超長(zhǎng)地下室外墻裂縫控制、計(jì)算模型合理性等問(wèn)題是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)過(guò)程中的難點(diǎn)；超大地下室設(shè)計(jì)的難點(diǎn)與重點(diǎn)是人防、消防等問(wèn)題，這些問(wèn)題各專(zhuān)業(yè)的配合顯得更重要，特別是人防問(wèn)題，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要對(duì)建筑、暖通等專(zhuān)業(yè)有較深入的理解才能把結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作好。

一、人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

（1）核武器、常規(guī)武器爆動(dòng)荷載作用屬于偶然性荷載,具有量值大、作用時(shí)間短(1s左右)且不斷衰減等特點(diǎn),整個(gè)結(jié)構(gòu)壽命期內(nèi)只考慮一次作用,鋼筋混凝土構(gòu)件又允許開(kāi)裂,因此構(gòu)件安全度可降低,人防荷載的分項(xiàng)系數(shù)取1。 
（2）地面多層或高層建筑物,對(duì)于普通爆破航彈、核爆炸沖擊波早期核輻射等破壞因素都有一定的削弱作用,設(shè)計(jì)防空地下室時(shí)可考慮這一因素。
（3）應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)兩種不同荷載效應(yīng)組合的要求。
（4）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件可按彈塑性設(shè)計(jì),對(duì)超靜定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可考慮塑性?xún)?nèi)力重分布。
（5）在人防荷載作用下,材料強(qiáng)度會(huì)提高,但變形性能包括塑性性能等基本不變,這對(duì)結(jié)構(gòu)有利,在設(shè)計(jì)中通過(guò)材料強(qiáng)度綜合調(diào)整系數(shù)體現(xiàn)。
（6）在核爆動(dòng)荷載這種瞬間荷載作用下,一般不會(huì)產(chǎn)生因地基失效引起結(jié)構(gòu)破壞,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可不驗(yàn)算地基承載力及變形,但對(duì)甲類(lèi)防空地下室的樁基,不論何種情況,樁本身都應(yīng)按計(jì)入上部墻、柱傳來(lái)的核武器爆炸動(dòng)荷載效應(yīng)組合值來(lái)驗(yàn)算構(gòu)件的強(qiáng)度。

二、人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

（1）可用“等效靜載法”簡(jiǎn)化考慮人防荷載作用,可拆開(kāi)為單個(gè)構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算。
（2）平戰(zhàn)結(jié)合,取控制條件在一般的5級(jí)或6級(jí)人防設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)的頂板基本上都由戰(zhàn)時(shí)控制(根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),室外消防車(chē)道可能由平時(shí)控制),而側(cè)墻和底板則因地下室結(jié)構(gòu)形式的不同而由實(shí)際情況確定;當(dāng)平時(shí)使用要求與戰(zhàn)時(shí)防護(hù)要求不一致時(shí),應(yīng)采取平戰(zhàn)功能轉(zhuǎn)換措施。 
（3）只進(jìn)行強(qiáng)度的驗(yàn)算,由于在人防荷載作用下,結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形極限已用允許延性比來(lái)控制,因而在防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,不必再單獨(dú)驗(yàn)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形與裂縫。
（4）注意各部件的抗力(強(qiáng)度)協(xié)調(diào),以免因設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)不一致而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的局部先行破壞,失去整個(gè)防護(hù)建筑的作用。
（5）人防地下室墻、柱等承重結(jié)構(gòu),應(yīng)盡量與地面建筑物的承重結(jié)構(gòu)相互對(duì)應(yīng),以使地面建筑物的荷載通過(guò)防空地下室的承重結(jié)構(gòu)直接傳遞到地基上。
（6）重視構(gòu)造要求,人防設(shè)計(jì)的許多構(gòu)造要求是與一般的建筑設(shè)計(jì)不同的,要求更為嚴(yán)格,應(yīng)充分保證結(jié)構(gòu)的延性,“強(qiáng)柱弱梁(板)”、“強(qiáng)剪弱彎”。

三、人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法及常見(jiàn)問(wèn)題

（1）人防荷載取值
人防荷載取值根據(jù)人防地下室抗力級(jí)別(是當(dāng)?shù)厝朔啦块T(mén)根據(jù)國(guó)家制訂的《人民防空工程戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要》確定的)采用公式計(jì)算或規(guī)范查表,實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)常用《理正人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件》算頂板、側(cè)墻及無(wú)樁基底板人防荷載,確定各構(gòu)件人防荷載時(shí)要注意比較核武器和常規(guī)武器爆動(dòng)荷載作用取大值控制。當(dāng)所有構(gòu)件的等效靜荷載值確定后,即可進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算。

（2）荷載組合和內(nèi)力分析
①頂板。
參與組合的荷載有人防等效靜載、自重、覆土重等;平時(shí)使用 活荷載戰(zhàn)時(shí)不需要疊加,具體設(shè)計(jì)時(shí),頂梁板可采用《pkpm2sATWE電算軟件》內(nèi)力分析,該軟件有人防計(jì)算功能,頂板也可用《理正軟件》計(jì)算。頂板戰(zhàn)時(shí)工況可采用塑性算法,平時(shí)工況應(yīng)采用彈性算法,板配筋取兩種工況計(jì)算結(jié)果大值,板面筋可按0.25%配筋率貫通外,支座筋不足者可另加非貫通筋,這樣較經(jīng)濟(jì),但要注意板底筋、板面貫通筋及非貫通筋間距應(yīng)協(xié)調(diào),以便拉筋布置;另外注意坡道作為戰(zhàn)時(shí)主入口時(shí),口部以外的頂蓋板也應(yīng)考慮人防荷載作用。
②外墻。
參與組合的荷載有人防等效靜載(包括水平及頂板傳來(lái)的)、外墻自重、上部建筑自重、地面活荷載、土壓力、水壓力等;外墻配筋主要由垂直于墻面的水平荷載產(chǎn)生的彎矩確定,設(shè)計(jì)時(shí)通常不考慮與豎向荷載組合的壓彎作用,僅按墻板彎曲計(jì)算墻的配筋。地下室外墻可根據(jù)支承情況按雙向板或單向板計(jì)算水平荷載作用下的彎矩。 
由于地下室內(nèi)墻間距不等,有的相距較遠(yuǎn),因此在工程設(shè)計(jì)中一般把樓板和基礎(chǔ)底板作為外墻板的支點(diǎn)(單跨或多跨)計(jì)算,在基礎(chǔ)底板處按固端,頂板處按鉸支座。具體設(shè)計(jì)時(shí),《理正軟件》計(jì)算。按上述計(jì)算模式,外側(cè)豎向筋宜在外排,與頂板類(lèi)似,外墻外側(cè)豎向筋也可采用貫通筋與非貫通筋交錯(cuò)布置方式,該筋在交錯(cuò)底板彎后直段長(zhǎng)度按其搭接與底板下鋼筋相連,此構(gòu)造底板端部實(shí)際已具有與外墻固端彎矩同值的承載力。外墻選筋時(shí)宜按“直徑細(xì)且間距密”的原則,有利于控制裂縫,最大間距不宜大于200mm。

（3）內(nèi)承重墻、柱。
荷載組合相對(duì)簡(jiǎn)單,要注意的是在進(jìn)行荷載組合時(shí),常規(guī)武器爆動(dòng)荷載作用時(shí)上部建筑物自重全部考慮,核爆動(dòng)荷載作用應(yīng)根據(jù)抗力等級(jí)、上部結(jié)構(gòu)形式,在進(jìn)行荷載組合時(shí)上部建筑物自重可區(qū)分全部考慮、考慮一半和不考慮3種情況,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析確定。具體設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)主樓塔數(shù)較多,地下室作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端且大底盤(pán)地下室通常又不設(shè)縫時(shí),為提高計(jì)算效率,各塔可獨(dú)自帶地下室分析計(jì)算,各塔的地下室結(jié)構(gòu)層宜比主樓多出1跨～2跨參與內(nèi)力分析計(jì)算,主樓的承重墻、柱計(jì)算結(jié)果即可采用。設(shè)計(jì)頂梁時(shí)可不帶主樓,將所有頂梁拼裝成整體,另行建模計(jì)算,其與帶主體建模計(jì)算結(jié)果比較,多個(gè)實(shí)際工程均表明,頂梁配筋誤差很小,其中支座筋誤差約3%,梁底筋基本無(wú)誤差,故可采用,這種方法對(duì)體量較大多塔樓盤(pán)可有效縮短設(shè)計(jì)周期。

四、構(gòu)造要求

人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范第4.11節(jié)中已作了很詳細(xì)的構(gòu)造規(guī)定,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員只需認(rèn)真研究體會(huì)規(guī)范條文的條件和適用范圍,結(jié)合工程實(shí)際情況就可順利地完成人防地下室各主要構(gòu)件的設(shè)計(jì)了。

為了方便設(shè)計(jì),結(jié)合構(gòu)造和受力要求,這里列舉一些主要人防構(gòu)件參考尺寸: 
（1）頂板對(duì)6級(jí):一般取250mm～300mm;對(duì)5級(jí):一般取300mm～350mm。
（2）頂板梁:跨高比一般為7～12,合理的截面尺寸判定標(biāo)準(zhǔn)是梁面通長(zhǎng)筋恰好由構(gòu)造確定。
（3）外墻、臨空墻:通常不小于300mm,由計(jì)算確定。
（4）防護(hù)單元隔墻、密閉隔墻:一般取250mm。
（5）底板:厚度不宜小于外墻,地下水位較高時(shí),一般不由人防控制。
總之,人防構(gòu)件結(jié)構(gòu)厚度應(yīng)首先滿(mǎn)足防早期核輻射要求,然后滿(mǎn)足受力要求。

五、孔口防護(hù)和平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)孔口防護(hù)包含三部分的設(shè)計(jì)內(nèi)容: 

（1）防護(hù)密閉門(mén)與消波系統(tǒng)的設(shè)計(jì),由建筑、通風(fēng)專(zhuān)業(yè)完成; 
（2）出入口通道內(nèi)臨空墻、相鄰單元之間的隔墻、門(mén)框墻等的設(shè)計(jì),其中臨空墻、相鄰單元之間的隔墻,設(shè)計(jì)人員可按參照外墻的計(jì)算模式設(shè)計(jì),而門(mén)框墻的設(shè)計(jì)一般是按懸臂梁計(jì)算,有時(shí)門(mén)框墻的懸臂長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng),而使水平筋過(guò)大,這種情況下,加暗柱或暗梁,壁柱或壁梁可得到較為經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)效果;
（3）孔口其他構(gòu)件,如風(fēng)井、通信、電力防爆波電纜、防倒塌棚架、開(kāi)敞式通道的設(shè)計(jì),其中開(kāi)敞式通道不考慮核爆動(dòng)荷載,只考慮靜土、水側(cè)壓力,而風(fēng)井、通信、電力防爆波電纜井、防倒塌棚架的設(shè)計(jì)一般直接選用通用圖,注意鋼結(jié)構(gòu)防倒塌棚架土建需配相應(yīng)基礎(chǔ)圖。

平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)的基本原則是:
①工程平戰(zhàn)用途相近; 
②轉(zhuǎn)換工作要小;
③一次設(shè)計(jì),分兩步施工；
④考慮兼容性和通用性; 
⑤轉(zhuǎn)換措施要求快速、經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、可靠。各部位封堵構(gòu)件上的荷載種類(lèi)較多,設(shè)計(jì)中一般直接選用通用的封堵構(gòu)件,不再單獨(dú)設(shè)計(jì)。