论人防工程防护措施与结构设计特点张宇飞

论人防工程防护措施与结构设计特点张宇飞

张宇飞

上海慧曦商务信息咨询服务有限公司

摘要：近年来，伴随着我国经济的飞速发展，国民的生活水平也随之不断提高。国家科技水平不断提高，但是国与国之间的竞争日趋激烈。竞争中会有争议，如果争议不能有效解决，必然会引发地区冲突。因此，对我们来说，做好防御是一项非常关键任务。人防工程建设是保障国家利益、维护主权完整以及保障人民人身财产安全的重要措施之一。做好人民防空工程结构设计工作，是建设符合标准的人防工程关键。

关键词：人防工程；防护措施；结构设计；特点

引言

随着当前国际形势的不断变化，战争和恐怖袭击事件仍然经常发生，给国家和社会稳定都带来了极大的威胁。随着现阶段我国国民经济的持续稳定发展，城市化进程也在逐渐加快，城市人口逐渐出现饱和，交通拥挤和堵塞的情况不断出现，绿化面积逐渐缩小，使得城市污染加剧，环境问题日益严重已经成为人们关注的问题，这些问题的出现也使得城市自救能力逐渐降低。因此在这种背景下人防工程设计与开发是一项十分必要的工作，也是城市可持续发展中必然的途径。

1人防工程结构的设计特点

1.1人防工程结构特点

人防工程中放空地下室是其最为重要的结构，放空地下室不单单承担战时保护的作用，也要考虑和平时期的使用，所以防空地下室为了承担更大的负载，只能埋在地面以下。防空地下室中梁、板、柱尺寸都要比我们常见地下室要大很多。有些防空地下室可以进行战前临时更换结构，这样可以提高正常使用时的空间，还需要战前转换设计，如战时的墙壁，开口，临时支撑和其他重要的人防工程构件。另外防空地下室在建筑上为了满足人员在战时能安全出入工程，具有专门的防毒通道、洗消间、防护门和密闭门在通风上考虑到防止化学武器和生物武器的袭击，设置除尘滤毒室，安装滤毒器、通风设施和防爆破活门在电气照明上配备应急系统，根据需要设置内部发电站在给排水上设置了战时洗消、生活用给排水系统等等，这些都是普通地下室所没有的。此外，防空地下室的设计是为了满足作战人员进出战场方便的要求，他们可以在战争期间使用特殊的防毒通道、盥洗室、防火门甚至关闭通风门，防止生化武器的攻击。在电气照明上配备了应急系统、通风装置和防爆装置，需要内置柴油发电机，以保证战时供电。比起一般地下室结构设计，人防工程的主要特点是处理防空武器爆炸载荷的影响。爆炸武器产生意外载荷、载荷特征也非常明显，其具有更大量值和爆炸时间，但是载荷衰减常数很大。爆炸产生的空气冲击直接影响人防工程结构突出地面部分，如地下室外墙、开放式屋顶，防护门和门框墙等部位。其他建筑结构嵌入土壤之中，如室内墙壁和地板等受到土壤压缩的直接影响。

1.2人防工程的荷载设计

假设某地发生核爆炸，其动荷载威力巨大，防空地下室一般采用等效静载法去分析动力构成，其方法主要是将整个结构分解成单元分别进行计算。核爆炸动态负载属于偶然的负载，其具有更大量值和爆炸时间，但是载荷衰减常数很大等特点，人防负载的作用在整个结构的生命周期中可能有很多次，但在计算时只考虑一次。在完全埋置的防空基底结构上，可以同时均匀地计算核爆炸动荷载，因为左右两边的荷载负载值相等，但却方向相反，所以没有必要考虑结构的横向位移。钢筋硂结构构件强度、屈服性可根据弹塑性工作阶段进行计算。防空地下室里，如屋盖、外墙和空域墙等构件来说，屈服后的裂纹状态并不是不能承受较高荷载，在这种状态下，可以有效利用材料的各方面性能，如屈服强度、抗弯强度等等，材料在度过屈服点之后还要产生大变形才会完全崩溃，所以利用塑性阶段的材料抗性，能够承受更大的动载荷，经济效益更大。

1.3人防工程的强度设计

在人防工程强度设计过程中，通过实验发现，载荷加载速率对材料的设计强度有着很大的影响。在炸弹爆炸瞬间，在爆炸载荷下，人防工程结构构件受到急速的挤压变形，可以用ms进行计算，比标准静载荷试验速度快1000倍。此时，构件的力学性能变化显著，主要随着荷载的叠加，其强度也快速增加，但塑性变形等基本性质没有多大改变，这对材料结构性发挥了有益的作用，譬如钢铁强度可以翻倍，这些有利因素在实际设计过程中，要全面考虑材料强度系数来进行计算调整。地下结构只需要检查强度这一个性能指标。利用达到极限时顶点位移与屈服时顶点位移的比值来控制变形极限，所以没有必要单独对构件结构设计和裂纹进行校核。

2人防工程防护措施要点

2.1防护功能平战转换的质量防护要点

防空地下室设计必须满足预定的战时防护要求和使用要求，充分发挥其投资效益，战时为防空袭服务，平时应最大可能、最大限度地充分利用。人防工程平战功能转换的实施要求：“快速、安全、高效”。平战转换设计的基本原则有：工程平战用途相近，平战结合，考虑兼容性和通用性；工程设计必须完整，一次完成，分步实施的原则；完善技术储备和物资储备的原则；转换工作量要最小，转换措施要求快速、经济、简便、可靠。防护功能平战转换分为3个阶段，早期转换为30天，完成战时防护器材筹措和构件加工；临战转换阶段为15天，完成对外出入口及各类孔口的封堵；紧急转换阶段应为3天，完成防护单元连通口的转换及综合调试等。人防工程平战功能转换措施一般有3种：使用功能、防护功能和内部设备系统的平战转换。出入口是人员或设备进出工程的重要衔接处，所以出人口的平战功能转换措施一定要满足工程防护要求、密闭性要求等。出入口平战功能转换措施应满足平战转换的要求，应保证战时的抗力、密闭、防早期核辐射及城市火灾等防护安全。专供平时使用的出入口可采用的封堵方式有：钢筋混凝土预制构件封堵、型钢构件封堵、一道钢筋混凝土或钢结构防护密闭门封堵、两道人防门封堵等。

2.2不同防护单元间的质量防护要点

人防工程中其防护设施和内部设备均能自成体系的使用空间体系称为防护单元。其作用从定义中可以看出是为了提高人防工程的抗毁伤能力，即个别防护单元被毁伤，不至于导致整个工程被毁伤。为保证人防工程不同防护单元的防护功能，相关人员需注意以下内容：临空墙、隔墙、门框墙、顶板及楼板均使用钢筋混凝土，防空地下室结构选用的材料等级不应低于如表1所示的规定，根据防护抗力设计要求确定厚度，防空地下室结构构件最小厚度应符合如表2所示的规定；如需在防护密闭隔墙上开设相应的连通口，施工人员需对防护密闭隔墙两侧防护密闭门的安装质量进行监测，并严格控制两门间的间距，最小间距不得小于500mm；施工过程中要确保密封性、牢固性，除了要注意防护密闭隔墙上预留查钢筋的规格、间距、位置、绑扎、接头质量等。

2.3出入口相关的质量防护要点分析

人防工程出入口是为了保障人员、物资、设备等进出防护工程使用较为方便。出入口除了要满足人防工程的战备防护功能外，还应尽量结合工程平时使用的要求，并与建筑环境等各种因素形成有机统一的关系，体现战备效益与环境效益、经济效益和社会效益的统一。应根据地面建筑和人员分布情况，综合考虑工程的使用性质、规模及容量，来综合确定出入口的数量。

结语

我们要坚定不移的维持“和平时期保持警惕”的建设原则，和平时期人防工程更不应该松懈，也是对人民财产安全负责。民用防空地下室结构设计应考虑能够承受常规爆炸武器和核爆炸的危害，同时还要考虑到和平和战争作用的转换，以满足正常和战时两种不同的载荷作用的情况。

参考文献：

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[3]刘华丽，徐铁山.人防工程结构设计的关键点探析[J].工程技术研究，2017，（9）：241-242.