摘要：高层建筑人防地下室结构的合理设计不仅满足了人们正常生活需求，还有效保护了人们生命财产安全。为了充分发挥建筑人防地下工程的作用，其结构设计要根据人防工程的特征及当地要求，结合实际进行合理设计。基于此，本文概述了高层建筑人防地下室，对高层建筑人防地下室结构设计的特征及其设计要点进行了分析。
关键词：高层建筑人防地下室；结构设计
引言
在我国当前建筑行业的发展历程中，人防地下室工程设计有着较强的复杂性和困难性，其中不但需要关注工程材料的选择，从材料选择上进行控制，同时还需要针对人防地下室中比较突出的特性和功能进行分析、处理，从而保证地下室拥有较强的安全性与稳定性。特别是针对墙体结构方面的设计来讲，这方面的工作就更加的重要。除了这种安全性与稳定性方面的考虑之外，还需要对结构的经济性和实用性进行研究，以此来提升人防地下室结构设计的有效性。
1高层建筑人防地下室结构设计的概述
现代建筑人防地下室工程与建筑工程中单体工程相连而建，主要是因为附建式人防地下工程施工工艺比较简便，成本消耗较低，而且可以有效的节约土地资源。附建式人防工程在平时的使用过程中人们就将人防工程可以当作车库、地下储藏室或者地下商业来使用。而在发生战争时，人防工程可以作为避难场所使用，这样充分的发挥出了建筑结构的使用价值。人防地下室结构设计时，要充分考虑到在战争发生过程中存在的这个因素，尤其是核弹爆炸所认识的冲击波。因此人防地下工程建设需要通过准确计算，合理进行结构设计。
2高层人防地下室结构设计的主要特征
高层人防地下室结构的特征主要表现为：
（1）综合考虑建筑的结构体系，合理的设置好地下室内部的梁、墙体等承重结构。
（2）计算好动力效应。高层人防结构工程所承受的荷载属于一种动力性荷载。在相同的静力荷载和动力荷载的作用下，后者产生的动应力变形要大很多。
（3）高层人防地下室结构塑性较强的特征。一般建筑结构的可塑性较差，基本不会进入塑性阶段的工作。高层人防结构工程承受的荷载属于一种瞬时性的荷载，当构建能够进行塑性工作的时候，产生的动力荷载会较快的消失，构件在此基础上也会产生一定的变形，当达到一定的数值之后，将不会产生变化。
3人防地下室结构设计的基本原则
（1）根据高层建筑的实际使用情况和战时建筑人防的要求，选择高层人防地下室的结构设计方案是必要的。随着现代中国建筑水平的不断提高，越来越多的民防地下室被建造在民用建筑中。相关试验表明，民用建筑基础人防地下室达到的民防等级一般介于4B到6B的核级和5到6的常数级之间。在主体结构中，屋顶、外墙、地板和入口的结构应根据建筑物的结构特点以及建筑物的基本属性来确定。
（2）在高层人防地下室结构设计中，要充分考虑各构件之间的协调性能，最大限度地实现各构件之间的和谐存在。为了减少地下室因结构间缺乏整体性而不能发挥基本保护作用的现象。
（3）延性比可以用来调节和控制结构的变形极限。所谓结构变形极限是指当相关结构受到外部荷载作用时,在保持基本工作的条件下所能承受的最大变形量。当采用延性比来调整变形极限时，不需要将结构的裂纹条件作为相关计算的内容，因为一般来说，延性比被认为是决定因素之一。
4高层人防地下室结构设计要点
4.1高层建筑人防地下室结构的构件设计要点分析。
由于建筑人防地下工程需要承受的荷载较大，它还需要承受核爆炸的动态负荷，因此它的结构材料、不透水得等级和最小构件的厚度均要高于普通的结构。人防地下工程结构构件的截面尺寸往往比较大，因此，有必要进行合理的加固设计，防止结构在荷载作用下发生倒塌。人民防空地下工程的板墙应采用双面钢筋加固，并根据标准要求，设置梅花形钢筋，保证钢筋与混凝土在振动状态下良好结合。
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4.2高层建筑人防地下室墙体的结构设计要点
在地下室的结构设计中，需要将墙体结构作为人防地下室中的一个重要的构成部分来进行处理，通过这种方式可对设计的有效性加以提升，并有效防止与其他部位出现比较明显性的冲突。在对墙体的设计当中需要特别注意配筋率的问题，对混凝土结构墙体，我们首先需要满足最小配筋率的要求，再对其他工况加以分析，通过这种方式可以有效的保证人防地下室墙体结构的稳定性，并满足了工程经济性的需求。在对墙体进行分析计算时，我们需要结合人防地下室设计规范中对墙体的具体要求，考虑各种工况下水、土及冲击波对墙体产生的压力，在得到具体的计算值后，再根据最小配筋率大小进行准确的分析和验算，以此来保证墙体结构设计的安全性、稳定性和经济性。
4.3严格人防地下室结构的构造要求与平战转换设计的要点分析。
建筑人防地下工程设计时要满足两个基本要求：
（1）完整性；
（2）密封性，因此，在施工过程中应设置后浇带，不得留下任何沉降接头。浇注结束后，将设置浇带，进行浇注工作。屋顶和地板的两侧都应该加固。内层和外层之间的加强筋的数量应当足以保持与混凝土结构的一致性。
平时改造和战时改造的设计思路是考虑日常需要和战时需要，一些特殊的部分可以满足地下室的日常使用需要。战争时可以起到保护作用,并采取简单的措施来实现两者之间的转换。在进行设计时需要将以下几个问题考虑到：
（1）在设计和转换元件时，需要计算转换前后力的变化。转换组件的位置和具体的转换方法应在图纸中显示。
（2）转换步骤尽可能简单，时间短，即使没有专业的技术人员和专业的设备。
（3）这些部件应该一次性制造出来，就近放置，做好便于识别的标记。
4.4确定人防地下室结构工程载荷
民用防空工程地下室各部分的等效静态负荷分析：
（1）在屋顶上，对工程上部结构的分析表明，底部为填充墙，混凝土结构为框架，墙体的表面积为一半以上。因此，在计算荷载时可以忽略上部建筑物的超压效应。具体等效静载荷的确认参照相关规范，最终确认为70kN/m2。
（2）侧墙经工程勘察发现，地下室的位置在地下水位以下，主土为淤泥。当负荷确认时，还应参考相关规格，最终确认为60kN/m2。
（3）上面提到的上述项目表明，该项目是甲类的保护。在设计桩基时，以单桩承载力的特征值为基础，最终确定等效静荷载为25kN/m2；最后还有其他位置，门框窗与墙之间的交互荷载为200kN/m2，标准值应根据实际情况确定。它取决于门窗的尺寸，以及门窗的大小。墙的等效静载荷确定为130kN/m2。对于隔断墙，如果保护单元相邻，则等效静态荷载可识别为50kN/m2。防空单元与普通地下室之间的等效静载荷可以确定为110kN/m2。
结语
综上所述，随着社会变化发展，高层建筑人防地下室结构也以经济、美观、坚固为主，逐渐的从地道式结构演变成为现在的附建式结构，并且为了充分利用人防工程的使用价值，通常采用平战结合的方法，对人防工程结构进行合理设计，从而充分发挥人防工程的作用。
参考文献
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论文作者:邓强,董长磊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/9/10
标签：人防论文; 地下室论文; 结构论文; 荷载论文; 结构设计论文; 墙体论文; 高层建筑论文; 《基层建设》2018年第19期论文;