防空地下室結構設計需要注意的幾個問題

李華波

    人防即人民防空，是國防的組成部分，是國家根據國防需要，動員和組織群眾采取防護措施，防范和減輕空襲危害。城市是人民防空的重點。人民防空工程包括為保障戰時人員與物資掩蔽、人民防空指揮、醫療救護等而單獨修建的地下防護建筑，以及結合地面建筑修建的戰時可用于防空的地下室。本文就結合平日設計經驗對附建式防空地下室結構設計中容易犯錯或應該注意的一些問題展開分析和探討。

1、防空地下室的封閉性

    防空地下室是一個具有戰時出入口的獨立密閉空間，故設計時須首先保證這一點。通常在設計時會有以下部位會被遺漏而封閉不嚴實：汽車坡道、上部設備管井、人防墻等。

    汽車坡道經常設計作為人防區域頂板，坡道面與地下室頂板之間需用混凝土側墻封牢并滿足人防要求；上部設備管井及排水管等不能穿越人防頂板進入防空地下室；人防墻（人防區域無密閉性要求的內墻除外）施工不應采用帶PVC套管對拉螺栓支模，而應按人防圖集采用設置密閉肋的對拉螺栓。以上常見的幾個地方需在設計時注意檢查或明確說明。

2、后澆帶的設置  

    目前，對于面積較大或長度超長的地下室，一般為方便使用，不再設永久性的變形縫（上部地面建筑可設），而采取設置后澆帶、加強帶等措施減小混凝土收縮的不利影響。防毒通道、濾毒室等部位對防毒密閉性要求非常嚴格，地下室后澆帶應避免經過這些口部房間。另外，后澆帶應盡量避開防護密閉門以及臨戰封堵門框墻等受力重要部位。

3、防空地下室出入口樓梯設計

    常見有將防空地下室出入口樓梯均按防塌設計的情況，實際上，僅需將人防主要出入口樓梯按防塌設計即可。根據《人防規范》4.5.9條，防空地下室戰時非主要出入口，除臨空墻外，其他與防空地下室無關的墻、樓梯踏步和休息平臺等均不考慮核武器爆炸動荷載作用。《人防規范》4.7.10條也有類似的規定。非戰時主要出入口一般僅用于平時和臨戰準備使用，戰時室外染毒時不允許人員出入，故非主要出入口樓梯戰時遭遇爆炸襲擊允許破壞。實際設計時，一般通過尋找“防毒通道”的位置而辨別需要做防塌設計的樓梯。

4、防空地下室防滲設計

    防空地下室底板、頂板、側墻應考慮防滲要求，但是容易忽略一點的是主樓范圍內的防空地下室頂板也應考慮防滲要求。抗滲混凝土的密實性可有效阻止室外毒氣滲入防空區域，保持清潔區正常的毒劑水平。

5、PKPM軟件計算

    2010版PKPM軟件對人防頂板計算已經考慮人防荷載組合，并且有人防荷載參與組合的工況，軟件可以自動考慮材料強度綜合調整系數γd，對梁板結構，梁配筋能考慮延性比是否超限（如若超限，一般可手工復核并通過調整梁頂、梁底配筋來滿足規范要求）。需要說明的是，軟件在人防荷載定義的時候，需要注明人防等級和頂板人防荷載（即非“0”值），不能在“人防荷載”一欄填為“0”然后再逐間修改人防區頂板荷載，因為如此操作軟件計算暫不能讀入人防荷載，即參與組合的人防荷載仍為“0”，在軟件升級改版之前需請注意。

    而對于人防頂板無梁樓蓋的計算，規范暫無有限元法計算相關設計規定，本人曾根據具體工程（核6級）咨詢過PKPM工程部，對方認為SlABCAD模塊能計算人防無梁樓蓋，但配筋時需手工驗算延性比；而專業人防審圖單位專家在施工圖審查時對上述工程用有限元計算方式有所懷疑，認為無據可依，并讓我們采用等代框架法計算。經計算比較，采用等代框架法計算板帶配筋相對較大，特別是柱上板帶負筋相差約30%，最終按人防審查意見修改并通過審查。這點仍需待規范進一步跟進明確，目前來說，個人建議按等代框架法計算較為穩妥。

6、通道大小

    防毒通道是具有通風換氣稀釋毒氣濃度功能的密閉通道，如若通道尺寸（按體積計）太大，因最低換氣次數限制，不利于暖通設備專業的設計；反過來講，如若又片面地強調換氣次數，可能會導致通道尺寸太小（特別是防毒通道所處位置層高較高時，因體積限，平面尺寸可能偏小），以至于通過通道的人員在開啟密閉門時必須同時打開防護密閉門，而當室外染毒的情況下，為防止毒劑進入室內，防毒通道兩端防護密閉門和密閉門是不能同時打開的，故通道內應在密閉門開啟范圍之外留出人員的站立位置。如果通道為狹長形，且人防門分布在通道兩端，一般要求通道凈長度應滿足密閉門寬度+500（有特殊要求時除外，比如擔架通過的防毒通道）并滿足密閉門的安裝需要。結構專業在考慮通道凈長度時，應特別注意防護密閉門門框墻上方有橫擋梁凸出的情況，因為建筑專業一般并未考慮這一點。

    密閉通道在室外染毒的情況下，禁止出入使用，但是不能不區分具體情況將戰時使用的密閉通道設計成“一框兩門”（即至少500厚的門框兩側各設一道防護密閉門，通常連通口采用“一框兩門”）的形式。密閉通道擔負著阻止室外毒氣滲入的任務，其稀毒原理可以概括為“滲透—稀釋—再滲透”，密閉通道空間對毒氣稀釋作用尤為重要，稀釋后通過密閉門滲透進入清潔區的毒氣濃度方在可接受范圍之內。若采用“一框兩門”臨戰封堵，則不受上述限制，能滿足設計要求。

7、臨戰封堵構造

    這里主要說明三個容易在設計中忽視的問題：

    （1）臨戰封堵門框墻（一般至少500寬）封堵側應平齊，另一側宜平齊且宜與柱同寬（有時采用鋼防護密閉門不能滿足早期核輻射要求時，方便在內側加砌磚墻）。

    （2）一般為方便平常使用，封堵處建筑地坪做平，但是考慮到抗反彈力，結構需設置暗門檻夾牢封堵構件（即雙門檻形成結構凹槽，一般150深即可滿足各種封堵構件要求），建筑面層較厚時可直接設置與面層同厚的雙門檻，否則按類似于底板結構排水溝做法設計。

    （3）封堵側頂板主次梁高差、底板主次梁高差（若有主次梁的話）及門框墻側邊距正交梁凈距一般應不小于300，否則會造成封堵構件臨戰時無法安裝或封堵密閉效果欠佳。

8、防護密閉門的位置及開啟方向

    以一例說明，對比圖如下：

    上兩圖中，靠近通道側為防護密閉門（平時為關閉狀態），通道左側或防毒通道右上角為臨戰封堵墻垛，臨戰封堵采用封堵構件+堆壘砂袋的形式。

    通過對比可以發現右圖的防護密閉門設置相對合理，分析如下：

    （1）從防護密閉門的設置位置來看，根據《人防規范》3.3.17條對定，當防護密閉門沿通道側墻設置時，防護密閉門門扇應嵌入墻內設置，且門扇的外表面不得突出通道的內墻面，左圖情況不滿足，如需按左圖設計，則須在門扇轉軸側設防護墻垛（可200x200）加以保護門扇，否則門扇側面因直接承受空氣壓縮波的沖擊可能脫落，但設置墻垛后會影響通道凈寬；

    （2）從防護密閉門的開啟方向來看，左圖開啟方向容易因沙袋坍塌而卡死打不開，因為封堵側垛距防毒通道門洞凈距摳得較緊（有條件的情況下還應加大兩者距離），門外的砂袋可能會因壓縮波沖擊導致一定的坍塌，若坍塌，右圖情況還有可能打開一定寬度的縫隙供人出入，然后清理坍塌的砂袋后正常使用。

    根據上述分析，建筑最終采取了結構的建議，將通道方案由左圖改為右圖形式。

9、結語

    防空地下室的設計需各專業的緊密配合，結構設計人員應充分理解建筑專業的設計意圖，并根據自身專業角度提出合理的意見，在滿足《人防規范》各項規定的前提下，盡最大程度的提高設計的合理性，充分發揮防空地下室的使用效率和結構抗爆效率，真正達到“平戰結合”的人防設計指導思想。

參考文獻

[1] GB50038-2005 人民防空地下室設計規范。

作者簡介：李華波，男，助理工程師，國家一級注冊結構工程師，Email：lihuabottt@163.com。

(本文來源：陜西省土木建筑學會    文徑網絡：尹維維 編輯  文徑 審核)