人防工程结构设计的关键点探析

文/韦熙玲 广州市人防建筑设计研究院有限公司 广东广州 510006

随着社会逐步发展，科技不断进步，建筑行业不断优化进步是必然的趋势，而人防工程结构设计的水平关系到整个建筑工程的质量，所以要把人防工程作为一个重要环节深入研究，掌握人防工程结构设计关键点，提高人防工程设计技术水平，才能确保建筑工程的质量和安全。

1、人防工程

人防工程是战时起防护保卫作用的地下防护建筑工程。新时代的人防工程既要考虑战时需要，也要考虑和平时期经济发展和人民生活需要。人防工程是建筑工程的一个基础环节，建设人防工程要执行严格的程序，无论是土建还是装修都要把控好质量关，人防工程的质量会直接影响建筑的整体质量。

1.1 人防工程发展历程

20世纪60年代末、70年代初，单位、街道民众在房子下挖开地道网，这些早期工程质量差，范围小。随着社会发展，人防工程逐渐正规化、科学化。大批量的人防工程达到质量高、面积大、效益高的平战两用工程。许多人防工程成为了城市建设的重点项目，一些地区城市的地下商场、商业街、地下城、停车场等给人们生活带来多样性选择，丰富了城市生活，带来了很好的经济效益和社会效益。

1.2 人防工程设计原则和等级划分

人防工程结构设计分甲乙两类，甲类人防工程结构能承受常规武器爆炸和核武器爆炸动荷载的分别作用，乙类人防工程结构能够承受常规武器爆炸作用。目前常见的大量的人防工程按抗力级别划可分为核4级、核4B级、核5级、常5级、核6级、核6B级、常6级。按用途分专业人员掩护、医疗救助掩护、二等人员掩护、人防物资库、人防汽车库等。

1.3 人防工程和地下空间开发结合

城市开发建设中充分统筹考虑地利用地下空间，使人防工程不仅战时作为防护需要，和平时期也为城市发展带来效益。地下空间开发过程，要注意地下的自然条件，趋利避害，选择转入地下的工程能够适应地下条件，达到功能适应性原则。发展地下空间是补充地上空间不足的缺点，把城市地下、地上空间建设有机结合起来，增强城市功能，地上、地下互补互利，美化城市环境，取得良好的经济效益、环境效益和社会效益。

2、人防工程结构设计的关键点分析

近年来发展较多的地下空间综合体，地下街，都是在城市最繁华的地段开发的，因此，如何在寸土寸金的地段使人防工程合理地设计和施工，是设计的关键点。

2.1 人防工程顶板结构布置

人防工程顶板一般采用梁板式和无梁楼盖两种结构形式。当人防工程柱网区格内长短跨之比大于1.5，以及顶板标高变化较多时，宜选用梁板结构形式。当柱网比较规整时，宜选用无梁楼盖结构形式。无梁楼盖结构设备走管可以在无柱帽区通过，可以有效减小地下室的层高，且无梁楼盖的结构形式比较适合逆作法施工。

2.2 人防工程的底板和基础

一般单建式的人防工程只有一到两层，上部自重较小，对地基承载力较低，因此大多数情况可采用天然基础。若高抗力等级的单建式人防工程，其底板荷载大，要求厚度也较大，则设置筏板基础。少数情况特殊地质条件下可设置桩基础。

2.3 人防工程的墙体平面布置

人防工程的墙体平面布置先对人防区和非人防区划分，然后定出人防外墙、人防隔墙、人防门框墙和人防临空墙等。人防墙体结构的配筋计算是人防工程的重要部分，计算配筋主要依据以下几点：1.根据不同的出入口形式取值临空墙荷载。出入口的形式有：室内出入口，室外竖井、楼梯、穿廊出入口，室外直通、单向出入口。2.一般情况下，人防临空墙计算模型采用向上下传力的单向板计算方式，当上部板厚较墙体厚度大时，上部为固端，当上部板厚比墙厚度小时，上端是简支。3.人防工程外墙一般采用水土分算的静止土压力计算。

2.4 人防工程结构构件的设计要求

与非人防工程相比，人防工程的设计要求相当严格。在人防构件计算时，有几点特别注意：1.人防工程考虑平战结合，人防工程的顶板、底板、外墙，应按平时荷载作用下裂缝计算配筋和战时荷载作用下的计算配筋值取大值。2.确认混凝土等级，不同混凝土等级最小配筋率不一致，例如C35及以下最小配筋率为0.25%（无梁楼盖顶板除外），但当混凝土等级为C40及以上时，最小配筋率为0.30%。3.人防工程密闭性要求高，注意地下室的抗渗等级要满足要求。4.人防顶板有最小防辐射要求，当顶板厚度不满足防辐射厚度要求时，可在人防顶板上覆土，覆土厚度也有要求。5.人防工程纵向受拉钢筋的最小锚固长度是普通钢筋混凝土结构受拉钢筋的锚固长度的1.05倍。

2.5 人防工程的施工方法

人防工程常用施工方法一般有：明挖顺筑法、逆作法（又称盖挖法）、暗挖法（又称矿山法）。明挖法是比较普遍的施工方式，地道式和坑道式人防工程采用暗挖法较多。但近年来很多单件式的人防工程位于城市繁华地段的地下空间，如何在较短的时间内较快地恢复路面，减少对城市交通的影响，一般采用逆作法施工可以较好地解决这个问题。采用逆作法施工在设计阶段就应该结合施工方式进行设计：1.一般采用无梁楼盖结构形式；2.由于先施工顶板，后将板下的土开挖掉再施工外墙，应考虑此时的受力状态将顶板边跨设计成悬构件；3.地下有多层的人防工程，由于临时支撑已不能承受主体传下来的荷载，一般会采用包桩柱的竖向支撑形式，结构设计时应在板柱节点处增加环梁设计，减小了因桩阻断了中板和底板穿过柱截面中间的钢筋的影响。4.由于工期紧，后浇带要预留的时间较长，一般设置膨胀加强带来提高混凝土的抗裂、抗渗能力。

总结：

人防工程是建筑工程中重要的一部分，确保人防工程建筑质量，完善人防工程结构设计，提高人防工程结构设计水平，加速人防工程建设行业的发展。