本文針對人防地下室口部，綜合分析了我院及幾個人防審圖單位近年來人防地下室施工圖設(shè)計中發(fā)現(xiàn)的問題，就擴散室以及出入口常見問題進行分析，并針對這些問題給出解決建議，以利于提高人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。

1 出入口

    人防地下室的口部包括出入口、通風(fēng)口以及其他孔口( 排煙口、給排水孔口、電氣孔口等) 。其中出入口設(shè)計是人防工程口部防護和結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要內(nèi)容。

1. 1 防倒塌棚架梁箍筋間距問題
    1) 常見問題。
    防倒塌棚架梁箍筋間距統(tǒng)一按照大于等于150mm 考慮;
    2) 原理分析。
    從防護角度來說，防倒塌棚架頂板承受兩個方面的荷載，一部分是由于房屋倒塌產(chǎn)生的垂直等效靜荷載，第二部分是空氣沖擊波產(chǎn)生的水平等效靜荷載。由于要考慮這兩部分荷載的作用，防倒塌棚架梁的構(gòu)造要求應(yīng)該同人防地下室其他部分梁。根據(jù) GB 50038—2005《人民防空地下室設(shè)計規(guī)范》第4. 11. 10 條，加密區(qū)其箍筋間距不宜大于 h0/4(h0為梁截面有效高度) ，且不宜大于主筋直徑的 5 倍［3］。   
    同時京施審專家委房建［2015］結(jié)字第 1 號文件，防倒塌棚架也要求按照對應(yīng)抗震等級的抗震措施設(shè)計［4］ ，而在 GB 50011—2010《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》表 6. 3. 3 也有類似要求［5］。
    3) 設(shè)計建議。
    對出 入 口 的 防 倒 塌 棚 架 盡 量 采 用 不 小 于400 mm 的梁高，同時注意鋼筋直徑不小于 20 mm。為配合這些調(diào)整，可以適當加大防倒塌棚架的柱距。

1. 2 樓梯式主要出入口四周墻體荷載取值及構(gòu)造要求問題
1) 常見問題。
樓梯式主要出入口周圍墻體不考慮人防等效靜荷載和相關(guān)構(gòu)造要求;
2) 原理分析。
    隨著城市地下空間需求越來越高，人防地下室在地下空間中的位置也呈現(xiàn)多樣性，而地下空間使用情況的多樣性造成樓梯周圍墻體情況的多樣性，有時出現(xiàn)非人防地下室與人防地下室共用樓梯的情況。
    對于與土緊鄰的墻體，由于內(nèi)壓( 空氣沖擊波)與外壓( 土中壓縮波) 的作用時間、大小均難于用簡單的方法計算確定，為安全計，規(guī)范規(guī)定可不考慮內(nèi)壓作用，按土中壓縮波產(chǎn)生的爆炸動荷載計算［3］。對于與普通地下室相鄰的墻體，只考慮進入主要出入口內(nèi)的空氣沖擊波的作用; 對于在普通地下室設(shè)有洞口，普通地下室與人防地下室共用樓梯間的情況，雖然空氣沖擊波通過洞口會有擴散作用，但由于無相關(guān)試驗依據(jù)，在實際設(shè)計過程中對空氣沖擊波荷載不做折減。
3) 設(shè)計建議。
    樓梯式主要出入樓四周墻體，當與土體直接接觸時，該墻全高按照土中外墻考慮人防等效靜荷載;當與普通地下室相鄰，不論是否在該墻開有洞口均按照臨空墻確定其等效靜荷載; 相應(yīng)的樓梯式主要出入口周圍墻體均要遵守人防相關(guān)構(gòu)造要求。

1. 3 鋼結(jié)構(gòu)防護密閉門荷載導(dǎo)算的問題
    1) 常見問題。
    鋼結(jié)構(gòu)防護密閉門按照混凝土防護密閉門相關(guān)條款考慮門框墻上作用的等效靜荷載;
    2) 原理分析。
    防空地下室常用的鋼筋混凝土防護密閉門在爆炸動荷載作用下，進入塑性狀態(tài)工作達到極限抗力時，其破壞是沿著“塑性鉸線”發(fā)展的，因此其計算簡圖可取四邊簡支矩形板。而鋼結(jié)構(gòu)人防門內(nèi)部構(gòu)造是以主要受力方向傳力的梁板體系確定的。因此其大部分荷載傳導(dǎo)到主要受力方向?qū)��?yīng)的門框墻上，而次要受力方向?qū)��?yīng)的門框墻只承受局部梁板傳導(dǎo)過來的等效靜荷載。

1. 4 門框墻設(shè)計存在未協(xié)調(diào)平時與戰(zhàn)時工況的問題
    1) 常見問題。
    門框墻的配筋和構(gòu)造只按照戰(zhàn)時工況考慮。
    2) 原理分析。
    常規(guī)的門框墻設(shè)計，都是把一個完整的門框區(qū)分為上、下、左、右四個擋墻進行設(shè)計。根據(jù)各部分擋墻承受人防等效靜荷載的不同，計算其配筋。但由于將其定位為人防門門框墻，且這些墻體常常只有人防地下室才有，設(shè)計人員常常忽略其作為普通地下室的受力需求。比如常常忘記左右擋墻從抗震角度應(yīng)該設(shè)置邊緣構(gòu)件，上擋墻從功能上來說同時是連梁，下?lián)鯄ν瑫r也是地下室的地梁等等。
    3) 設(shè)計建議。
    針對門框墻作為人防構(gòu)件的受力、構(gòu)造與抗震構(gòu)件的受力、構(gòu)造不協(xié)調(diào)的問題，建議在設(shè)計左右擋墻時，按照門框墻與邊緣構(gòu)件的范圍、配筋方式、水平筋及豎向筋配筋量進行包絡(luò)設(shè)計; 對于上擋墻與連梁、下?lián)鯄εc地梁也采取同樣的原則。

2 擴散室

    通風(fēng)口作為人防地下室重要的組成部分，其防護通常采用阻擋和擴散相結(jié)合的做法，即采用以防爆波活門為主，結(jié)合擴散室設(shè)置的消波系統(tǒng)，以削弱沖擊波的壓力。擴散室設(shè)計的合理性及安全性對通風(fēng)口人防結(jié)構(gòu)設(shè)計起著決定作用。

2. 1 擴散室各部分受力情況及荷載取值不合理問題
    1) 常見問題。
    在人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中，常常出現(xiàn)如下情況:除擴散室與豎井間墻體外其他墻體只按密閉墻設(shè)計;擴散室各部分構(gòu)件等效靜荷載未考慮或取值不當。
    2) 原理分析。
    如圖 3 所示，擴散室是利用內(nèi)部空間來削弱進入沖擊波能量的房間。當沖擊波由斷面較小的入口進入斷面較大并有一定體積的擴散室時，高壓氣體迅速擴散、膨脹，使其密度下降，壓力降低，從而保證剩余壓力小于后續(xù)設(shè)備允許壓力。

    豎井與擴散室之間的墻體為擴散室前墻，其外側(cè)( 豎井側(cè)) 承受豎井內(nèi)傳來的臨空墻荷載，其內(nèi)側(cè)( 擴散室側(cè)) 承受沖擊波經(jīng)過懸板活門進入擴散室的余壓荷載。擴散室與土體接觸的頂板、底板和外墻，內(nèi)側(cè)承受余壓作用，外側(cè)受到土中壓縮波引起的人防等效靜荷載的作用。由于余壓作用下土中結(jié)構(gòu)通常只出現(xiàn)裂縫，不至向內(nèi)側(cè)倒塌，故這些部分構(gòu)件按照只承受土中壓縮波引起的人防等效靜荷載。

2. 2 懸板活門的選擇不當?shù)膯栴}
1) 常見問題。
    未考慮擴散室余壓的適用條件 ( 針對不同的門，不同的擴散室大小) ，只要是擴散室均按照上述2. 1 節(jié)設(shè)計建議中等效靜荷載取值。常見情況為建筑在甲類 6 級人防地下室選擇 HK 系列人防門。
2) 原理分析。
    懸板活門一個很重要的參數(shù)是活門關(guān)閉時間。關(guān)閉時間是指作用在活門上的超壓( ΔP t) 與活門設(shè)計抗力( ΔP s) 相等時的關(guān)閉時間。當作用在活門上的預(yù)定超壓比活門設(shè)計抗力大時，則活門會被破壞; 若前者偏小，則活門關(guān)閉時間增大，消波率降低。在人防地下室工程中常用的懸板活門有 HK 系列和 BMH 系列，HK 系列設(shè)計抗力等級只有 5 級的; BMH 系列設(shè)計抗力等級有對應(yīng) 5 級和 6 級的。當在甲類 6 級人防地下室采用 HK 系列時，就會存在門上預(yù)定的超壓比活門設(shè)計抗力小的情況，這時活門關(guān)閉時間變長，消波率降低，從而導(dǎo)致擴散室余壓的提高，如仍然按照 2. 1 節(jié)建議中給出的數(shù)值設(shè)計擴散室就會存在安全問題，并且可能導(dǎo)致與擴散室相連的設(shè)備由于超過允許余壓而破壞。
3) 設(shè)計建議。
    針對這種情況可能對防空地下室造成的影響，建議可以在設(shè)計過程中與建筑及時溝通，請其在6 級人防地下室 ( 風(fēng)量小于 14 500 mm2 時) 采用BMH 系列適用于 6 級的懸板活門; 針對某些地方只能采 用 HK 系 列 懸 板 活 門 的 情 況，需 根 據(jù) GB50038—2005 第 F.0.3 條［3］調(diào)整擴散室尺寸，使其余壓在允許范圍內(nèi)。

2. 3 擴散室前墻的防護厚度不足的問題
    1) 常見問題。
    如圖 4 中 擴 散 室 前 墻 剖 面 圖 中 b 的 厚 度 為200 mm。
    2) 原理分析。
    根據(jù) GB 50038—2005 第 4. 11. 3 條采用鋼筋混凝土的人防地下室臨空墻最小厚度為 250 mm。
    擴散室前墻為豎井與擴散室之間的墻體，其承受從豎井傳來的臨空墻荷載。因此墻體中最薄的部分( 圖中標注為 b) 應(yīng)該滿足該條要求。

    3) 設(shè)計建議。
    如圖 2 中的擴散室前墻剖面圖中 b 的厚度為大于等于 250 mm。

    人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計與普通地下室有很大不同，不僅體現(xiàn)在其承受的人防荷載是一種突加快卸的瞬時動力荷載，更主要的在于結(jié)構(gòu)設(shè)計與建筑、通風(fēng)、防護等專業(yè)的要求密切相關(guān)。探究結(jié)構(gòu)條文背后的防護原理，對于設(shè)計出經(jīng)濟合理安全的人防工程尤為重要。