方面加以融合，在提高建筑物質量的同時，降低因此而增加的成本費用，在取得經濟效益的同時，保障其社會效益的實現，對我國經濟發展和建筑行業本身的發展而言，具有十分重要的意義。

1人防結構設計與抗震結構設計內容

1.1人防結構設計內容

在建筑行業中，人防結構是指能夠對戰爭事態產生一定作用，保障戰時人員和物資的隱蔽、指揮、醫療等作用的結構設計。采用人防結構的建筑，在平時可以用作地下商場、游樂場、會堂、影院劇院，甚至可以充作旅店的功用，但統一的特點是，均為地下建筑。雖然現階段已經得到了很大的發展，但由于抗戰時期以及之后的經驗，民間一般都將之稱呼為“防空洞”。人防工程按構筑形式可分為地道工程、坑道工程、堆積式工程和掘開式工程；按戰時功能分為指揮通信工程、醫療救護工程、防空專業隊工程、人員掩蔽工程和其他配套工程。現階段我國主要采取的人防結構設計，主要是掘開式和暗挖式兩種，但同時也會針對不同地區的地形地貌和人文特點進行調整[1]，保證其穩定性和強度，荷載承受力較高，不易變形。

1.2抗震結構設計內容

抗震結構設計與人防結構設計相對應，針對的是地震情況下，對房屋建筑的保護能力。我國位于環太平洋火山地震帶和喜馬拉雅火山地震帶的交接位置，雖然從根本上來說，是一個發生地震的可能性較小的國家，但從唐山大地震到汶川地震，再到近年來不斷發生的各種地震情況來看，進行抗震結構的設計仍然是十分必要的。我國對建筑進行規范和指導的文件以及法律法規的內容，相對而言已經比較完善，在遵守建筑工程標準的前提下，我國大多數的建筑都能夠具有較好的防震特性，在震級較高的情況下依然能夠保證建筑的大體完好。建筑工程的抗震結構設計是按照重要性程度劃分的，對民用的建筑而言，大多數采用的是消能減震加固法[2]。

1.3人防結構與抗震結構內容比較

人防結構由于主要針對的是戰爭狀態的荷載能力，當國家處于戰爭狀態時，建筑會受到的損害主要還是炮彈和爆炸等問題，對荷載的要求相對來說比較低，這也導致了在人防結構的設計中，一定程度的降低極限情況、降低防護要求的措施是可以允許的。但地震屬于自然災害，一旦發生會受到更大的影響，因而在進行抗震結構的設計時，其要求要遠比人防結構的要求更高。

2人防結構設計與抗震結構設計比較

2.1設計原則比較

從理論上來說，人防結構設計與抗震結構的設計之間，設計原則從根本上是一致的，都是避免房屋中的居住或使用人員受到外部條件的影響，而導致生命和財產受到威脅。二者之間的差別僅在于，人防結構設計針對的是戰爭狀態，抗震結構針對的是自然災害。因此，在設計原則上，基本不會出現過大的差距。也就是說，建筑結構所需要選取的材料，都應該是延性好、同時也能夠避免脆性破壞的類型，因此都需要遵循“強柱弱梁”和“強剪弱彎”兩個原則。它們強調的都是整體上的完整性，需要將每一個部件中都加強處理，避免由于一兩處細節上的失誤和問題而導致整體強度受到影響。

2.2設計方法比較

在設計方法方面，二者間有比較大的差別。人防設計在現階段主要采取的方法是等效靜荷載，采用合理的設計和合適的原料，做出最佳的方案來實行；但有效的抗震結構的設計方法仍然在摸索中，這主要是由于地震災害的不可預測性造成的，需要建筑即使遇到大型地震災害發生，也能保證建筑不會倒塌、人員能夠及時撤離。因此，需要在人防結構的基礎上，針對地區的情況，對建筑的設計方式進行調整。換句話說，在進行建筑設計之前，需要考慮的是人防結構設計，而抗震結構設計是建立在人防結構設計的基礎上，對已經完成的設計方案進行調整的。

2.3荷載情況比較

在荷載情況方面，二者采取的同樣都是偶然動荷載，設計時都以一次作用時間為基準進行的。人防荷載的動能量作用于外部表面，而動荷載則直接作用于構件，具有破壞力大、作用時間短的特點。但地震荷載不同，它是間接的、偶然性的荷載，因此構件的安全性會比較低，不太可能發生地基失效導致的結構破壞，因此設計時無需考慮人防結構問題，這就導致在荷載方面，二者間的設計方案產生了一定的沖突[3]。

3實際應用情況分析

在將二者間進行結合的實際應用中，人防結構的設計要求結構構建的延性越大越好，嚴格地遵守強柱弱梁和強剪弱彎原則，調整使用部件的種類吸收荷載能量的作用，以提高建筑的整體承載能力。可以調整建筑方案和使用的原料，提高結構上的穩定。在此基礎上，對建筑采用有效的抗震結構來進行建設，例如采用框架結構、剪力墻結構、鋼筋混凝土結構、磚混結構、鋼結構框架、板柱結構等，對建筑方式進行調整，以提高建筑的防震能力。

4結束語

綜上所述，我國的建筑設計人員在進行建筑設計之前，加強人防結構設計和抗震結構設計，是首先需要考慮的問題。如何將二者整合起來，在兼具二者特點的同時，降低成本上的消耗，兼顧社會效益和經濟效益，正在成為建筑設計師必然面對的重大問題。本次研究將防結構設計與抗震結構的設計原則、設計方法以及荷載情況進行了比較，分析二者間的共通之處，研究實用過程中能夠兼顧二者的方式，對提高建筑的使用壽命提出了具有積極作用的意見。

參考文獻：

[1]趙桂蘭.現有建筑結構抗震鑒定及加固設計探討[J].工程技術研究,2016,(7):194+201.

[2]蔡忠坤.人防工程建設與城市地下空間開發利用的思考[J].工程技術研究,2017,(1):201+203.

人防結構設計范文第2篇

關鍵詞: 人防地下室 結構設計

根據《中華人民共和國人民防空法》，人民防空是指國家根據國防需要，動員和組織群眾采取防護措施，防范和減輕空襲災害。人民防空工程( 亦稱人防工程) ，是為保障戰時人員與物資掩蔽、人防指揮、醫療救護等需要而修建的地下防護建筑。防空地下室是結合地面建筑修建的戰時用于人民防空的，具有一定防護能力的地下室。防空地下室是人防工程的重要組成部分。與其它類型人防工程一樣，它具有國家規定的防護能力和各項戰時防空功能，是實施人民防空最重要的物質基礎。地下室考慮人防設計, 有一個平戰結合的問題: 既要考慮平常使用時荷載較小, 需滿足建筑功能對大空間的要求, 又要考慮人防時荷載較大，結構上很難滿足大空間的問題。如何協調兩種狀態下不同的使用要求，以下為筆者在參與人防設計方面的一些體會，以資借鑒。

1 人防結構設計的特點

防空地下室結構設計的主要內容包含兩方面: 一是主體結構設計; 包括頂板、外側墻、底板等其它構件的結構設計，二是孔口防護設計，包括出入口的防護和消波系統( 防護設備) 。其中出入口的防護包含防護密閉門的選用、門框墻、臨空墻的計算、出入口通道( 包括風井) 的計算等幾個方面，而消波系統則包含防爆破活門的選用和擴散室(箱)的設計。那么，這些內容的結構設計與一般的結構設計有如下不同。

第一、結構設計的可靠性可以降低，一般建筑結構pf ＝ 10%，而人防結構pf ＝ 6%。第二、考慮結構的動力響應。第三、結構構件可考慮進入塑性工作狀態，功能, 是實施人民防空最重要的物質基礎。對防空地下室中鋼筋混凝土結構構件(如頂板、外墻、臨空墻)來說，處于屈服后開裂狀態仍屬正常的工作狀態，這樣可充分利用材料潛力，如受彎構件，在屈服后還要經歷很大變形才會完全坍塌，因此考慮塑性階段工作，可承受更大動力荷載，有較大經濟意義。第四、材料設計強度可以提高。實驗表明，在快速加載的情況下，這時材料力學性能發生比較明顯的變化，這主要表現為強度提高。但變形性能包括塑性性能等基本不變，這對結構工作起到有利作用。例如鋼材強度可提高1. 15～1. 5倍，砼強度可提高1. 5倍，這是在設計中考慮材料強度綜合調整系數來完成的。第五、重視構造要求, 人防設計的許多構造要求是與一般的建筑與結構設計不同的，要求更為嚴格。故僅僅只考慮受力計算，不考慮構造措施是不合理的。

根據以上所述的結構設計的特點，我們可以確定防空地下室結構設計的一般原則:平戰結合，取控制條件。在民用建筑的人防地下室的結構設計中，一般只涉及5 級或6 級人防設計，結構的頂板基本上都由戰時控制。而側墻和底板則因地下室的結構型式的不同而由實際情況確定。只進行強度的驗算，由于在核爆動荷載作用下,結構構件變形極限已采用允許延性比的控制。且在確定各種構件允許延性比時，已考慮了對變形的限制，因而在防空地下室結構設計中，不必再單獨對結構構件的變形與裂縫開展進行驗算。只考慮一次核襲擊; 注意各部件的協調，以免因設計控制標準不一致而導致結構的局部先行破壞，失去整個防護建筑的作用。地面與地下承重結構體系要協調，不能出現兩者強弱相差較大的情況。了解了結構人防設計的特點及原則之后，我們首先就必須確定計算所需的荷載值。

2 人防荷載的確定

地下室人防改造結構設計的主要內容包含兩方面: 一是主體結構設計，包括頂板、外側墻、底板等其他構件的結構設計; 二是孔口防護設計，包括出入口的防護和消波系統( 防護設備) ，其中出入口的防護包含防護密閉門的選用、門框墻、臨空墻的計算、出入口通道( 包括風井) 的計算等幾個方面，而消波系統則包含防爆破活門的選用和擴散室( 箱) 的設計。人防地下室結構設計主要考慮抵抗空氣沖擊波。當核武器在空中爆炸，沖擊波傳播到地表時，形成反射沖擊波。因反射波是在被入射波壓密和加熱過的空氣中傳播，且壓力又高，所以反射波的傳播速度要比入射波快，當反射波波陣面終于趕上入射波波陣面后，則匯合成為單一的沖擊波，即合成波。合成波波陣面靠近地面部分是垂直于地面的，即合成波是水平方向傳播的，對抗力等級較低的防空地下室來說，所受的沖擊波即為這

種合成波( 即地面沖擊波) 。防空地下室的頂板一般就直接承受地面沖擊波的超壓和負壓作用; 而對于側壁和底板，因空氣沖作用于地表，壓迫土體并使其產生運動，上層土體受壓后連續向下傳遞壓力(這種土體的壓縮狀態由上向下逐層傳播過程稱為土中壓縮波的傳播) ，當遇到側壁或底板的阻擋后，則會產生超壓、動壓和負壓作用，這就是側壁和底板需考慮的問題。以防護等級為6 級、全埋式現澆鋼筋混凝土人防地下室的工程為例，其各部位等效靜荷載取值分別參考如下。

①頂板: 首層外墻為180mm實心磚填充墻，且墻面開孔面積大于50%，故不計上部建筑物對地面空氣沖擊波超壓作用的影響，等效靜荷載標準值q=60kN/ mm2 。

②側墻: （上部建筑物為抗震設防的框架) 剪力墻結構，故應放入上部建筑物對地面空氣沖擊波超壓值的影響。根據本工程地質條件，人防地下室側壁范圍內分別有非飽和土和飽和土，取其加權平均值，并考慮周圍基坑支護的阻隔作用，故地下室側壁等效靜載荷標準值q =40kN/ mm2。

③底板: 本工程采用樁基礎, 當核爆荷載作用于頂板時，荷載隨板、梁、柱傳至樁上，因人防設計時不考慮地基承載力和地基變形，由產生的由樁與底板共同承受, 故小于規范中按箱形地下室底板的等效靜荷載值( 40～50)KN/ mm2, 與平時荷載作用下因樁不均勻沉降而產生的底板受力相比，不起控制作用，故不予考慮。

④門框墻: 所受荷載由兩部分組成，一是直接作用在墻上的荷載=200/ 2; 二是由門扇傳來的等效靜載標準值，分別按門扇的型號、大小計算確定。

⑤臨空墻: 依工程實際情況和規范表4. 5. 7取其等效靜荷載標準值為130kN/ mm2。

⑥隔墻: 隔墻分兩種, 一是相鄰防護單元間隔墻的設計壓力值為50kN/ mm2; 二是6 級人防地下室與普通地下室相鄰間的隔墻，其普通地下室一側的設計壓力選用值為90kN/ mm2 。其他各種防護密閉門、防爆波活門、擴散室的設計壓力均從規范中有關規定選用，當所有構件的等效靜荷載值確定后，即可進行結構計算。

3 荷載組合和內力分析

人防地下室分為甲類和乙類, 甲類人防地下室應能承受常規武器爆炸動荷載和核武器爆炸動荷載的分別作用, 乙類人防地下室應能承受常規武器爆炸動荷載的作用。甲類人防地下室結構應按下列①，②，③條規定的荷載組合進行設計，乙類人防地下室結構應分別按下列①,②條規定的荷載組合進行設計,并應取各自的最不利效應組合作為設計依據。

①平時使用狀態的結構設計荷載。

②戰時常規武器爆炸等效靜荷載與靜荷載同時作用。

③戰時核武器爆炸等效靜荷載與靜荷載同時作用。

作用在人防地下室結構上的荷載包括爆炸動荷載、上部建筑物自重、土壓力、水壓力及人防地下室的自重等，結構設計時可結合各工程的結構特點根據規范確定荷載組合的項目。在進行荷載組合時，需要明確的一個問題就是上部建筑物自重標準值的確定。規范中已說明根據不同的上部結構形式，在進行荷載組合時上部建筑物自重分考慮全部、考慮一半和不考慮三種情況，設計時應認真分析確定。人防地下室在確定等效靜荷載和靜荷載后，可按靜力計算方法進行結構內力分析。其承載力設計應采用下列極限狀態設計表達式:

γ 0( γ GSGK+ γ QS QK) R, R=R(fcd, f yd，ak，…，) 。

其中, γ0 為結構重要性系數, 可取1. 0; γG為永久荷載分項系數; γQ為等效靜荷載分項系數, 可取1. 0;fcd為混凝土強度動力設計值; f yd為鋼筋( 鋼材)動力強度設計值; ak為幾何參數標準值。由上式可以看出人防設計的特點，與平時狀態下的內力情況進行比較，頂板、側壁及人防區域內構件的水平受力由戰時控制，底板、基礎由平時控制。求出構件的內力和配筋后，需注意的問題是結構構造措施，規范中作了詳細的規定，結構設計人員應認真研究體會規范條文的條件和適用范圍，結合工程實際情況完成人防地下室各主要構件的設計。

4 孔口防護和平戰兼顧

孔口防護包含三部分的設計內容:一是防護密閉門與消波系統的設計;二是出入口通道內臨空墻、門框墻的設計; 三是孔口其他構件，如風井、防倒塌棚架、開敞式通道、相鄰單元之間的隔墻等的設計。其中第二、三條中的臨空墻、相鄰單元之間的隔墻可按一般墻體的計算模式, 考慮人防設計的特點計算出內力和鋼筋。而門框墻的設計一般是按懸臂梁計算，但需注意的就是因平時使用時需要的出入口通道均較寬，而戰時又相應較窄，有可能會使門框墻的懸臂長度過長，水平筋過大。這種情況下，可考慮在不影響功能使用的前提下，加設柱、梁改變門框墻的受力型式，得到較為經濟的設計效果。風井的設計中只計算土中壓縮波的壓力，對空氣沖擊波則不予考慮，因兩者不會同時作用。開敞式通道更不考慮核爆動荷載，只考慮靜土側壓力, 而防倒塌棚架的設計分豎向和橫向兩項。豎向力即為倒塌荷載50kN/ mm2, 屬靜載, 橫向力即動壓設計值，由《規范》第4. 5. 10條確定。這兩項受力作用時間存在間隔，故不考慮同時作用。下面主要談談防護密閉門與消波系統的設計。當空氣沖擊波到達出入口通道時，雖然有通道出入口的擴散作用，但遇墻體和門的反射作用使作用在門上的總效應大于空氣沖擊波的壓力，約為2.0～3. 5倍。為方便工程設計人員，國家將防密門進行系列化處理，依據設計壓力和門洞尺寸就可輕松地選擇定型的防密門。

而消波系統的產生是因為濾毒通風設備所能承受的允許壓力遠小于空氣沖擊波，若其防護措施不能與主體抗力相適應，將直接影響整體工程防護能力。消波系統的基本思想是以堵為主，堵消結合: 堵就是采用防爆波活門將沖擊波的大部分阻擋在室外; 消就是使從活門孔進入的少量沖擊波通過擴散室的擴散膨脹作用削弱其壓力, 使其進入內部的壓力不超過設備的允許壓力。規范表4. 9. 1 給出了消波系統選擇表，可按抗力等級與允許余壓值予以確定，一般由防爆波活門及擴散室組成，防爆波活門的選用和擴散室各部分尺寸的確定均可在《規范》中找到相應的表格和公式得到落實。這項工作在設計過程中既可由結構專業完成，也可由建筑、通風專業完成。

擴散室前墻即安裝懸板活門的墻面為臨空墻，墻面本身受的荷載及活門傳來荷載均按臨空墻荷載取值，擴散室與土相鄰的頂底板及外墻按土中壓縮波壓力確定荷載。平戰兼顧設計是深入貫徹“平戰結合”建設方針一個重要環節，由于人防工程是戰時遭受敵襲擊時作為保障城市居民生命安全和堅持工作的一種具有特殊功能要求的建筑物，因此它需要承受的荷載較一般結構大幾十倍至數百倍，而且密閉要求很高。所以在設計中應盡量減小結構跨度，減少并縮小直通大氣的各種孔口，而這種處理原則，給平時使用造成諸多困難。《規范》第4. 8條中對此點作了指導性的規定，所以具體做法應根據平時和戰時的具體要求和工程本身的實際條件綜合研究確定。

人防結構設計范文第3篇

【關鍵詞】地下人防；結構設計；特點

《中華人民共和國人民防空法》中，人民防空指的是國家依照國防的需要，組織與動員群眾采取的有效防護措施，減輕與防范空襲所造成的災害。人民防空，即人防，是為了保障戰爭時物資與人員的掩蔽、指揮、救護等一系列需要，來修剪地下防護的建筑。防空的地下室是與地面的建筑相結合，建造成在戰爭時用于人民防空所用的，具有一定的防護能力。它是地下人防的重要部分，也是人防工程實施的一個重要基礎。

1 地下人防工程結構設計的原則

1、利用等效靜載方法，來簡化人防荷載的作用，可以拆成單個構建來進行計算。

2、將平戰結合，應用有效控制的條件，在一般五級或者六級人防的設計結構之中，基本上頂板由戰爭時來控制，而底板與側墻就需要由人防結構的形式根據實際的情況來確定。一旦平常使用的要求和戰時的防護要求不相同，需要應用平戰功能的轉換措施。

3、運用強度驗算的方法，因為人防在荷載的作用之下，結構的構建變形極限已經用允許的延性來進行控制，所以在人防工程的結構設計之中，不需要再對結構的構建變形以及裂縫進行單獨驗算。

4、觀察各個部件抗力的協調性，避免因為設計標準的不同，導致結構局部的先行破壞，是整個人防建筑作用喪失。

5、對于人防工程和墻與柱承重結構的設計，應該盡量做到和地面建筑承重的結構互相對應，使得地面建筑荷載能夠通過人防工程承重的結構直接轉移到地基上面。

6、注重構造的要求，許多人防結構的設計要求是和一般建筑的設計有所不同，其在要求上會更為嚴格，應該對于結構延性有充分的保證，強剪弱彎、強柱弱梁。

2 地下人防工程結構設計的特點

1、建筑的使用功能——平戰結合

平戰結合作為地下人防工程結構設計上的一個特點，所以在人防工程荷載的設計上，應在平常使用的時候，用靜荷載作為主要荷載，戰爭時爆炸沖擊波的動荷載作為工程主要的荷載。所以，在人防工程的結構設計之中，除要滿足正常生活使用的要求之外，還需要滿足戰爭時承受爆炸荷載的組合要求。

2、鋼筋混凝土的結構組成可以按照彈性的工作階段來設計

因為構件處在塑性階段工作的時候比彈性階段工作之中吸收的能量較多，所以能夠將材料的潛力充分發揮出來。因為人防工程的設計是有效將動荷載來等效成靜荷載分析，和這個相互適應的是在人防工程中結構的材料所承載能力按照靜載的實驗來取得，材料的強度應用在人防工程的設計時，需要將材料處于動載之下強度提高的一系列因素考慮好。所以，在人防工程的設計之中材料的強度需要用動荷載的強度增強的系數調整之后，才可以用在結構的設計之上。這也是人防結構設計之中重要的一個特點。

3 等效靜荷載設計的概念

對于人防工程的結構設計之中，其核心的問題是人防工程結構的內力計算方法與構件界面設計的方法。從人防工程的設計程序上來看，簡單可分為三層，即結構的方案、內力的分析、截面的設計。這三點之中內力的分析在人防工程的結構設計之中與普通建筑的結構設計上有著很大區別，然而截面的設計一般與普通建筑結構的設計方法普遍一樣。在進行人防工程結構的分析時，最先考慮的應該是依照建設單位設計委托書之中確定工程抗力的等級，來有效證明工程所需防護的要求。一旦確定防護的等級，就可以依照相關規范確定其各種荷載所作用的數值。

一般人防工程平時都是以靜荷載為主的，戰爭時需要以動荷載作為主要荷載，這種荷載也可以稱為沖擊荷載。但是人防工程怎樣選擇荷載？荷載又怎樣作用在結構之上？解決這個問題有效思路是，將爆炸的動荷載轉變成等效靜荷載，之后再依照荷載的組合情況，根據普通靜力結構的力學方法算出結構的背離。再進行結構整體分析，并從整體到具體的構件。然而人防工程內力的分析主要是將結構分成單個獨立構件，每一個構件按照分別不同防護的要求與防護的等級，將其等效的靜荷載計算出來，不再向另外的構件來傳遞所受荷載。

一般等效靜載法在原則上適用單個的構件。三十幾人防工程的結構由梁、頂板、柱、外墻等一些構件所組成多構件的復雜體系。應用等效靜載方法進行設計的時候，普遍是將結構分解為獨立構件，各自求出等效靜載之后，將復雜的結構進行簡化，成為基礎構件或是結構，就可以按照靜力荷載的作用下對結構的內力進行計算。

4 幾種人防結構在設計構件上荷載的取值辦法

上部的建筑對于人防地下室的頂板核爆炸動荷載的影響，應該從爆炸的沖擊波和建筑相互作用方面來分析。一旦沖擊波在迎爆墻壁各個窗孔內沖進室內，沖擊峰的數值將會被降低，經由室內各方向障礙反射的過程，會形成新超壓波形，會導致地面建筑的變形、失穩甚至倒塌。因此對上部建筑自重計算的明確，也就知道了人防工程的等效靜荷載之中，上部建筑自重作用在頂板的原因。在核爆的時候，上部的混凝土承重墻由于倒塌等原因，壓在地下的人防工程頂板，由于建筑受到拋擲，所以上部建筑自重不計或取半。

在對界面進行設計的時候，要對臨空墻、樓梯口以及擴散室墻等各種構件動荷載的作用區別進行嚴格的區分。臨空墻的一側在工程防護門之外受到沖擊波的荷載作痛，另一側不會受到沖擊波的影響。對于防護門之外和擴散室外的通道的臨空墻，他的外側會受到沖擊波的強力荷載。所以應該按照構件反面和正面不同時受到荷載來分別對配筋進行計算。

在人防工程的結構設計時，要結合建筑的功能要求，對結構進行合理的布置，并建立結構合理的計算模型，將建筑的構件和結構的構件有效合成一個整體，合理選取設計的參數，確保結構設計的經濟性與科學性。

在人防設計之中，頂板、底板以及側墻是設計的重點內容，同時也是設計中的基本結構，從經濟與功能方面來看，也是人防設計中的重點所在。人防工程在進行入口、通風口等各種管道的設計時，尤為需要設計人員的關注，這也是在設計之中最容易出問題的地方，在進行設計的時候不僅要確保出入口的臨空樓梯與臨空墻結構的承載能力，還要確保防護門的牢固性，確保其承受住規定荷載。對于各種階段設計上必須全面，對于設計的要求也要具體明確，保證地下人防工程的質量與防護水平。

結語：隨著社會科技的高速發展，可以說我國的人防工程逐漸由古老的地道戰形式，轉變成堅固、美觀的建筑形式。地下人防工程能夠合理來利用地下的空間，同時打破了拆遷以及文物保護的一系列矛盾，能夠合理的解決新舊建筑的結合與功能拓展，為地面上創造了更加開辟的空間，符合了現代城市建設的緊湊化以及人文關懷的一系列新理念。本文是結合筆者多年地下人防工程結構上設計的經驗，對于其設計的特點進行的簡單探討，希望會日后地下人防工程的建設有一定的借鑒價值。

參考文獻

[1]胡俊杰，試論人們防空地下室的結構設計[J]，科技資訊，2009（2）

[2]李威，關于人防結構設計分析[J]，城市建設理論研究，2011（21）

[3]黃伏祥，人防地下室設計若干問題探討[J]，江西化工，2010（4）

人防結構設計范文第4篇

關鍵詞：地下人防；工程；結構設計；原則；特點

我國的人民防空法明確規定，地下人防工程是為了滿足國家民防需要，應對空襲而設計施工的民防工程。若國內發生戰爭，地下人防工程必須要肩負起戰時掩蔽人員和物資，為指揮戰爭和搶救傷員提供安全場所的重要作用；同時需考慮平時有效的人防工程空間利用，實現平戰結合的設計效果。因此地下人防工程的結構設計必須既要滿足人防要求，又要具有一定的實用性。為了能夠使讀者更好地了解地下人防工程結構的特點，以下本文就來詳細地探討有關地下人防工程的結構設計問題。

1、地下人防工程的結構設計原則

由于地下人防工程與普通的建筑地下工程的功能和作用存在著一定差異，因此在對工程進行設計時也不能采取相同的設計方法。事實上，在對地下人防工程進行結構設計時，需要遵從一定的結構設計原則，這是在長期的實踐中所得出的基本原則，主要有以下六點：

1.1采用等效靜載的設計方法。由于地下人防工程設計時需考慮核武器和常規武器的動荷載作用，因此在對其結構進行設計時，應該將動荷載對結構產生的效應簡化成相應的靜荷載，同時根據工程戰時功能的具體情況及結構型式將其拆成若干個分工程進行結構荷載計算。

1.2戰時僅對強度進行驗算。與普通民用建筑工程不同，人防工程結構戰時只要在規定的武器作用下不破壞，保證結構的承載力，就達到了目的。且在設計中已對不同位置的結構和構件的允許延性比進行了控制，因此在戰時使用狀況下，只驗算結構的承載力（包括穩定），可不進行結構變形、裂縫寬度和地基變形的設計。

1.3人防工程結構各部位的抗力應相協調。這是人防工程設計的指導原則。由于人防工程結構各部位所受的作用不同，破壞形態不同及安全儲備不同，抗力相協調的目的就是為了防止由于存在個別薄弱環節致使整個結構抗力明顯降低。主要包括：出入口各部位抗力應相協調；出入口與主體結構抗力應相協調；主體結構各部位之間的抗力應相協調；口部防護設備與人防工程抗力應相協調。

1.4強調墻柱承重結構的設計合理性。在城市建設中，大多數地下人防工程的地面都承受著較大的上部建筑荷載，在設計中應該盡量使地下人防工程的墻柱承重結構與地面建筑的承重結構實現一致，這樣就可以使地面建筑荷載直接作用到地基上，而非地下人防工程頂面上。

1.5強調節點構造設計。地下人防工程結構的設計與普通建筑工程的結構設計是有很大差異的，并且對結構的整體性要求更高，還要求其具備一定的延性。同時，還應該實現強剪弱彎、強柱弱梁的結構設計效果。這就要求設計人員必須要對節點構造根據規范進行仔細設計，確保地下人防工程的設計質量。

1.6實現平戰結合的設計效果。盡管地下人防工程的主要目的是為了作為戰時防護使用，但是其最多的使用狀態還是處于和平時期。此時的地下人防工程若閑置起來，必然會造成極大的空間浪費。為此在結構設計中一般要求地下人防結構應該滿足戰時使用和平時使用兩個要求。而要做到這一點，就要在設計中進行相應的平戰轉換設計，以便于戰時地下人防能夠快速實現平戰功能的轉換。

2、地下人防工程結構設計的特點

基于我國城市國防現代化建設的要求，城市地下人防工程項目越來越多，而很多結構設計人員都沒有接受過專業的人防知識培訓，也沒有較為系統的人防結構設計概念，因此在設計中很難保證地下人防工程的設計質量。要想使設計人員更好的把握人防的結構設計質量，首先就要使其明確人防工程的結構設計特點。總結起來，地下人防工程的結構設計特點主要有以下幾點：

2.1結構構件的振動性

人防工程結構設計均按非直接命中計算，所受爆炸動荷載屬于偶然性荷載，具有量值大，作用時間短且不斷衰減等特點，這就造成了結構加速度大，引起結構不斷振動，結構構件所受力不斷從正面到反面交換變化，正是基于此，人防構件（比如人防頂板、人防墻體、人防主要出入口樓梯）強調雙層雙向配筋和設置拉結筋的構造要求。

2.2動靜荷載等效性

在動荷載的作用下，結構構件振型與相應靜荷載作用下撓曲線很接近，且動荷載作用下的破壞規律與相應靜荷載作用下的破壞規律基本一致，所以在動力分析時可將爆炸動荷載轉換為相應的等效靜荷載。但也應當注意到，由于是等效靜荷載，結構實際承受的是動荷載，在動荷載的作用下材料特性有別于靜荷載，即在靜荷載的基礎上，混凝土及鋼筋均有一個材料強度綜合調整系數。例如HRB335級鋼的綜合調整系數為1.35，混凝土C55及以下的綜合調整系數為1.50，混凝土的彈性模量是靜載時的1.2倍，鋼材的彈性模量與靜載時相同。有的設計人員沒有注意到、理解到這個特性，在計算人防工程的結構構件時，沒有對這些系數進行調整，使計算結果不夠經濟、合理。

2.3工作狀態的彈塑性

地下人防工程只考慮一次承受核（常）武器爆炸作用，結構設計只要求主體結構能承受短時間的爆炸偶然荷載，對結構的變形和裂縫開展均不作要求，可不進行驗算。地下人防工程戰時的使用狀態要求較地面建筑的低，可按彈塑性或塑性階段設計。規范（GB50038-2005）第4.6.2規定“在常規武器爆炸動荷載或核武器爆炸動荷載作用下，結構構件的工作狀態均可用結構構件的允許延性比[β]表示。人防工程鋼筋混凝土結構構件的[β]值可根據結構的受力狀態和結構構件的使用要求來取值，通過充分發揮結構較大的塑性變形，來達到消耗核（常）爆炸動荷載的目的。正是基于此，規范4.2.2條規定“防空地下室鋼筋混凝土結構構件，不得采用冷軋帶肋鋼筋、冷拉鋼筋等經冷加工處理的鋼筋”，以保證構件的最大延性。

2.4防護密閉性

人防工程防護密閉性要求：戰時不僅能承受核（常）爆炸荷載作用，也能防早期核輻射、抵御毒氣、生化武器的侵入，保證人防工事內人員的安全。有的結構設計人員在結構設計時，只考慮到結構的防護安全性，沒有注意到密閉性的要求，針對一些戰時和平時都沒有受到荷載作用的結構構件（比如說某些密閉墻體），結構厚度設計及配筋量達不到規范的最低要求，更有甚者，把一些有密閉性要求的墻體設計成了磚砌筑墻體。

2.5平時功能和戰時功能的兼顧性

防空地下室設計必須貫徹“長期準備、重點建設、平戰結合”的方針，在平面布置、結構選型、通風防潮、給排水和供電照明等方面，應采取相應措施使其在確保戰備效益的前提下，充分發揮社會效益和經濟效益。平時功能要求各建筑分區連通、連貫，為方便使用，洞口也較多；而戰時功能則要求其防護密閉性，與室外連通的洞口必須封堵。這就要求平時使用的洞口，結構設計時必須考慮采取相關技術措施，確保其在戰前轉換時限內能快速、安全地實現平戰轉換，滿足工程戰時的防護密閉要求。

3、結語

綜上所述，在對地下人防工程的結構進行設計時，應該遵守相應的設計原則，并把握人防工程的結構設計特點，在此基礎上再結合專業的工程結構設計理論，依照人防工程建設的相關法規及規范進行設計，以保證地下人防工程的結構設計質量。

參考文獻：

人防結構設計范文第5篇

【關鍵詞】地下室； 人防； 結構設計； 探討；

一、地下室人防結構設計的特點分析

地下室人防結構結構設計具有以下特點：第一，結構設計的可靠性可以降低，一般建筑結構 pf ≈ 10，而人防結構 pf ≈ 6%。第二，考慮結構的動力響應。第三，結構構件可考慮進入塑性工作狀態。第四、材料設計強度可以提高。實驗表明，在快速加載的情況下，這時材料力學性能發生比較明顯的變化，主要表現為強度提高，但變形性能包括塑性性能等基本不變，這對結構工作起到有利作用，例如鋼材強度可提高 1 .15～1.5 倍，對砼強度可提高 1.5 倍，這是在設計中考慮材料強度綜合調整系數來完成的。第五，重視構造要求，人防設計的許多構造要求是與一般的建筑設計不同的，要求更為嚴格，故僅僅只考慮受力計算，不考慮構造措施是不合理的 。

二、地下室人防結構設計的原則分析

根據以上所述的結構設計的特點，可以確定地下室人防結構設計相應的原則 ：

1、平戰結合，取控制條件，在民用建筑的人防地下室的結構設計中，一般只涉及 5 級或6 級人防設計，結構的頂板基本上都由戰時控制，而側墻和底板則因地下室的結構型式的不同而由實際情況確定；

2、只進行強度的驗算，由于在核爆動荷載作用下，結構構件變形極限已用允許延性比的控制，且在確定各種構件允許延性比時，已考慮了對變形的限制，因而在地下室人防結構設計中，不必再單獨對結構構件的變形與裂縫開展進行驗算；

3、只考慮一次核襲擊；

4、注意各部件的協調，以免因設計控制標準不一致而導致結構的局部先行破壞，失去整個防護建筑的作用；

5、地面與地下承重結構體系要協調，不能出現兩者強弱相差較大的情況。

6、了解了結構人防設計的特點及原則之后，我們首先就必須確定計算所需的荷載值。 三、地下室主要構件人防結構設計分析

1、人防荷載的確定。如前所述，人防地下室結構設計主要考慮抵抗空氣沖擊波。當核武器在空中爆炸時，當沖擊波傳播到地表時，形成反射沖擊波，因反射波是在被入射波壓密和加熱過的空氣中傳播，且壓力又高，所以反射波的傳播速度要比入射波快，當反射波波陣面終于趕上入射波波陣面后，則匯合成為一單一的沖擊波，即合成波，合成波波陣面靠近地面部分是垂直于地面的，即合成波是水平方向傳播的，對抗力等級較低的防空地下室來說，所受的沖擊波即為這種合成波。人防地下室的頂板一般就直接承受地面沖擊波的超壓和負壓作用，而對于側壁和底板，因空氣沖作用于地表，壓迫土體并使其產生運動，上層土體受壓后連續向下傳遞壓力，這種土體的壓縮狀態由上向下逐層傳播過程稱為土中壓縮波的傳播，當遇到側壁或底板的阻擋后，則會產生超壓、動壓和負壓作用，這就是側壁和底板需考慮的問題。

2、荷載組合和內力分析。作用在地下室人防結構上的荷載，應包括核爆動荷載、上部建筑物自重、土壓力、水壓力及防空地下室的自重等，規范中對人防地下室不同部位應考慮的荷載組合給出了一個表格，結構設計時可根據各工程的結構特點結合表格確定所需進行荷載組合的項目。在進行荷載組合時，需要明確兩個問題：一是上部建筑物質自重標準值的確定，規范的條文說明中第4.3.14 條已詳細說明了各種不同的上部結構型式，在進行荷載組合時可分為全部考慮、考慮一半和不考慮三種情況，設計時應認真分析確定。二是頂板的組合中是否考慮上部建筑物的倒塌荷載值，因為倒塌荷載的作用時間滯后于沖擊波峰值作用時間，且規范規定的倒塌荷載產生的靜荷載值為 50kN/m2，小于沖擊波對頂板的等效靜荷載值，因此在頂板荷載組合中不必計入倒塌荷載值。在地下室人防結構設計中，其承載力設計應采用下列極限狀態設計表達式：γ0（γ GS+ γ QS）≤ R（f，f，α k，......）（見規范第 4.6.2 條） 。求出構件的內力和配筋后，剩下需注意的問題就只有一些構造要求了，《規范》第4.7 節中已作了很詳細的規定，結構設計人員只需認真研究體會規范條文的條件和適用范圍，結合工程實際情況就可順利地完成人防地下室各主要構件的設計了。

四、地下室孔口防護人防結構設計分析

孔口防護包含三部分的設計內容：一是防護密閉門與消波系統的設計，二是出入口通道內臨空墻、門框墻的設計，三是孔口其它構件，如風井、防倒塌棚架、開敞式通道、相鄰單元之間的隔墻等的設計。其中第二、三條中的臨空墻、相鄰單元之間的隔墻已在根據上述荷載的確定按一般墻體的計算模式，考慮人防設計的特點計算出內力和鋼筋。而門框墻的設計一般是按懸臂梁計算。但需注意的就是因平時使用時需要的出入口通道均較寬，而戰時又相應較窄，這樣有可能會使門框墻的懸臂長度過長，而使水平筋過大。這種情況下，可考慮在不影響功能使用的前提下，加設柱、梁改變門框墻的受力型式，得到較為經濟的設計效果。風井的設計中只計算土中壓縮波的壓力，對空氣沖擊波則不予考慮，因兩者不會同時作用。開敞式通道更不考慮核爆動荷載，只考慮靜土側壓力，而防倒塌棚架的設計分豎向和橫向兩項，豎向力即為倒塌荷載50KN/m2，屬靜載，橫向力即動壓設計值q，由《規范》第 4.5.10 條確定，這兩項受力作用時間存在間隔，故不考慮同時作用。下面主要討論防護密閉門與消波系統的設計內容。

1、當空氣沖擊波到達出入口通道時，雖然有通道出入口的擴散作用，但遇墻體和門的反射作用使作用在門上的總效應大于空氣沖擊波的壓力，約為2.0～3.5 倍 。為方便工程設計人員，國家將防密門進行系列化處理，依據設計壓力和門洞尺寸就可輕松地選擇定型的防密門。

2、而消波系統的產生是因為濾毒通風設備所能承受的允許壓力遠小于空氣沖擊波，若其防護措施不能與主體抗力相適應，將直接影響整體工程防護能力。消波系統的基本思想是以堵為主，堵消結合。

3、擴散室前墻即安裝懸板活門的墻面為臨空墻，墻面本身受的荷載及活門傳來荷載均按臨空墻荷載取值，擴散室與土相鄰的頂底板及外墻按土中壓縮波壓力確定荷載。

五、結束語

總之，地下室的設計中考慮人防的問題，關鍵是和平時期和戰爭時期相結合的問題，既要考慮平常使用時荷載較小，需滿足建筑使用上大空間的問題，又要考慮人防時荷載較大，結構上很難滿足大空間的問題，如何協調兩種狀態下不同的使用要求，就是設計師考慮的地下室人防結構設計中的重點問題。

參考文獻

[1]人民防空地下室設計規范（GB50038-2005）[S].內部發行，2005

[2]人民防空工程施工及驗收規范（GB50134-2004）[S].北京：中國計劃 出版社，2004

[3]馬崢.多層地下室人防建筑設計探討.江西建材.2011-09-30.