五级人防地下室设计总结
[摘要] 通过工程实例，总结了五级人防地下室设计的特点，并提出一些设计中的注意事项。
[关键词] 五级人防地下室
[Abstract] Through engineering examples, summarizes the civil air defence of the design characteristics of the basement category, the paper puts forward some matters needing attention in the design.
[Key Words] category five civil air defence，basement
1、工程概况
天津市中心妇产科医院迁址新建工程位于天津市南开区南开三纬路与南开三马路交口处。
总建筑面积71510m，地上建筑面积62267m。
门急诊住院综合楼面积为64806m，在E 、F轴交接处设有抗震缝，并沿该部位将建筑物分为A、B区，A区为19层局部20层的框架剪力墙结构，高度85.3米，带一层地下室（还包括部分裙房）。
B区为裙房，3层框架结构，高度15.6米，带一层地下室，局部为常五级核6级防空地下室。
人防区为个防护单元，设置为战时救护站，基础为钻孔灌注桩的柱下承台基础。
下面就此工程的设计体会总结一下，并对五级人防地下室的结构设计加以介绍。
2、人防地下室结构设计的特点
防空地下室结构设计的主要内容包含两方向：一是主体结构设计，包括顶板、外侧墙、底板等其它构件的结构设计，二是口部设计，包括出入口的防护和消波系统(防护设备)，其中出入口的防护包括防护密闭门的选用、门框墙、临空墙的计算、出入口通道的计算等几个方面，而消波系统则包含防爆破活门的选用和扩散室的设计。
这些内容的结构设计与一般的结构设计有以下不同：1）结构设计的可靠性大大降低；2）考虑结构的动力效应；3）结构构件可考虑进入塑性工作状态，规范中采用允许延性比表示构件工作状态，如果结构构件具有较大允许延性比，则能较多的吸收动能，这对于抵抗核爆动荷载是十分有利的；4）材料设计强度可以提高。
实验表明，在快速加载的情况下，材料力学性能发生比较明显的变化。
主要表现为强度提高，但变形性能包括塑性性能等基本不变，这对结构工作起到有利作用。
在设计中考虑材料强度综合调整系数来完成的；5）重视构造要求，人防设计的许多构造要求是与一般的建筑设计不同的，要求更为严格，故仅仅只考虑受力计算，不考虑构造措施是不合理的。
根据上述的结构设计的特点，可以确定出防空地下空结构设计的—般原则：1）平战结合，取控制条件；2）只进行强度的验算，由于在核爆动荷载作用下，
结构构件变形极限已用允许延性比的控制，且在确定各种构件允许延性比时，已考虑了对变形的限制，因而在防空地下室结构设计中，不必再单独对结构构件的变形与裂缝开展进行验算；3）注意各部件的协调，以免因设计控制标准不一致而导致结构的局部先行破坏，失去整个防护建筑的作用；4）地面与地下承重结构体系要协调，不能出现两者强弱相差较大的情况。
3、人防等效静荷载的确定
等效静荷载是对核爆动荷载进行简化动力分析得出的荷载值，为作用在结构构件上动荷载最大值与系数的乘积，其值与地面超压值、动荷载波形、构件工作阶段及允许延性比有关。
当条件符合时可由《人民防空地下室设计规范》(GB50038—94)中直接查取，但查表时，要注意使用条件，尤其要注意是否应计入上部建筑物影响，人防规范第4．2．4条有具体的规定。
另外，要注意当条件不符合时，应按规范中公式进行计算。
本工程根据规范要求，人防部分各部位的等效静荷载标准值选择如表1：
4、荷载组合和内力分析
人防规范表4.3.14，列出了防空地下室结构不同部位应考虑的各种荷载组合。
结构设计时可根据各工程的结构特点结合表格确定所需进行荷载组合的项目。
需要注意的是底板不利荷载的取值，在人防设计中，底板同时受到地下水压力及核爆冲击力的作用，但人防冲击力在底板的不利组合中视基础的形式而定：1）如果是箱型基础且在计算中已考虑了水上浮力时，可不计入核爆动荷载。
即人防冲击力可不进行组合；2）如果是桩基且是摩擦型桩时，则考虑核爆荷载的不利组合；3）如果是桩基且是端承桩无沉降时，则不考虑核爆荷载的组合。
在人防工程基础设计中，由于在核爆动力荷载作用下，地基承载力提高较高，一般可提高2—5倍，因此，对地基承载力与地基变形可不进行验算，但应验算结构构件本身强度承载力。
5、计算中应注意的几个问题
(1)在等效静荷载作用下，材料设计强度应取动力设计强度值，即考虑材料在动力作用下的提高系数。
因此，等量等效静荷载与等量静荷载不等价，在截面设计中不能直接套用上部截面设计图表。
(2)对于按弹塑性工作阶段确定的等效静荷载设计中，为保证构件延性，在受弯、受剪及受压计算中都有与上部设计不同的要求。
在按弹塑性工作阶段设计时，受弯构件或大偏心受压构件的受拉钢筋配筋率不宜大于1．5％。
由于我们设计的该类构件均按双面配筋，所以可以认为ρ＜1．5％能满足要求，即在设计中考虑弹塑性工作状态，最大的调幅可达30％。
(3)在按等效静荷载分析的内力进行梁、柱斜截面承载力验算时，其混凝土及砌体的动力强度设计值应乘以折减系数0.8。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。