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人防結構設計范文1
人防結構設計主要是為了建筑結構能夠承受常規武器或核武器爆炸動荷載的作用，其基本要求也是基于一般抗震設防的要求，在具體的設計過程中應特別強調設計結構能夠最大可能地承受常規武器或核武器爆炸所引起的震動荷載。因此，可以說人防結構設計與抗震結構設計二者之間既有相同之處也存在一些不同點。
一、建筑工程人防結構設計與抗震結構設計的內容
1.1 建設工程人防結構設計
人防結構設計是人防建設工程的一項關鍵環節，應該說是人防建設工程不可缺少的建設過程之一。人防建筑工程的結構設計質量的好與壞與擬建人防建筑工程項目的社會經濟效益和戰爭備防效益有著直接的聯系，并能夠起到決定性的作用。設計時建筑工程的基礎，若要保證人防建設工程的質量，首要任務就是要保證人防結構設計的質量。人防工程是一種要求比較高的特殊防護地下建筑類型，通常按照建筑的形式可以分為掘開式人防工程和暗挖式人防工程兩種，其中掘開式人防工程又包括單建式人防工程和附建式人防工程，而暗挖式人防工程則包括坑道式和地道式兩種。
1.2 建設工程抗震結構設計
一般的建筑工程結構都必須要求在規定的設計使用壽命期限內要保證建筑結構具有足夠的耐久性和可靠性，即建筑工程結構在設計使用期限內且在規定的使用條件下完成預期功能使用的概率。由此看出，建筑結構的耐久性和可靠性是對結構的定量分析與描述。
建設工程抗震結構設計除了要滿足結構使用耐久性和可靠性以外還需要滿足必需地安全性和適用性等質量安全方面的性能指標。安全性指標是指建筑工程結構在正常地設計、施工和使用條件之下，能夠承受在施工與使用情況下出現的各種荷載或變形，特殊情況下發生的偶然荷載或突發事件要保證在發生事件前后結構的穩定性能不變。而適應性指標主要是指在建筑結構正常使用的情況下能夠在規定使用期限內其結構不產生變形、裂縫和振動等。
二、建筑工程人防結構設計與抗震結構設計的對比分析
2.1 設計原則的對比
建筑工程人防結構設計原則與抗震結構設計原則相同，二者的結構設計都要盡可能地要求高延性，盡量避免設計建筑工程結構的脆性破壞，人防結構設計與抗震結構設計對于擬建建筑工程鋼筋混凝土結構構件通常都具有“強柱弱梁”、“強剪弱彎”等基本設計原則。同時，二者還遵循建筑工程內部結構構件之間的相互協調、協同工作的原則，盡量較少在結構構件設計與施工當中出現薄弱環節或部位。人防結構設計還需考慮結構構件各個部位能夠正常地工作，杜絕出現存在薄弱環節或部位導致工程結構整體抵抗應力作用不足等情況，而工程抗震結構設計同樣著重強調于此點，以防止因為發生偶然荷載或突發事件造成大震結構薄弱環節或部位的倒塌，這一點與工程力學上所講的應力集中現象類似。由于建筑結構構件如果具有較大的延性，可利用吸收結構內部動能和抵抗結構外部動荷載。因此，對于工程結構設計提高延性極具可實施性，人防結構設計與抗震結構設計對如何提高延性的構造措施主要是通過利用以上原則展開的，如可以充分地利用結構受彎構件或大偏心受壓構件的變形吸收動荷載的能量，通過緩沖作用減輕各個構件支座截面的抗剪負擔和受力柱的抗壓負擔，以確保建筑結構在完全曲屈服前不再出現另外的剪切力破壞，在屈服后還具有足夠的延性以保證構件形成最終的塑性破壞，從而達到提高建筑結構整體承載力的目的。
2.2 設計方法的對比
人防結構設計的方法主要是依據動力分析原理，一般是采取等效靜荷載的辦法展開設計分析工作。由于建筑抗震結構設計是基于擬建工程結構在施工或使用的條件下的設計過程，建筑結構構件在各種動荷載的綜合作用下，結構構件振型與相應靜荷載作用下撓曲線非常相似，而且在動荷載的作用下建筑結構構件的破壞規律與相應的靜荷載作用下的破壞規律也相似，因此在動力分析過程中，可以通過將建筑結構構件進一步簡化為一種單自由度體系，查表可得相應的動力系數，以動力系數與動荷載峰值相乘得到等效靜荷載。這樣一來，建筑結構構件相當于在等效靜荷載的作用下，而其各項內力就是在各種動荷載作用下的內力最大值。同時，為能夠滿足結構構件抗力的要求，應用等效靜荷載分析法時，建筑結構材料參數還應加入材料強度綜合調整系數予以調整修正，最后通過建筑結構構件在綜合動荷載作用下的變形極限允許延性比加以控制，按照允許延性比進行彈塑性能的驗算得到最終的設計結果。
抗震結構設計的方法通常是以“三水準、二階段”為最基本的設計準則，以“小震不壞，中震可修，大震不倒”為總的設防目標。人防結構設計的方法一般先取小震地震動參數計算結構彈性下的地震作用效應進行相關的結構構件截面承載力的驗算，然后是對大震下的結構彈塑性變形力驗算完成“二階段”設計要求，最后通過應用工程結構概念設計和抗震構成措施來完成“大震不倒”的第三水準設計要求。
2.3 荷載作用方式的對比
人防結構設計與抗震結構設計二者在荷載作用方式方面的相同點在于都為偶然動荷載，設計時均可以以具有一次作用效果考慮，而主要的不同點在于防震結構的荷載作用方式是由于地震事件造成地面運動而引起的動態慣性作用力，是間接的。人防結構所承受的動荷載主要是外部動能量直接作用于人防結構的附屬構件，而人防結構內部構件只是間接的承受附屬構件以及建筑上部結構的荷載作用。人防結構所承受荷載持續時間極短，瞬時動態量卻非常大，且在持續過程中會隨著時間不斷地迅速衰減。在人防動荷載的作用下，材料的力學性能與在靜荷載作用下相比，材料的力學性質發生了比較明顯的變化，主要的表現是材料在快速加載作用過程中各種材料強度的提高和結構構件承載能力可靠性指標的變化。
三、結束語
通過以上對人防結構設計與抗震結構設計的對比進行的分析與討論可以看出，無論是人防結構設計還是抗震結構設計都是我國建筑設計行業的重要組成內容。由于本人自身的專業知識水平和施工與設計經驗非常有限，僅對人防結構設計與抗震結構設計內容以及二者之間的相同點與不同點進行簡要的對比分析與討論，目的只在于能夠和同行朋友們進行學習交流。其實，人防結構設計與抗震結構設計問題一直都是相關設計技術人員所共同關心的話題，如何能夠有效解決一些相關設計上的問題才是能夠確保建筑工程設計質量以及本文討論的價值所在。
參考文獻
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人防結構設計范文2
【關鍵詞】人防工程；抗震結構設計；主要問題；應對措施
人防工程的抗震設計效果與人防工程的安全和穩定性能存在緊密聯系，在人防工程抗震設計中容易出現相關問題影響人防工程的建設，本文首先列出抗震結構設計的重要性和必要性，進一步分析人防結構設計與抗震結構設計的設計原則，對抗震設計中出現的地質條件復雜和相關設施建設受影響較深問題，提出選擇正確的工程地基、加強對人防工程抗震框架的設計和科學合理的抗震框架的配筋設計以及加強對人防工程的地下結構的檢測等措施，希望對人防工程設計作出貢獻。
1人防工程抗震結構設計的重要性和必要性
人防工程的設計目的是為了能夠在遇到社會上發生的緊急情況而進行躲避，以保證人民的生命財產安全和人身安全，尤其是針對地震來臨的時候，可以進入人防工程之中進行躲避，是一種非常理想而又有效的避難場所。在地震發生時，對于地面的產生的橫波水平震動程度不大，所產生的作用的波動程度也比較小，所以人防工程對于地震的抗震功能和使用效果非常好。在1976年發生的唐山大地震中，造成的人員損傷和財產損失不計取數，在地震中造成的房屋倒塌十分嚴重，但是據后來的報道，人防工程的損害只是小小的一部分，只是出現了一部分裂縫問題，對于人防結構的整體結構沒有過多影響。由于人防工程是在地面之下進行建造的建筑，整體額結構之外是整個土質層，土壤是松軟的，整個人防結構體系與土壤相互作用，會減小在地震中人防工程結構的運動。另外一方面，土壤會減小動力運動對結構造成的影響，有利的避免了更多的次生危害，從上文研究能夠看出，人防結構的抗震設計在地震中發揮著重要的作用。
2人防結構設計與抗震結構設計的設計原則
在設計過程中，要保證結構盡可能具有足夠的延展性，避免脆性破壞，鋼筋混凝土結構構件均應采取“強柱弱梁”“強剪弱彎”的設計原則。在進行結構構件的建筑設計中，要能夠從各個結構的抗力因素出發，最主要的是要能夠保證每一個結構構件的力量相均衡，盡量避免出現薄弱的環節和部位，在進行人防工程的建設中，就要從每一個受力環節的部件出發，要能夠充分考慮每一個承重部件的搭配性因素。同時要能夠在一定的承重力量的基礎上，保證所進行建筑設計的結構能夠發揮出其應有的作用，盡量避免出現一定的薄弱環節導致整個人防工程的承重能力有所下降。在進行人防工程的設計過程中，要能夠綜合考慮到相關的設計盲區，對所要進行設計的工程弱點出進行加強建設。注重對薄弱環節的加強和重視，從而促進人防工程建設的科學合理。
3人防工程在地震中存在的問題
人防建筑工程對于抗震的效果非常明顯，在地震發生期間發揮著十分重要的作用，但是在人防工程的建筑結構體系方面很容易受到地震的巨大作用力的損壞。
3.1地質條件復雜
人防工程的建設范圍，往往是比較龐大。所以在建設過程中，占用的地下面積比較大，在龐大的地下面積區域內，地下的地質條件紛繁復雜，地形和地理條件也千差萬別。比如說在人防工程的建設開始的范圍，所占用的地下地質構造非常適宜進行人防工程的建設，而且抗震效果的要求也能夠達到標準，但是在進行建筑的過程中，很難對地下的地質構造進行控制，所以會導致人防工程的整體結構構造出現變化，比如說地質的軟土和硬土層之間并沒有明顯界限。人防工程建設過程中，很容易產生地下結構的位置移動。在軟土層的移動程度要大于在硬土層中的移動程度，移動位置的變化對于整個人防工程的抗震效果產生影響，整個地下結構就會發生改變，從而導致地下結構構造的破壞。
3.2相關設施建設受影響較深
另一個方面來說，如果人防工程地下建造的地質環境是統一的，地質結構是均勻的，那么在受到地震的作用力的時候，就不會產生相關的構造變化，能夠很好地保護人防工程的抗震框架。地下工程所考慮的因素不僅僅是考慮外來作用力，還要考慮的是地下地質的結構。地質的斷面和剛度變化對于人防工程的構造都會產生重要的影響。由于人防工程師地下工程，所以在進行建設相關的豎井和通風口的工程時，要對其所建造的部位進行嚴格審查，這些位置都是極易受到地震作用力的地方，對于整個人防工程的使用性能產生關鍵影響。
4加強人防工程抗震性的措施
4.1選擇正確的工程地基
在人防工程的建設過程中，所建造的地基對于人防工程的使用性能產生重要影響。所以在針對人防工程建設地帶的選擇方面，要適當的避開一些地址條件復雜的區域。由于地址條件復雜，在人防工程的建造范圍內，很容易遇到地質斷層的區域，所以要能夠適當的避開一些山坡和不穩定的地質地段。盡量選擇一些穩定的地質范圍。在進行地基選擇的同時，要能夠將自然形成的地基綜合利用起來，自然形成的地基往往是經過復雜的地質運動形成的。在經過長時間的自然沉積作用，所擁有的承載力要比人工建造的地基的承載力大太多。在人防工程的建設過程中，遇到自然地基，要能夠綜合利用，切不可急于求成，以免發生危險。
4.2加強對人防工程抗震框架的設計
在對人防工程的框架進行設計的同時，要考慮到人防工程的受力范圍。不僅僅要嚴格按照科學規范來進行人防工程框架的建設，還要能夠根據具體的地質條件和地下土層的情況來進行對鋼筋框架的調整，保證鋼筋框架的承載力要能夠達到科學規范之上的要求。同時要能夠根據具體情況將框架結構中的多余鋼筋部分減去，以保證抗震結構框架的科學穩定性。
4.3科學合理的抗震框架的配筋設計
鋼筋抗震框架的結構與鋼筋配率有著緊密的聯系，在進行人防工程的框架建設的時候，要對鋼筋配率進行嚴格控制，如果按照適中原則來進行框架建設那么鋼筋配率應為0.4～1.5%，在人工工程的建設中要考慮到工程框架的整體結構，人防工程的縱向鋼筋配率要保證在1～3%之間，而對于橫向的頂梁的鋼筋配率要保證超過2%，在整體的框架建設中，要綜合考慮到多方因素，保證鋼筋框架的受力承載科學高效。
4.4加強對人防工程的地下結構的檢測
整個人防工程的建設絕大部分建筑區域是在地下進行，所建造區域的地下條件和地質情況對人防工程的框架設計產生十分巨大的影響。所以在進行人防工程的建造工作過程中，一方面要加強對建設區域的質量把握，另外一方面要能夠對所建造區域的地質條件和地形進行科學研究和分析，要嚴格按照國家出臺的關于修建人防工程的要求和規范進行。尤其是對于一些我國地震高發的甘肅和云南以及四川等地，這一部分地質條件復雜，地形變化多樣，尤其是地下的地理環境更是難以把握，所以在建筑過程中，要能夠針對所建造人防工程的進度進行對地下人防工程的地質條件和地理環境的檢測，保證所建造區域是在地質條件相對穩定和健康的區域內進行建造。保證建造結構具備足夠的強度和穩定性，人防工程框架能夠承受突然出現的荷載和變形，保持自身結構不會發生變化，保證建造框架的穩定性能正常發揮作用。
5結語
總體來說，人防工程的建造對于人民生命財產和人身安全具有至關重要的保障作用，尤其是在社會上發生重大和自然災害來臨的時候，不失為一種理想的躲避場所。在人防工程的建造過程中，對于其中的抗震結構設計要進行嚴格把握，在抗震設計中往往會出現所建區域地質條件不理想和鋼筋框架結構設計不規范等情況，影響人防工程的抗震設計，對此在進行抗震設計的過程中要能夠采取選擇正確的工程地基、加強對人防工程抗震框架的設計和科學合理的抗震框架的配筋設計以及加強對人防工程的地下結構的檢測等措施，這樣能夠保證人防工程的穩定性能，更好的保護人民的生命財產安全。
作者:覃志曄 單位:廣西壯族自治區工業設計院
參考文獻
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人防結構設計范文3
【關鍵詞】地下人防；結構設計；特點
中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：
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。
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人防結構設計范文4
摘 要：隨著社會經濟和科學技術的不斷發展，城市建筑和人防建設的結合已經是司空見慣的現象。工程建設中經常會遇到高層建筑人防地下室結構設計的問題，包括它的荷載確定、內力分析和結構設計，都有它自身的特點。另外，地下室的建造費用與設計直接相關。怎樣保證高層建筑地下室人防結構安全，降低工程造價，是設計人員所要考慮的問題。
一、前言
近年來，我國經濟高速持續發展，城市建設規模和建設水平不斷提高，城市地下空間的開發與利用越來越受到人們的重視，同時人們對城市綜合防災能力的要求也越來越高。作為與城市建設相結合的人民防空工程建設，尤其是人民防空地下室工程的建設得到空前發展。在民用建筑設計中，高層住宅及寫字樓由于使用需要，通常設置裙房以及地下停車場，主樓地下室與裙房地下室連為一體，形成大底盤結構，平時用作地下車庫和設備房間，戰時部分用作人防地下室。此類地下室一般面積大，結構形式復雜，與平時使用關聯較多，設計中在結構本身強度滿足人防工程建設要求的前提下，還要考慮到平時使用時的功能特點和要求，統籌規劃才能達到平戰結合的設計要求。特別在經濟發達的地區和城市，繁華的商業地段成為地下空間開發的熱點和焦點，其地下空間的利用離不了以防災救災為目的的人防工程。
二、設計主要難點和問題分析
1、主要難點分析
(1)嵌固位置的確定
對于高層在進行結構分析之初就要考慮到結構嵌固端的位置。由于其對于受力的計算以及模型的分析上面有非常重要的影響?，F在，建設的很多高層建筑中都已經設計了非常多的地下室以及層級不高的裙房。在我國頒布的《建筑抗震設計規范》中進行了如下的規定：在條件允許的情況下，高層的嵌固端就是其下面設置的地下室。在確定嵌固體應該安放的位置時應該考慮如下幾點。
①高層在建造地下室的時候，最常用的結構嵌固就是基礎底板。由于基礎底板所擁有的無限剛的相關特點，因此將其選為底層的結構嵌固端是非常明智的，在進行施工時，建筑的首層就能夠靈活地設計和建造。如果在設計首層時，采用了無梁結構也不會對之后的計算產生任何影響。然而，要是在高層下面建造具有防控功能的地下室，則就會對剛性產生一定的要求。所以在墻體與頂板之久就要安置具有剛度的結構嵌固端。
②地下室樓蓋與樓板的要求的需要
現澆梁板結構在樓板的厚度要求上不能夠低于180 mm，對于混凝土強度的要求方面，不能夠小于C30，在配筋方面，應該選用雙層雙向配筋，而且單層單項的配筋方面不能夠低于0.25%。當第一層的結構嵌固是地下室的頂層時，應該有現澆梁板結構來做地下室及其裙房的頂層。當地上機構是空曠區時，地下室的相關頂板就能夠用無梁樓蓋。
③結構側向剛度的要求
在6.1.14 條第2 款中，在結構中，其在地上面的側向剛度要求小于地下面的剛度的0.5 倍。條文對“相關范圍”進行了說明：一般情況下是從地上結構的周邊進行向外延伸，但是一般不會超過20m。即，不論地下室的頂板有多大，但是依舊不能夠在計算剛度時進行無限放大，而是要在20 m的范圍之內。如果將地下室安放在第一和第二兩層，則在對地下室的上下兩層結構的剛度進行表示時可以用地下室隔壁的上層結構的等效剪切強度比γel 來進行表示。γel 理想情況是與1 相接近，在設計非抗震因素時γel 應該大于0.4，在設計抗震因素時γel 應該大于0.5。
(2)結構的抗震等級。
①在最近的規定中的第5.2.5 條，對于6 度地震的設計也有了要求，對于每個樓層中的水平地震剪力進行了規范，而之前的規范中只進行了7～9 度地震的說明。而且，在新規定中，對于6 度地震的αmax 值也進行了規范。在01 規范中，只對于8 度以上的地震規定要求增加0.05s的特征周期，現在的規范中，對于第6度地震也進行了規定。
②如果樓盤具有非常大的地盤，而且其地下室之上有很多塔樓，并且這些塔樓之間也是相對獨立的，如果嵌固的地方就是地下室的頂板，那么高層的下部，以及與高層有聯系的部分，在抗震等級方面應該與高層一樣。
③而且，在新規定中3.9.5條進行了相關的規定，在對民用高層建筑進行抗震設計時，如果將其地下室的頂部結構設置成為上面建筑的嵌固端時，地下室的抗震等級要求與上部建筑一樣，在地下室的設置過程中，如果超過了上部范圍，但是上部范圍內沒有任何建筑結構，則在抗震等級的設置上可以酌情考慮在三級左右。
2、設計常見問題分析
(1)底板
對于底板的設計，首先就要滿足防水和防滲透的要求，然后就是對于抗震方面的要求。因此，在配筋率以及厚度方面應該適當增加。一般情況下，在厚度方面，底板一般為50 cm，在配筋率方面一般也為0.25%。除此以外，要按照設計和施工中的具體情況，對于地下室在底板標高已經發生改變的地方進行橫梁設置。在設置橫梁是，其厚度要大于底板的厚度，而且，在支座產生的彎矩傳遞到梁上的力進行相關計算，同時合理安排鋼筋的數量。
(2)外墻
對于外墻的要求，不僅要能夠防水，防滲，足夠的受力強度而且還要對裂縫寬度進行計算。對于彎矩調幅：外墻的嵌固端可以用底板來進行完成、對載荷系數進行考慮、側壁底板與響鈴底板在彎矩上的值是不一樣的、底板在抗彎能力方面一定要大于側壁，對配筋量以及相關的厚度進行保證。
(3)頂板
對于新規范6.1.14，其進行了相關規定，在地下室頂板上面不要開很大的洞口，在這個范圍之外的頂板應該有現澆梁板來設置，對于厚度的要求一般要超過180 mm，在強度等級方面要高于C30，而且，在配筋方面依然使用雙層雙向配筋，而且對于配筋率也有要求，要至少達到0.25%。
(4)荷載
在荷載方面，地下室一定要滿足：本身重量、地表的壓力、地上建筑的重量同時還有在交付使用之后的能夠保證的在正常環境下的負載壓力。在設計地下室載荷時一定要根據國家規定來進行。
三、高層建筑人防地下室的建筑設計應注意的事項
1、主要應考慮在核爆動荷載作用下對結構做動力分析，單建式與附建式荷載計算是不同的，也要考慮上部建筑在平時條件下的荷載作用，高層建筑下的人防地下室往往是頂板內力受核爆動荷載控制。
2、新規范第4.5節給出的附建式人防地下室的常用結構等效靜荷載際準值的幾個表，比舊規范詳細，而在“條文說明”中此部分對不同等級工事的不同跨度給出了頂板及墻體的厚度、混凝土標號供參考，設計時應結合正文查看“條文說明”，以防過大的偏差造成重復計算。
3、內力分析和截面設計時應注意新規范4.6.1條與4.6.2條規定，人防地下室的頂板部分，一般屬于超靜定結構，應按非彈性變形產生的塑性內力重分布來計算內力，對板的內力采用極限平衡法計算四邊支承塑性變形板比較合理。
4、關于人防地下室構件的斜截面驗算問題，新規范4.6.7條考慮跨高比的影響對受剪承載力進行了修正，具體方法可按給出的修正公式，并查閱《條文說明》中有關解釋，不要直接按《混凝土設計規范》中的斜截面抗剪公式套用。
5、高層建筑下的防空地下室，往往因為其大空間大柱網的結構布局造成厚板高梁，有時影響了室內凈空及通風管道布置，其實只要頂板按防護等級做到規定厚度，可以考慮結合柱子做無梁樓蓋。
結語
實際上對高層建筑進行地下室設計的工作量及難度非常大，地下室的質量對地面建筑的質量和造價都有很大影響，因此設計人員要提高自身水平，加強地下工程設計和施工技術的研究，最終提高地下空間的安全舒適性和經濟性。
參考文獻
[1]中華人民共和國建設部.高層民用建筑混凝土結構技術規程(JGJ3-2010)[S].北京：中國建筑工業出版社，2010.
人防結構設計范文5
關鍵詞：地下室； 人防； 結構設計； 探討；
中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：
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。
4、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，恰為平時使用造成諸多困難。
五、結語
地下室的設計中考慮人防的問題，有一個平戰結合的問題，即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，本文介紹了地下室人防結構設計的特點和設計原則，并重點就地下室人防結構設計中的主要構件及孔口防護兩方面進行了分析和探討。
參考文獻
人防結構設計范文6
【關鍵詞】 人防地下室 結構設計 人防荷載
1.工程簡介：杭州蕭山蜀山街道湖山社區拆遷安置小區（南區）包括6棟22~28層剪力墻結構的高層住宅建筑和一個兩層框架結構的地下室。建筑面積12萬余平米。上部建筑高度80m，地震烈度為6度，框架抗震等級為3級，剪力墻抗震等級為3級。地下室面積45000m2，其中含人防面積6489m2，分4個人防防護單元，層高4m，樁基采用泥漿護壁的鉆孔灌注樁。
2.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何不同呢？
第一、結構構件可考慮進入塑性工作狀態，第二、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，第三，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。
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，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；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。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。
3.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，沖擊波傳播到地表，形成地面沖擊波。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，則承受土體壓縮波產生的超壓、動壓和負壓作用。
本工程人防地下室防護等級為6級（級別的確定是根據國家制訂的《人民防空工程戰術技術要求》確定的，是由人防部門確定后發文予設計單位），采用全埋式現澆鋼筋混凝土人防地下 室，各部位等效靜荷載取值分別為：
3.1頂板：人防地下室上層為地下一層，鋼筋混凝土結構，墻面開孔面積小于50%，故計入上部建筑物對地面空氣沖擊波超壓作用的影響，另人防區頂板覆土厚度為0，等效靜荷載標準值取q=55KN/m2.
3.2側墻：上部建筑物為抗震設防的框架結構，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為飽和土，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=55KN/m2.
3.3底板：本工程采用樁基礎，當核爆荷載q作用于頂板時，荷載隨板、梁、柱傳至樁上，且人防區底板處于飽和土，根據規范查表得地下室有樁基的鋼筋混凝土底板等效靜荷載取q=25KN/m2.。
3.4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qe=200KN/m2.；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。
3.5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/m2.
3.6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/m2.；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/m2.
其它各種防護密閉門、防爆波活門、擴散室的設計壓力均由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。
4.荷載組合和內力分析
作用在防空地下室結構上的荷載，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，規范中對防空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，本工程各個部位參與組合的荷載分別為：
4.1頂板：頂板核爆動荷載標準值，頂板靜荷載標準值。
4.2側墻：豎向：頂板傳來的核爆動荷載標準值、靜荷載標準值，上部建筑物自重標準值（僅有局部剪力墻部位），外墻自重標準值。橫向：核爆動荷載產生的水平動荷載標準值、土壓力、水壓力。
4.3內承重墻（柱）：在本工程中，將平時和戰時的荷載值進行對比不難發現，戰時所增加的頂板核爆動荷載標準值小于平時各樓層的活荷載標準值之和，故此部位構件不由戰時條件控制。
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氛圍全部考慮、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。
在防空地下室結構的設計中，其承載力設計應采用下列極限狀態設計表達式：γ0（γGS+γQS）≤R（f，f，αk，……）（見規范第4.6.2條） ，需要指出的是幾個系數的定義：γ0―結構重要性系數，取1.0；γQ―等效靜荷載分項系數，取1.0；f―混凝土動力強度設計值（參規范表4.6.3）；f―鋼筋動 力強度設計值。（參規范表4.6.3）
