作為國(guó)防的重要組成部分，人民防空地下室在維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定，提供突發(fā)事件避難場(chǎng)所上發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。防空地下室是和地面建筑修建在一體的，在戰(zhàn)時(shí)用于人民防空的建筑下空間，利用其在戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)時(shí)對(duì)核武器、常規(guī)武器和生化武器的各項(xiàng)防護(hù)能力，最大限度的保護(hù)普通民眾的生命安全。按照相關(guān)規(guī)定，一般民用建筑設(shè)計(jì)中的防空地下室的級(jí)別是5級(jí)或6級(jí)，本文從普通建筑的防空地下室設(shè)計(jì)入手，就設(shè)計(jì)經(jīng)常遇到的問(wèn)題和設(shè)計(jì)控制要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)介紹。
一、人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足戰(zhàn)時(shí)和平時(shí)的雙重環(huán)境
對(duì)于人防的設(shè)計(jì)要考慮到平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)的雙重標(biāo)準(zhǔn)，而且隨著現(xiàn)代軍事的進(jìn)步和軍事武器的升級(jí)，人防的設(shè)計(jì)更要隨之進(jìn)步。現(xiàn)代武器中核武器、常規(guī)武器爆動(dòng)荷載具有作用量值大、作用時(shí)間短和不斷衰減的特點(diǎn)。如果在人防地下室的設(shè)計(jì)使用周期中只考慮一次戰(zhàn)時(shí)作用，而鋼筋混凝土構(gòu)件也允許出現(xiàn)開(kāi)裂的情況下，地下室構(gòu)件的安全度能夠適當(dāng)降低，此時(shí)取人防荷載設(shè)計(jì)的分項(xiàng)系數(shù)為1，這樣既能夠滿足戰(zhàn)時(shí)地下室的需要，也能達(dá)到平時(shí)使用要求，不造成原料上的浪費(fèi)。再進(jìn)行地面多層或高層建筑物的人防地下室設(shè)計(jì)時(shí)，因?yàn)槎鄬雍透邔咏ㄖ?duì)核爆炸沖擊波的破壞力和核輻射等作用因素能夠起到衰減作用，所以在這種建筑的人防地下室建造時(shí)，可根據(jù)這一原理適當(dāng)降低建造標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)不同的混凝土構(gòu)件，采取不同的功能性設(shè)計(jì)，以達(dá)到最佳的防空效果：對(duì)起到緩沖作用的表層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可按彈塑性設(shè)計(jì)；超靜定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)該對(duì)其塑性內(nèi)力分布引起關(guān)注。根據(jù)防空地下室的設(shè)計(jì)種類來(lái)確定合理的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是地下室設(shè)計(jì)的重要標(biāo)準(zhǔn)。核爆動(dòng)或者其他它規(guī)模殺傷性武的荷載通常是瞬間爆發(fā)作用于地下室結(jié)構(gòu)的，這種瞬間性的沖擊一般不會(huì)因?yàn)榈鼗нM(jìn)而導(dǎo)致地下室結(jié)構(gòu)的破壞，一般建筑的人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可不對(duì)地基的最大承載力和穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估。但對(duì)于甲類防空地下室的設(shè)計(jì)而言，在設(shè)計(jì)時(shí)不管有沒(méi)有發(fā)生戰(zhàn)爭(zhēng)的可能樁基本身都應(yīng)在計(jì)入上部墻、柱傳來(lái)的核武器爆炸動(dòng)荷載后，根據(jù)荷載效應(yīng)的組合值來(lái)對(duì)內(nèi)部構(gòu)件的強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。
二、嚴(yán)格人防地下室的設(shè)計(jì)要求
進(jìn)行人防地下室的構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，可采用“等效靜載法”對(duì)人防荷載的作用進(jìn)行簡(jiǎn)單的估算，也可以根據(jù)人防的狀況進(jìn)行單個(gè)構(gòu)件的獨(dú)立算。嚴(yán)格地下室平戰(zhàn)結(jié)合的雙重要求，在進(jìn)行控制條件的選取時(shí)，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，由于室外消防車道可能由平時(shí)控制，頂板都是由戰(zhàn)時(shí)控制。所以一般建筑的地下防空室的設(shè)計(jì)中側(cè)墻和底板都要根據(jù)地下室的結(jié)構(gòu)形式的實(shí)際不同確定，如果按照建筑或者環(huán)境的實(shí)際狀況，人防地下室平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)防護(hù)的使用要求不一致，就要充分將平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)的轉(zhuǎn)換功能充分考慮，做好轉(zhuǎn)換措施的制定，保證功能轉(zhuǎn)換及時(shí)。由于人防荷載作用下，人防結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形極限允許采用延性比來(lái)控制，因而就相當(dāng)于在保證地下室基本結(jié)構(gòu)不垮的情況下，增大了構(gòu)件的變形要求，所以在防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，只需要進(jìn)行強(qiáng)度的驗(yàn)算，不必對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形和裂縫問(wèn)題進(jìn)行單獨(dú)驗(yàn)算。
在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮戰(zhàn)時(shí)各部件的強(qiáng)度要協(xié)調(diào)，避免出現(xiàn)因設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不一致而承載能力不一致導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)局部先行破壞，進(jìn)而造成整個(gè)防護(hù)建筑失去作用的現(xiàn)象。人防地下室墻、柱等承重結(jié)構(gòu)，要根據(jù)承重結(jié)構(gòu)的構(gòu)造機(jī)理與地面建筑物的承重結(jié)構(gòu)相符合，這樣就能夠使戰(zhàn)時(shí)地面建筑物承載的負(fù)荷，在經(jīng)過(guò)防空地下室的承重結(jié)構(gòu)削減和傳導(dǎo)后到達(dá)地基上，減緩地下室結(jié)構(gòu)的承受力。盡量將破壞成都降低到最小。人防地下室的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮到結(jié)構(gòu)的延性，做到“強(qiáng)柱弱梁(板)”、“強(qiáng)剪弱彎”等抗性要求。
三、人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)和控制方法
（一）人防荷載取值要負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。人防荷載取值要根據(jù)當(dāng)?shù)厝朔啦块T根據(jù)國(guó)家制訂的《人民防空工程戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求》中的公式計(jì)算或規(guī)范查表來(lái)確定。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)可采用《理正人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件》來(lái)對(duì)頂板、側(cè)墻和無(wú)樁基底板的人防荷載進(jìn)行計(jì)算。再進(jìn)行計(jì)算時(shí)，對(duì)戰(zhàn)時(shí)可能出現(xiàn)的核武器和常規(guī)武器爆炸的荷載作用取大值，這樣既能夠確定各構(gòu)件人防荷載在范圍之內(nèi)，也能使所有構(gòu)件的等效靜荷載值滿足結(jié)構(gòu)的要求。
（二）對(duì)各構(gòu)件的受力分析。人防地下室頂板承受的荷載有人防等效靜載、自重、覆土重等。對(duì)于地下室的平時(shí)使用頂板要求荷載不是很大，頂板的活荷載戰(zhàn)時(shí)不需要疊加。對(duì)于頂板配鋼筋值按照戰(zhàn)時(shí)的要求進(jìn)行計(jì)算取值，因?yàn)榇藭r(shí)要求的配筋率最大，能夠滿足頂板的韌度要求。頂板鋼筋可按0.25%的配筋率進(jìn)行貫通配筋，支座筋量少的部位可進(jìn)行非貫通筋數(shù)量的增加，但要使底筋和頂板貫通筋的間距和位置協(xié)調(diào)，方便拉筋操作。另外一些小細(xì)節(jié)也不能忽視，例如口部以外的頂蓋板，因?yàn)閼?zhàn)時(shí)坡道會(huì)作為主入口，因此頂蓋板的設(shè)計(jì)合理與否對(duì)下面的坡道保護(hù)起到關(guān)鍵作用。外墻的設(shè)計(jì)也要根據(jù)荷載和彎矩進(jìn)行合理的內(nèi)力計(jì)算和布筋方式后進(jìn)行確定。鋼筋的布置是外墻設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，在鋼筋的布置中，外側(cè)豎向筋宜在外排，可以采用貫通筋與非貫通筋交錯(cuò)布置的方式，使鋼筋在交錯(cuò)底板彎后按其搭接與底板下鋼筋相連。外墻的選筋原則是“直徑細(xì)且間距密”，這樣能有效的控制外墻裂縫的產(chǎn)生。
（三）地下室的構(gòu)造要求。在《GB 5003822005人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》中，對(duì)人民防空地下室的構(gòu)造要求作出了詳細(xì)規(guī)定,設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要充分研究體會(huì)其適用的條件和范圍，同時(shí)結(jié)合工程設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，就應(yīng)該能夠順利完成各主要構(gòu)件的設(shè)計(jì)任務(wù)。為便于開(kāi)展工作,這里，我們結(jié)合構(gòu)造和受力要求，對(duì)一些主要構(gòu)件的參考尺寸作出規(guī)定：對(duì)頂板來(lái)說(shuō)，6級(jí)頂板取250 mm～300 mm范圍，5級(jí)頂板取300 mm～350 mm范圍；對(duì)于頂板梁來(lái)說(shuō)，其跨高比一般在7～12之間, 由構(gòu)造確定合理的截面尺寸判定標(biāo)準(zhǔn)和梁面通長(zhǎng)筋；對(duì)于防護(hù)單元隔墻和密閉隔墻來(lái)說(shuō)，通常取250 mm；對(duì)于外墻和臨空墻來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)計(jì)算后決定，一般通常不低于300 mm；對(duì)于底板來(lái)說(shuō)，其厚度不低于外墻厚度，當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，則不再由人防控制。總之，人防構(gòu)件的結(jié)構(gòu)厚度首先應(yīng)該滿足早期核輻射防護(hù)的要求,然后還要滿足工程的受力要求。
（四）孔口防護(hù)和平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)要求。孔口防護(hù)的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括三個(gè)部分：一是設(shè)計(jì)防護(hù)密閉門與消波系統(tǒng),該部分主要由建筑和通風(fēng)專業(yè)來(lái)完成；二是設(shè)計(jì)墻體，主要包括出入口通道內(nèi)部的臨空墻、相鄰單元間的隔墻、門框墻等；三是設(shè)計(jì)孔口的其他構(gòu)件,主要包括風(fēng)井、通信、防爆波電纜井、防倒塌棚架、開(kāi)敞式通道等,對(duì)于開(kāi)敞式通道來(lái)說(shuō)，一般主要考慮靜土和水側(cè)壓力的影響而無(wú)需顧及到核爆動(dòng)荷載，對(duì)于風(fēng)井、通信、防爆波電纜井、防倒塌棚架來(lái)說(shuō)，則是直接選擇使用通用圖,其中鋼結(jié)構(gòu)防倒塌棚架的建設(shè)需要配置相應(yīng)的基礎(chǔ)圖。在進(jìn)行平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)時(shí)，要遵守以下五條基本原則是：一是工程的平時(shí)使用和戰(zhàn)時(shí)使用的用途不能差距太大，要盡量相近；二是從平時(shí)到戰(zhàn)時(shí)轉(zhuǎn)換的工作量要盡量減少；三是在設(shè)計(jì)時(shí)要一次完成到位，在施工時(shí)則要分零部進(jìn)行；四是在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮到工程使用的兼容性和通用性；五是工程轉(zhuǎn)換的措施要求快速簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)可靠。