高層建筑的人防工程結構設計的方法

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摘要：現(xiàn)今階段，國際經濟、科技技術發(fā)展日新月異，城市化進程不斷加快，廣大人民群眾對物質和精神需求越來越高，因此，越來越多的高層建筑矗立于現(xiàn)代都市之中。然而隨著高層建筑拔地而起，同時也不斷涌現(xiàn)出許多安全問題，相應的安全防護工程和措施已經成為廣大人民群眾關注的焦點。高層建筑的人防安全工程與廣大業(yè)主的生命財產安全息息相關，因此，本文深入探究了高層人防結構設計問題，并提出了切實可行的設計方法，以供相關業(yè)界人士參考。

關鍵詞：人防工程；高層建筑；方法；結構設計

前言

高層建筑人防工程結構對技術要求很高，同時受諸多方面因素影響。在具體設計工作中，需要堅守多方面的內容，積極探討摸索，切實把控好結構設計要點。同時，響應國家號召，切實落實好國家相應理念，這樣，才能有效提升高層建筑人防工程結構的穩(wěn)定性和安全性。

1人防工程概述

1.1人防工程概念及主要類型

人防工程是人民防空工程的簡稱，工程建設的主要目的是戰(zhàn)爭年代，為了廣大人民群眾提供的避難、防護場所，人們可以在此儲藏生活所必需的物資，還可以進行醫(yī)療救護、躲藏等。最近幾年，人防工程主要以地道式、坑道式、單建式以及復建式存在。其中，現(xiàn)代高程建筑建設過程中，普遍采用附建式。附建式的人防工程，施工建設過程相對簡單，具體施工操作簡單，對建筑面積要求不高，具體投資相對較少。在戰(zhàn)爭時期，可以為人們提供良好的避免場所，防空能力較強?，F(xiàn)階段，附建式人防工程是防控工程建設中不可或缺的重要主題，深受業(yè)界人士青睞，被廣泛應用防空工程。值得注意的是，這種建設形式的經濟效益。通常情況下，絕大多數(shù)附屬式結構是建在建筑物主體之下的，與其他結構相比，它們相當于一個整體式建筑結構，可以有效降低工程造價成本?，F(xiàn)階段，許多高層建筑，在施工初期都會有地下室。人防工程竣工后，可以臨時存放各種物品，作為儲藏室使用。此外，它還可以臨時用作車庫。在戰(zhàn)時，它可以成為避難所。不僅具有很強的使用價值，而且擁有較為明顯的經濟效益。

1.2人防工程設計原理

在設計人防工程結構時，必須高度重視它的防護能力，切實保障其核彈爆炸后的沖擊力。因此，設計過程中，應簡化計算動荷載的內力計算，從而統(tǒng)一人防工程結構和動荷作用狀態(tài)的受力情況。等效靜載法是其主要方法。

2工程案例

下面筆者詳細分析了某高層住宅樓，此建筑的主樓兩棟都是26層高，地上有兩層擴大的裙樓，建筑物下邊設計了兩層地下室，日常生活中，將其作為地下停車庫或作為設備存儲室；作戰(zhàn)時，可以用來儲存物資和掩護廣大群眾，以確保大家的人身安全。對于此項目來說，其防護等級已經達到了核6級。在主樓的周圍仍在繼續(xù)擴建地下停車場，將地下室和主樓連接成為一個整體。為了切實保證主體結構的安全性，根據(jù)其實用功能，設計人員在設計裙樓和擴建的地下室時，需要用到框架結構，獨立柱基礎形式。建筑物屋頂設計覆土0.5m，滿足管道敷設及主要設備室外綠化的需要。

3人防工程結構設計最終研究成果

3.1人防位置與結構設計的關系

在這種情況下，人防工程位于地下二層，其原因是可以節(jié)約大量的生產成本。與負二層方案相比，人防區(qū)設置在負一層，人防外墻高度需增高一層。此外，人防荷載較大，加上屋頂覆土作用，地下室屋頂荷載過大，需要增加屋頂梁截面積以達到相應要求。為了符合具體使用要求，負一層要高得多，成本要高得多，因此開發(fā)商為此付出太多代價。此外，作為人員庇護所時，應避開地下室汽車出入口坡道作為人防的主要出入口，人防坡道應設計為人防的主要出入口。坡道板人防負荷很重，會造成大量的浪費。因此，地下室人防工程的選址也十分重要。在保證建筑整體安全的前提下，科學合理地控制造價成本，并且高度重視和關注設計階段。

3.2全面細致地分析人防區(qū)柱網(wǎng)結構布置

在具體設計過程中，結合人防工程特點，不斷優(yōu)化和調整結構方案，通過方案調整，來減少施工工序，減少不必要的施工流程，降低施工成本，不斷提高施工效率。在本工程平面布置設計中，必須根據(jù)實際使用情況進行合理設計，以有效節(jié)約施工資源，避免增加工作量。在選擇本工程所用柱網(wǎng)時，需要進行全面考量，根據(jù)本工程總體結構情況，分析各部分所采用的技術，掌握該部位設計的結構及結構在整個結構中的作用，合理組合這些結構，并結合工程實際，優(yōu)化設計，將其價值發(fā)揮到最大。在這種情況下，地下室通常用作車庫，柱網(wǎng)約8m，柱截面為600×600mm。應盡可能地根據(jù)人防封鎖門框墻邊柱設計，合理布置柱的位置，盡可能地減少不必要的框架柱，從而滿足正常停車量需求。

3.3構造設計研究

作為人民防空工程，需要具備較強承載荷載能力，此項工程最大價值在于能夠承受戰(zhàn)爭中大爆炸引起的動載荷。因此，本工程施工對結構材料和防水抗?jié)B材料的要求遠遠高于普通建筑。這能夠會死高層建筑有效提高結構承載力，使得建筑物的崩潰與倒塌現(xiàn)象有效避免。對地下人防工程設計板墻結構時，需要進行鋼筋設置使得建筑結構承受能力提高。以確保建筑結構的穩(wěn)定性。為了提高建筑物的適應性和使用壽命，沉降縫的設計應在室外出入口或與建筑物主體結構相連的地方進行。

4高層建筑人防工程結構設計方法

在高層建筑人防工程中，應科學、準確地標識和定位平面結構。目前，我國高層建筑工程中還沒有建立健全完善的人防工程規(guī)范制度。進行設計的實際過程，有關人員應該憑借以往的經驗與專業(yè)知識，對人們工程合理科學的設計結構。設計人防工程應考慮實用耐久性與經濟合理性。設計人防工程結構需要對戰(zhàn)時核爆炸形成的荷載給予充分的考慮，使得工程結構的安全、穩(wěn)定被確保。核爆炸會產生較短時間的荷載力作用，而對人防形成較大靜荷載力。在設計中，應與一般情況進行比較。平時檢查防空工程時，應乘以恒活載和在高層建筑中存在恒荷活荷的層數(shù)很多，一般被束縛于平常的受力狀態(tài)。主樓的基礎能夠按照無人防空計算。人防地下室和普通地下室擁有大致相同的結構，在主地下室和周邊土壤結構未相連，需要著重對主樓結構的可靠側線進行考慮。如果筏形基礎經常被應用到主廠房地下室周圍建設中，則可以根據(jù)室外地坪與主建筑物基礎之間的距離，對主樓基礎及時調整承載能力。此外，人防工程結構設計中的雙面鋼筋和混凝土，可以確保作戰(zhàn)時，相應構件正常、穩(wěn)定運行。人防工程平面結構通過信息化數(shù)據(jù)多樣化地表達結構。按照區(qū)域性將相關人防結構進行劃分，同時對各個墻體明確標注，對有關荷載與門洞尺寸逐一劃分，使人防平面界定的基本規(guī)劃的明確性得到確保。參考工程結構設計的前期方案，對人防工程設計進行相應的內力分析。在設計中，應明確計算和分析荷載、應力和截面問題。高層建筑人民防空建設工程中，應當嚴格按照國家標準和行業(yè)標準進行，按標準要求，對各種受力進行細致全面的分析。若是存在復雜的狀況，相應的承載力將以單獨結構呈現(xiàn)，由此我們可以知道，此時出現(xiàn)了等效靜載力。等效結構可參照靜態(tài)結構進行設計。然而，人防工程屋頂應避免外力碰撞。方案設計中應充分考慮外墻的承載力。

5結束語

總而言之，對于人民和社會而言，高層建筑下的人防工程具有非常重要的現(xiàn)實意義，同時，在建筑設計中，已經充分融入了人防設計理念。本文詳細分析了高層建筑下人防工程的設計要點和人防工程結構設計要求，結合工程案例深入探究了人防工程結構設計最終研究成果。高層建筑下人防工程結構設計不言而喻，其過程是非常復雜的，所以，相關工作人員設計時，要注重相關經驗的總結，不斷學習新技術、新知識，從而不斷提高自身設計水平，進而更好地為廣大業(yè)主服務。

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作者：汪蕾 單位：武漢輕工建筑設計有限公司宜昌分公司