人防地下室墙体结构设计
发布日期：2024-11-19 14:50 浏览次数：
一、人防地下室工程概述
人防地下室的分类因其使用用途而异，主要可分为医护人防工程、防空工程、收藏隐蔽人员工程及其相关配套工程。人防地下室根据承受能力分为两类，甲类防空地下室要足以经受常规性武器及核武器、生化武器的攻击影响，乙类防空地下室则要足以经受除核武器意外的其他两类武器的攻击影响；根据与地面距离分类，可分为顶部出土式与全埋式两种，在地面上层是钢筋混凝土结构建筑时，前一分类的甲类防空地下室必须采用全埋形式建造，乙类防空地下室用顶部出土式建造时，地下室顶层高出地面距离只可以小于上部建筑物高的二分之一。另外，人防地下室还可根据地面上不可移动建筑物的有无分成附建式与单建式，上部无坚固建筑物为单建式，上部有坚固建筑物为附建式，在附建式防空地下室中，上部建筑物与下层防空地下室相通，可自由出入。
人防地下室外墙为一侧与室外岩土接触，直接承受土中压缩波作用，另一侧为人防地下室内部的墙体。顶板与外墙之间二者刚度接近时，外墙上部可近似按固定端与铰支之间的支座情况考虑；底板刚度远大于外墙时，外墙下部支座可视作固定端，各构件之间支座条件应相互协调一致，需注意配筋及构造应与实际受力状况相符。
当地下室内部横隔墙较多或上层建筑的柱子沿外墙向下直通到基础底板，外墙可按支承在内部横墙（柱子）与楼板上的双向（单向）板计算；当地下室内部横隔墙较少或无横隔墙时可考虑上下两端支承，按下端嵌固在基础底板、上端简支或嵌固在顶板的单向板计算。
人防地下室与非人防地下室之间的防护密闭隔墙（临空墙）由于设备（消防栓、配电箱、接线盒等）暗装，导致防护隔墙局部不满足防护与密闭要求的厚度。《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）中第3.2.5，3.2.6，3.2.9，3.2.10，3.2.11，4.7.2等强制性条文都对防护墙体的厚度作出了明确规定。
当防护密闭门上挡墙较长时，往往需在挡墙下端设置加强梁，作为抵抗水平冲击波荷载的加强构件。需注意的是，加强梁距上挡墙下边缘应预留250～300mm高度，以便内侧的密闭门或防护密闭门有足够的水平开启空间，而且加强梁纵筋应锚入门框两侧的竖向加强暗柱（或柱）中，以形成明确的洞口加强传力体系。
笔者结合以下两个事例对构造配筋与人防墙体配筋的关系。
事例1：在普通地下室相隔的核6级人防的地下室，上部建筑荷载的影响应不考虑其中。并采取人防工程结构的相关软件进行隔墙配筋的计算。在长高比低于1.0时，应使构造配筋作为墙体内外的水平及竖向钢筋，且使用最低人防规范的配筋率进行控制；若墙体长高比位于2.0与3.0之间，除外侧竖筋，其余均使用构造配筋；若长高不大于3.0，其人防隔墙则将双向板改为单向板，并将内侧竖筋根据人防规范的最低配筋率进行配筋。由此可知，对于人防地下室中较长的隔墙水平钢筋应满足构造需求，并采取混凝土规划中最低的配筋率与人防规范求比，对此可节约水平钢筋的40%的用钢量。
实例2：核6级的人防地下室外墙，其人防荷载约50kN/m2，其顶板埋入地下1米5左右，其墙厚约350毫米，墙高4米，使用HRB400规格的钢筋，C30的混凝土；为上边简支。
上边简支属于受弯墙体，且外侧的竖筋具有较大的配筋面积，并使用分离式配筋对墙体底部进行钢筋附加，进而实现对各区域结合计算值进行钢筋实配，能够控制钢筋的使用量。
且人防的外墙较长，其长高比大于3.0属于较为常见。外墙属于单向板的受力状态，其水平钢筋均属于构造配筋，使用最低0.2%的配筋率设置外侧水平筋，内侧水平筋则根据0.15%进行配筋。合理按照人防规范，使用该配筋率能够有效的节约用钢量。
在人防地下室设计之初需要考虑到其使用年限要与其上层建筑物的使用年限一致，最少的使用年限是五十年。人防地下室需要承受的负荷，主要包含武器攻击力负荷、上层建筑物负荷、自身重量负荷和自然元素如水压负荷、土地负荷等方面。根据人防规范中规定，人防地下室各部位所承受的负荷有所不同，需分别测算，例如临空墙就要测算出其将会承受的顶板施加的武器爆炸负荷及侧面施加的负荷、其他静态负荷等。
在对墙体的配筋进行计算时，应准确设置墙体的边界条件。通常外墙应采取三面固定、顶面简支板等方式，对于顶板使用无梁楼盖且墙体薄于楼盖的情况，应对三面固定顶面简支及四面固定两种情况进行分别计算，取其中包络值进行配筋。对于内墙的边界主要采取四面固定的形式。正确对配筋及构件内力进行计算后，还应结合墙体的相关规范及特点对配筋的结果进行科学的修整。
人防相关规范中明确指出了人防墙的最低配筋率。临空墙属于受弯构件，需要承受水平的荷载，在使用C30混凝土时，以0.25%作为单侧最低配筋率，相关的人防设计软件也是严格根据此要求进行配筋的。在混凝土的相关结构设计规章中指出，对于混凝土板长宽比低于3.0时，应参照双向板计算，大于3.0时应参照单向板在短边方向受力的情况计算。对单向板与受力方向垂直是进行钢筋的布置其配筋率应大于0.15%。
临空墙的受力状态也常分为两种，单向板与双向板。在作为单向板受力时，特别是长高都较大的情况，其短边周边的配筋构造需要应严格结合人防规范进行处理，而长边则采取混凝土的相关规范，其最低配筋率为0.15%。而长高较低的窄墙也属于单向板，主要以水平受力为主要受力方向，通常这类墙体只具有少量的竖筋，因此在进行构造配筋时为了保险起见也可根据双向板进行考虑；在作为双向板受力时，各个构造的配筋都应结合人防规范的要求。在内墙具有扶壁柱及相关构造连成一体时，可从柱边进行墙长的测量，将柱可视为内墙的支座。若外墙较厚，其刚度远大于扶壁柱或框架柱等，对其不可作为外墙支座，应将与改墙垂直的墙体作为支座。在多数情况下，都使用构造配筋对人防墙配筋进行控制，进而对其进行单向板或双向板、受弯部件或受压部件、混凝土规范或人防规范等的区分，这对正确的将墙体配筋进行施工有着重要意义。
综上所述，在人防地下室墙体结构的设计中，应重视相关的技术要点，对其荷载组合进行准确测算，分析最低配筋率并结合以往施工经验科学的进行人防地下室墙体结构的设计。在临空墙的核弹爆炸等量静荷载的数值对临空墙结构的设计有重要意义，应仔细的对其抗力程度及房间两侧功能等进行分析。对于长高比大于3.0的人防墙应结合混凝土相关规范对其外侧水平钢筋进行确定。
人防地下室外墙为一侧与室外岩土接触，直接承受土中压缩波作用，另一侧为人防地下室内部的墙体。顶板与外墙之间二者刚度接近时，外墙上部可近似按固定端与铰支之间的支座情况考虑；底板刚度远大于外墙时，外墙下部支座可视作固定端，各构件之间支座条件应相互协调一致，需注意配筋及构造应与实际受力状况相符。
当地下室内部横隔墙较多或上层建筑的柱子沿外墙向下直通到基础底板，外墙可按支承在内部横墙（柱子）与楼板上的双向（单向）板计算；当地下室内部横隔墙较少或无横隔墙时可考虑上下两端支承，按下端嵌固在基础底板、上端简支或嵌固在顶板的单向板计算。
人防地下室与非人防地下室之间的防护密闭隔墙（临空墙）由于设备（消防栓、配电箱、接线盒等）暗装，导致防护隔墙局部不满足防护与密闭要求的厚度。《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）中第3.2.5，3.2.6，3.2.9，3.2.10，3.2.11，4.7.2等强制性条文都对防护墙体的厚度作出了明确规定。
当防护密闭门上挡墙较长时，往往需在挡墙下端设置加强梁，作为抵抗水平冲击波荷载的加强构件。需注意的是，加强梁距上挡墙下边缘应预留250～300mm高度，以便内侧的密闭门或防护密闭门有足够的水平开启空间，而且加强梁纵筋应锚入门框两侧的竖向加强暗柱（或柱）中，以形成明确的洞口加强传力体系。
笔者结合以下两个事例对构造配筋与人防墙体配筋的关系。
事例1：在普通地下室相隔的核6级人防的地下室，上部建筑荷载的影响应不考虑其中。并采取人防工程结构的相关软件进行隔墙配筋的计算。在长高比低于1.0时，应使构造配筋作为墙体内外的水平及竖向钢筋，且使用最低人防规范的配筋率进行控制；若墙体长高比位于2.0与3.0之间，除外侧竖筋，其余均使用构造配筋；若长高不大于3.0，其人防隔墙则将双向板改为单向板，并将内侧竖筋根据人防规范的最低配筋率进行配筋。由此可知，对于人防地下室中较长的隔墙水平钢筋应满足构造需求，并采取混凝土规划中最低的配筋率与人防规范求比，对此可节约水平钢筋的40%的用钢量。
实例2：核6级的人防地下室外墙，其人防荷载约50kN/m2，其顶板埋入地下1米5左右，其墙厚约350毫米，墙高4米，使用HRB400规格的钢筋，C30的混凝土；为上边简支。
上边简支属于受弯墙体，且外侧的竖筋具有较大的配筋面积，并使用分离式配筋对墙体底部进行钢筋附加，进而实现对各区域结合计算值进行钢筋实配，能够控制钢筋的使用量。
且人防的外墙较长，其长高比大于3.0属于较为常见。外墙属于单向板的受力状态，其水平钢筋均属于构造配筋，使用最低0.2%的配筋率设置外侧水平筋，内侧水平筋则根据0.15%进行配筋。合理按照人防规范，使用该配筋率能够有效的节约用钢量。
在人防地下室设计之初需要考虑到其使用年限要与其上层建筑物的使用年限一致，最少的使用年限是五十年。人防地下室需要承受的负荷，主要包含武器攻击力负荷、上层建筑物负荷、自身重量负荷和自然元素如水压负荷、土地负荷等方面。根据人防规范中规定，人防地下室各部位所承受的负荷有所不同，需分别测算，例如临空墙就要测算出其将会承受的顶板施加的武器爆炸负荷及侧面施加的负荷、其他静态负荷等。
在对墙体的配筋进行计算时，应准确设置墙体的边界条件。通常外墙应采取三面固定、顶面简支板等方式，对于顶板使用无梁楼盖且墙体薄于楼盖的情况，应对三面固定顶面简支及四面固定两种情况进行分别计算，取其中包络值进行配筋。对于内墙的边界主要采取四面固定的形式。正确对配筋及构件内力进行计算后，还应结合墙体的相关规范及特点对配筋的结果进行科学的修整。
人防相关规范中明确指出了人防墙的最低配筋率。临空墙属于受弯构件，需要承受水平的荷载，在使用C30混凝土时，以0.25%作为单侧最低配筋率，相关的人防设计软件也是严格根据此要求进行配筋的。在混凝土的相关结构设计规章中指出，对于混凝土板长宽比低于3.0时，应参照双向板计算，大于3.0时应参照单向板在短边方向受力的情况计算。对单向板与受力方向垂直是进行钢筋的布置其配筋率应大于0.15%。
临空墙的受力状态也常分为两种，单向板与双向板。在作为单向板受力时，特别是长高都较大的情况，其短边周边的配筋构造需要应严格结合人防规范进行处理，而长边则采取混凝土的相关规范，其最低配筋率为0.15%。而长高较低的窄墙也属于单向板，主要以水平受力为主要受力方向，通常这类墙体只具有少量的竖筋，因此在进行构造配筋时为了保险起见也可根据双向板进行考虑；在作为双向板受力时，各个构造的配筋都应结合人防规范的要求。在内墙具有扶壁柱及相关构造连成一体时，可从柱边进行墙长的测量，将柱可视为内墙的支座。若外墙较厚，其刚度远大于扶壁柱或框架柱等，对其不可作为外墙支座，应将与改墙垂直的墙体作为支座。在多数情况下，都使用构造配筋对人防墙配筋进行控制，进而对其进行单向板或双向板、受弯部件或受压部件、混凝土规范或人防规范等的区分，这对正确的将墙体配筋进行施工有着重要意义。
综上所述，在人防地下室墙体结构的设计中，应重视相关的技术要点，对其荷载组合进行准确测算，分析最低配筋率并结合以往施工经验科学的进行人防地下室墙体结构的设计。在临空墙的核弹爆炸等量静荷载的数值对临空墙结构的设计有重要意义，应仔细的对其抗力程度及房间两侧功能等进行分析。对于长高比大于3.0的人防墙应结合混凝土相关规范对其外侧水平钢筋进行确定。
