摘要：人防地下室應(yīng)能承受常規(guī)武器或者核武器爆炸動荷載的作用，人防地下室一般也有抗震設(shè)防要求，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使之能承受地震動荷載及武器爆炸動荷載作用。人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既有相同又有不同之處。本文主要探討了人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容以及兩者的對比分析，以供參考。 

　　關(guān)鍵詞：人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；內(nèi)容；對比 

　　引言：抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是通過結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)安排，能夠預(yù)防一定地震級別對建筑物的摧殘，而人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的主要是為了保護(hù)常規(guī)武器或者核武器進(jìn)攻之下的震動對群眾帶來的人身安全。從根本上說二者的建筑施工都是以減少震動危害為目的的，因此具有一定程度的相同點(diǎn)，同時(shí)由于二者所承受的震動性質(zhì)不一致，因此實(shí)際的施工設(shè)計(jì)手段也存在差異。 

　　一、建筑工程人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 

　　1、建設(shè)工程人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 

　　人防建筑結(jié)構(gòu)在建筑施工之前需要進(jìn)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須進(jìn)行科學(xué)的數(shù)據(jù)分析和實(shí)地勘探考察，設(shè)計(jì)質(zhì)量與施工質(zhì)量二者有明顯的關(guān)系�？茖W(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠產(chǎn)生相應(yīng)的人防效果，在戰(zhàn)爭時(shí)期和和平時(shí)期都能夠?qū)θ罕姷纳?cái)產(chǎn)起到保護(hù)作用。從目前的施工建設(shè)經(jīng)驗(yàn)分析，主要存在的人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手段有掘開式人防工程和暗挖式人防工程兩種，其中掘開式人防工程又包括單建式人防工程和附建式人防工程，而暗挖式人防工程則包括坑道式和地道式兩種。 

　　2、建設(shè)工程抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 

　　雖然我國的地震發(fā)生概率比較小，地震帶來的危害較之地震頻發(fā)國家來說相對較小，但是為了保證建筑物使用質(zhì)量，確保用戶的人身財(cái)產(chǎn)安全，減少地震發(fā)生時(shí)的重大人身傷亡，進(jìn)行必要的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是必不可少的，尤其是對于地震發(fā)生概率比較高的省份來說，更應(yīng)該成為建設(shè)施工的重點(diǎn)。現(xiàn)有的建設(shè)施工安全文件規(guī)定安全性指標(biāo)是指建筑工程結(jié)構(gòu)在正常地設(shè)計(jì)、施工和使用條件之下，能夠承受在施工與使用情況下出現(xiàn)的各種荷載或變形，特殊情況下發(fā)生的偶然荷載或突發(fā)事件要保證在發(fā)生事件前后結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能不變。而適應(yīng)性指標(biāo)主要是指在建筑結(jié)構(gòu)正常使用的情況下能夠在規(guī)定使用期限內(nèi)其結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生變形、裂縫和振動等。 

　　二、建筑工程人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的對比分析 

　　1、荷載作用方式的對比 

　　相同點(diǎn)：兩者均為偶然荷載，均為動荷載，設(shè)計(jì)時(shí)均按一次作用考慮。不同點(diǎn)：人防結(jié)構(gòu)構(gòu)件如果暴露于空氣中則直接承受空氣沖擊波的作用，如果埋于土中直接承受土中壓縮波的作用，因此人防荷載對結(jié)構(gòu)構(gòu)件外表面的是直接作用，其動荷載直接作用于構(gòu)件，其作用為外力；而地震動荷載則是由于地震時(shí)地面運(yùn)動引起的動態(tài)作用，其實(shí)質(zhì)是慣性力，是間接的作用。建筑物的所有構(gòu)件（只要有質(zhì)量）均會由于地震動而存在慣性力。人防動荷載一般是直接作用于人防地下室外表面的構(gòu)件，一般可按同時(shí)作用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)考慮，而人防地下室內(nèi)部的墻柱等構(gòu)件只間接承受圍護(hù)構(gòu)件及上部結(jié)構(gòu)傳來的動荷載。 

　　2 荷載大小的對比 

　　人防動荷載（即常規(guī)武器或核武器爆炸動荷載）其沖擊波壓力是隨時(shí)間變化的，為方便設(shè)計(jì)計(jì)算《人防規(guī)范》將它簡化成等效靜荷載，它只代表作用效果的等效，等效靜荷載并不是實(shí)際作用的力，但它方便了設(shè)計(jì)計(jì)算可以用靜力分析的模式進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算；設(shè)計(jì)時(shí)等效靜荷載的大小的確定主要與設(shè)防抗力等級有關(guān)。 

　　地震作用大小首先與震級、烈度、震源深度、建筑物離震源的距離等有關(guān)。其次與建筑物的質(zhì)量大小、建筑物所處的場地條件及土質(zhì)、及建筑物的動力特性（如自振周期、振型、阻尼等）有關(guān)。 

　　3、設(shè)計(jì)理念的對比 

　　抗震設(shè)計(jì)方法通常為“三水準(zhǔn)、二階段”的設(shè)計(jì)方法，設(shè)防目標(biāo)為“小震不壞，中震可修，大震不倒”。為實(shí)現(xiàn)設(shè)防目標(biāo)取小震下地震動參數(shù)計(jì)算結(jié)構(gòu)彈性下的地震作用效應(yīng)，進(jìn)行截面承載力驗(yàn)算。第二階段是大震下的結(jié)構(gòu)彈塑性變形驗(yàn)算。并通過概念設(shè)計(jì)和抗震構(gòu)造措施來滿第三水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求。 

　　在人防動荷載作用下，防空地下室結(jié)構(gòu)動力分析采用等效靜荷載法，即將動力作用下求內(nèi)力問題轉(zhuǎn)化成靜力作用下求內(nèi)力問題，防空地下室結(jié)構(gòu)的內(nèi)力可按一般靜力結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析，并可采用靜力計(jì)算手冊和相應(yīng)圖表來計(jì)算內(nèi)力。 

　　4、設(shè)計(jì)原則的對比 

　　人防設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則一樣： 

　　（1）脆性破壞的構(gòu)件安全儲備小，延性破壞的構(gòu)件安全儲備大，因此結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能有足夠的延性，避免脆性破壞，鋼筋砼結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)采取“強(qiáng)柱弱梁”“強(qiáng)剪弱彎”的設(shè)計(jì)原則。 

　　（2）各結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力相協(xié)調(diào)的原則，避免出現(xiàn)薄弱部位。防空地下室的結(jié)構(gòu)，應(yīng)充分考慮各部位作用荷載值不同，破壞形態(tài)不同以及安全儲備不同等因素，保證在規(guī)定的動荷載作用下，結(jié)構(gòu)各部位（如出入口和主體結(jié)構(gòu)）都能正常地工作，防止由于存在個(gè)別薄弱環(huán)節(jié)致使整個(gè)結(jié)構(gòu)抗力明顯降低。如果某個(gè)部位失效，將導(dǎo)致整個(gè)人防區(qū)失效。同樣抗震設(shè)計(jì)也十分強(qiáng)調(diào)避免出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)（如薄弱層，軟弱層等），因?yàn)榇笳饡r(shí)薄弱層或軟弱層出失效將導(dǎo)致建筑物倒塌，產(chǎn)生嚴(yán)重后果。 

　　5、設(shè)計(jì)方法的對比 

　　從物理學(xué)角度分析，人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是提高力的承受能力，因此，它的設(shè)計(jì)方法也是從物理學(xué)應(yīng)用實(shí)際出發(fā)，現(xiàn)行主要的設(shè)計(jì)方法是采取等效靜荷載的辦法展開設(shè)計(jì)分析工作。由于建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是基于擬建工程結(jié)構(gòu)在施工或使用的條件下的設(shè)計(jì)過程，建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件在各種動荷載的綜合作用下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件振型與相應(yīng)靜荷載作用下?lián)锨�非常相似，而且在動荷載的作用下建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞規(guī)律與相應(yīng)的靜荷載作用下的破壞規(guī)律也相似，因此在動力分析過程中，可以通過將建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)一步簡化為一種單自由度體系，查表可得相應(yīng)的動力系數(shù)，以動力系數(shù)與動荷載峰值相乘得到等效靜荷載。這樣一來，建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件相當(dāng)于在等效靜荷載的作用下，而其各項(xiàng)內(nèi)力就是在各種動荷載作用下的內(nèi)力最大值。 

　　由于地震災(zāi)害的破壞力大，而且地震災(zāi)害具有不可預(yù)測的性質(zhì)，因此對于地震災(zāi)害的預(yù)防工作，在建筑施工過程中難度系數(shù)非常高�，F(xiàn)有的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念基本可以概括為，抗震建筑物能夠在較低級別的地震災(zāi)害中確保質(zhì)量安全，不發(fā)生破壞，而在相對高的地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)，出現(xiàn)細(xì)微的破壞性，但是可以通過后期的修補(bǔ)和維護(hù)繼續(xù)居住，在較高級別的地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)，建筑物能夠保證不坍塌，內(nèi)部居住居民可以安全撤離，減少地震發(fā)生時(shí)的破壞力，但是建筑物無法進(jìn)行二次使用，需要在災(zāi)后進(jìn)行重建。這種設(shè)計(jì)理念與人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之間存在差異性，人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法一般先取小震地震動參數(shù)計(jì)算結(jié)構(gòu)彈性下的地震作用效應(yīng)進(jìn)行相關(guān)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面承載力的驗(yàn)算，然后是對大震下的結(jié)構(gòu)彈塑性變形力驗(yàn)算完成“二階段”設(shè)計(jì)要求，最后通過應(yīng)用工程結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)和抗震構(gòu)成措施來完成“大震不倒”的第三水準(zhǔn)設(shè)計(jì)要求。 

　　三、結(jié)束語 

　　我國的建筑設(shè)計(jì)越來越重視人防結(jié)構(gòu)和抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，尤其是在遭受到兩次重大地震和如今國際局勢的影響之下，用戶對二者施工的質(zhì)量要求也相對提高。人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在某些方面存在共同點(diǎn)，同時(shí)也存在差異，設(shè)計(jì)人員可以取長補(bǔ)短，通過優(yōu)勢互補(bǔ)，提高建筑物的使用質(zhì)量和使用年限，推動我國建筑行業(yè)快速發(fā)展。 

　　參考文獻(xiàn) 

　　[1]李航.關(guān)于人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的比較[J].中國房地產(chǎn)業(yè)・下半月，2012（10）. 

　　[2]亢智敏，王立偉.論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì).科技資訊，2009，12（18）：102～104. 

　　[3]肖世健.淺談人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).山西建筑，2007，17（35）：90～91.