闫海青
方舟国际设计有限公司
摘要：高层建筑同步建设人防工程是国家的强制要求，也是我国人防建设的重点。由于人防工程主要用于战时或地震时保护人民群众的生命和财产安全，因此其结构设计非常重要，必须予以高度重视。本文在简要阐述高层建筑人防工程结构设计基本原理与原则的基础上，重点指出了其设计要点。
关键词：高层建筑；人防工程；结构设计；设计要点
伴随着建筑行业的快速发展，建筑设计也在不断的优化和创新，现如今人防工程已经成为了高层建筑不可或缺的结构，对于提高建筑空间利用率，维护建筑用户生命及财产的安全起到了十分积极的作用。为了进一步提高高层建筑人防工程结构设计质量，必须要充分认识到其设计原则和设计要点，从多套施工方案中选取最为科学、可行的一套，以此来保证建筑施工的稳定高效开展，将各类风险隐患扼杀在萌芽之中，促使高层建筑工程能够为广大用户提供多样、优质、安全的服务。
1、高层建筑人防工程结构设计原理与原则
1.1基本原理
近年来，我国人防工程主要有坑道式、地道式、附建式及单建式四种类型。其中，尤以高层建筑中附建式的应用最为普遍，其人防工程结构设计融入到建筑整体设计中，有效实现了战时或地震时安全覆盖和满足人们日常生活所需。高层建筑的附建式的人防工程优势比较明显，其多是建在建筑主体内部的地下，与高层建筑融为一体，建设环节不是非常复杂，而且建设也较为方便，对建筑面积没有过高的要求，建设成本也不高，其内部设置人防门、封堵门、照明、通风、给排水、通讯网络等战时掩体所需硬件，临时可用作储藏室使用，战时可用于避难和防空袭，使用价值显著，经济效益明显。在高层建筑人防工程结构设计时，一定要充分考量其防护能力，简化动荷载的内力计算，增强其核弹爆炸后的冲击荷载，保证在爆炸冲击波或压缩波中，仍然能够保证自身稳定性和安全性。在实际设计过程中，可采用等效静荷载法进行计算，验算范围不包括地基承受力以及裂缝现象，只对突发情况建筑所能承受的冲击力进行综合验算以及测验。
1.2基本原则
第一，建筑设计人员应遵循平战结合的原则，保证所有软硬件设施都能符合人防工程使用要求，和平时期可当作地下停车场，空袭时也能够抵御爆炸冲击，在此情况下人防工程将能够得到最大程度的开发和利用，更好的服务于社会经济的发展。第二，人防工程的设计参数应该运用静受力分析的方式来确定，还要对钢筋混凝土结构的变形情况进行准确的把握和严格的控制，以免结构变形对高层建筑的运行安全产生不良效应。第三，加强各部分结构的协调性设计，墙柱结构和地基应保持密切关联，在其受到冲击时能够迅速转移给地基，那么人防工程就不会轻易坍塌了。
2、高层建筑人防工程结构的设计要点
2.1优化人防区位与结构设计的关系
现代高层建筑一般都在下面设计两层地下室，这些地下室日常可用作地下停车位，战时可用作隐蔽处和物资库。为了合理控制工程建设成本，通常在地下二层设置人防工程，这主要是因为如将人防工程设置在负一层，因此外人防工程和地下室顶板荷载变大，就需要加高人防外墙而导致成本增高。层建筑人防工程作是重要的隐蔽场所，其出入口的坡道人防荷载很大，应避免与汽车出入口相同，以避免不必要的成本消耗。在具体设计实践中，应结合现场情况合理选择，以确保建筑整体安全和工程效益都能达到最优化。
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2.2基础设计要点
高层建筑的人防工程基础设计，与普通建筑基础设计一样，也要对其实用性、经济性和耐久性等因素进行考虑。高层建筑人防工程的基础础设计，要重点考虑承载力和工程成本，考虑承载力是要确保结构稳定性和建筑物的使用可靠性，考虑工程成本是确保人防工程建设效益实现最优化。设计人员要验算基础承载力验算，依据相关规范，选择最不利的情况作为控制参照，做好战争时期组合验算与和平时期荷载组合验算，和平时期的验算方法为活载、恒载乘以其具体相应的分项系数，战争时期的验算要考虑到核弹爆炸等效静荷载和恒载。通过比较分析，取其中的最大值，进而得出保证人防工程结构稳定性的设计方案。在分析爆炸荷载时，因活荷载作用时间短，此时无需进行分项系数的分析，但工程要长期受到和平时期受力状态影响，加之高层建筑主楼层数多，其结构自重大，恒载和活荷载层数也会相应增加。因此，主楼结构基础设计应当按照人防工程设计标准进行设计。高层建筑的裙房一般层数少，在2层左右，采用独立式建筑基础施工方式，因而恒载和活荷载也小，基础设计可设置为独立基础，其中要增设防水板，以提高建筑结构的稳固性和防水能力。
2.3构件设计要点
在高层建筑人防工程中有着许许多多的结构构件，不同结构构件设置的位置有着很大的差异，必须确保结构构件位置的准确性，这样才能避免冲突的发生，保证地下空间得到最为合理的利用。设计人员可以利用现代信息技术开展人防工程结构设计工作，用不同的符号和元素来代表不同的结构构件，将人防工程划分成多个区域，这样人防工程平面结构就会一目了然，只需要在计算机上对设计方案进行调整即可，操作非常简单，不仅设计人员的工作强度有所减轻，人防工程结构设计效果也会更加突出。
2.4等效静载和设计
在高层建筑人防工程结构设计中还有一项重要工作就是对结构构件进行受力分析，倘若对人防工程的承载力不能进行准确计算，那么在建筑遭受冲击时人防工程就会坍塌，无法起到保护内部人员安全的作用。在建筑设计规范中关于人防工程结构受力分析有着明确的要求，设计人员必须要以此为参考，将建筑结构层层分解，每个部分结构的受力都要进行分析，切忌忽视任何一个细节之处，以提高受力分析的准确性。除此之外，要将顶层的梁支撑以及外墙柱形成一个完整的建筑体系，根据等效应力的分载方法进行规范合理的设计。如果在复杂情况下相应的承载力呈现出单独结构，那就说明出现了等效的静载力，可以参照静力结构开展结构设计，以使自身状况符合应力表现。但是要注意的是此举容易导致人防工程顶板发生内力冲撞，因此，相关设计人员在人防工程建设方案设计过程中要结合外墙的承载力进行充分考虑。
3、结束语
一言以蔽之，高层建筑人防工程结构设计是一项比较系统复杂的工作，工作难度相当之高，要想保证人防工程作用的有效发挥，就要认识到相关工作要点以及实际工作开展过程中可能会出现的问题，采取相应措施加以解决，以推动人防工程结构设计的规范化、标准化实施，为高层建筑工程的稳定安全运行奠定坚实的基础，进一步扩大工程综合效益。但高层建筑的人防工程结构设计具有很强的综合性，涉及内容繁多且复杂，在具体设计实践中，要融合高层建筑理念，注意细节的把控。
参考文献
[1]高飞.基于高层建筑的人防工程结构设计研究[J].居舍,2019(33):93.
[2]汪蕾.高层建筑的人防工程结构设计方法[J].建材与装饰,2019(26):106-107.
[3]蒋卫卫.试论高层建筑人防工程结构的设计[J].建材与装饰,2019(25):121-122.
[4]曲学锋.浅谈高层建筑的人防工程结构设计策略[J].地产,2019(12):50-51.
[5]张慧慧.分析高层建筑的人防工程结构设计原理及方式[J].四川水泥,2019(04):101.
论文作者:闫海青
论文发表刊物:《防护工程》2019年19期
论文发表时间:2020/3/2
标签：人防论文; 工程论文; 高层建筑论文; 结构设计论文; 结构论文; 荷载论文; 建筑论文; 《防护工程》2019年19期论文;