摘要：随着我国城市化进程的不断建设与发展，高层建筑也在大量的增多，高层建筑人防工程建设也成为了人防建设中的重要工程之一。高层建筑中关于人防工程结构的设计部分，是整体工程建设和设计的重要内容，而高层建筑的建设质量，也直接受人防工程的结构和设计方式不同而产生不同程度的影响。高层建筑的人防工程是与人民群众生命财产安全息息相关的工程，因此需要不断对高层人防结构设计以及建设中出现的问题进行探究。本文对人防工程结构进行介绍，探讨了高层建筑人防工程结构设计原理和特点，并对高层建筑人防结构工程的设计进行了研究，希望对高层建筑人防工程结构设计和建设有所帮助。
关键词：高层建筑；人防工程；原理；特点；结构设计
近些年来，我国在对高层建筑的设计过程中，已经较大程度地改进了地下建筑人防工程的内容，为了更好地保障高层建筑地下室的正常使用、功能也可以得到充分的满足及兼顾到人防工程建设的作用、功能，比如人员掩蔽、保护生命财产安全等，在高层建筑设计中需要相关设计人员的不断协调和共同努力，进而对人防工程结构设计不断地进行优化与完善，以保障建筑项目整体的工程质量。
一、人防工程结构简介
人防工程是为战时进行防空袭而准备的，人防工程包括两种开挖方式：明挖与暗挖，按其使用功能的不同可将其分为指挥工程、防控专业队工程、医疗救助工程、配套工程等不同部分[1]。单建式人防工程是指除口部建筑以外，主体上方没有任何建筑物的人防工程。附建式人防工程是指主体上方有部分建筑物的人防工程。防空地下室结构设计主要考虑战时规定武器爆炸动荷载的相关作用，暴露于空气中的防空地下室结构构件，会直接受空气冲击波的影响和作用。埋入土中的维护结构件也会直接受土中压缩波的影响。防空地下室结构设计内部主要包括其主体结构、孔口防护的设计内容。
二、高层建筑人防工程结构设计原理和特点
（一）高层建筑人防工程结构设计原理
顾名思义，人防工程就是人民安全防控工程，就我国目前的情况来看，几乎所有的建筑设计都将人防工程结构设计放到整体的建筑设计中，充分实现了人防工程的安全覆盖，并满足了人民的实际需要[2]。在高层建筑设计部分，设计人员要考虑到建筑设计的实用性、功能性以及坚固性等，要充分注重人防工程于非常时期时可以承受建筑本身的负重及战时可能承受的爆炸冲击，考虑到诸多因素对建筑结构的压力以及冲击力等需要不断加强人防工程的结构设计。但就当前的实际情况来说，建筑设计中，人防工程的实际承重力仅可以计算建筑本身的负重，难以精确地衡量实际爆炸冲击力量，因此，建筑结构较难开展实际性的实验来检验人防工程的安全及坚固情况[3]。我国高层建筑设计中对于人防工程结构设计时一般用于检验和验算安全系数的方式是等效静载法，因考虑到某些特殊情况如爆炸而产生的冲击力较大，但通常时间较短，因此，对于人防建筑工程的承受力验算中的验算范围通常不包括地基承受力、裂缝现象，通常也不需要对建筑在战时可能承受的荷载力进行强制性的规划，而是通过对日常生活中的建筑结构、战时所需的最大承受力结合后进行验算。
（二）高层建筑人防工程结构设计中的特点
在我国人防设计中，高层建筑要在整体上把握平战结合的设计方式，需要重点考虑对严重冲击的受力控制，尤其是战时的爆炸冲击波力量，设计结构需充分考虑到建筑结构的最好承受效果。为此，在具体的设计中，相关的设计工作人员需要针对这一因素进行更为全面的考虑，以保证人防工程可以应对各种突发情况[4]。与此同时，在建筑材料的选择过程中，要考虑到钢筋混凝土涉及的变形问题，若变形太过严重，那么需要最大程度地发挥其自身能力，将受力标准尽可能转化为静受力再进行相关的实验和分析，对材料进行严格把关，杜绝由于控制成本导致不合格材料参与建筑的情况，确保选用的建筑材料的都可以最大程度的承载较大的力量，尽可能的满足人防工程的质量标准，进而为国家财产和人民群众的生命安全提供保障[5]。
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三、高层建筑人防结构工程的设计
（一）基础设计
人防工程设计中的基础设计环节与普通建筑基础设计环节相差不多，在设计中均要考虑其经济性、合理性、实用性及耐久性等，进而挑选出更优化的设计步骤。关于人防工程的基础结构设计时就要考虑到战时核武器爆炸所产生的荷载作用，以便于设计相应的结构承载力，保证人防工程的稳固性以及安全性。核爆炸所产生荷载作用力时间相对较短，所以人防结构的地基承载力计算时候对于变形、裂缝的问题是可以不验算在内的，另外，人防工程等效静荷载作用力却非常的大，在一定程度上不需要将其作为设计的有关控制条件，只需要再设计过程中将其与和平时期下的情况进行对比分析，其中选取相对不利的状态作为人防基础结构设计的依据即可，和平时期的人防工程验算时要考虑将恒荷和活荷与荷载分项系数相乘，而战时验算中还要考虑当核武器爆炸式所产生的恒荷以及等效静荷载等，并不用将活荷及恒荷与荷载分项系数相乘两者考虑在内。高层建筑中由于层数较多，其恒荷和活荷的层数也相对较多，经过相关实验的对比分析，由于受到和平时期受力状态的控制作用，对于主楼的基础计算中可根据无人防情况进行验算，但其结构构造的设计中则需要按照人防设计的要求进行设计，通过实验研究之后分析其基础结构设计需要为筏板结构，进而可以满足不同方面的设计需求。
（二）顶板设计
就高层建筑的人防工程来说，通常情况下是将这一建筑功能放置在地下，因此设计时候需要对人防结构的上部顶板设计的稳定性以及安全性进行分析，以此保障人防结构的安全性[6]。高层建筑由于其上层建筑体积较大，重量也相对较大，因此，其对于地基的承载力要求也非常高，一旦地基有任何问题将会直接影响建筑的稳定性，更严重的会导致上层建筑倒塌造成人民群众的生命财产损失，由此可见，顶板设计对于高层建筑来说的重要性。在涉及上层建筑时需要将其余地下人防建筑的结构相匹配，需要设计人员选择好相对应的结构尺寸以及保证合理的承载力以确保建筑结构的安全性。
（三）构造设计
人防工程需要具备一定的承载和荷载的能力，所以人防工程建设的结构材料以及防水抗渗材料的等级都比普通建筑的要求高许多，通过建筑材料的严格把关，加强房屋结构的荷载能力。对于人防工程板墙结构色剂时需要考虑钢筋的受力能力，最大限度保障建筑结构的稳定性，在人防工程的室外出入口或者与建筑主体连接的结构处需要设计沉降缝，以提高建筑结构的适应性。
结语：
综上所述，我国高层建筑的结构设计中，人防设计理念已经在广泛的应用，其可以满足居民的日常生活需要，还可以在特殊时期保护人民的生命财产安全。因此，在高层建筑设计过程中，需要对人防工程的结构设计从三个方面进行综合考虑，即基础设计、顶板设计及构造设计。在结构设计的过程中，需要注意对于细节的整体把控，整体布置要符合国家的相关标准，本文系统的将人防工程的设计过程进行了详细的分析，进而逐步规范了实际人防工程中的相关处理内容。
参考文献：
[1]艾巍.基于高层建筑的人防工程结构设计研究[J].建筑工程技术与设计，2019（3）：1059.
[2]肖龙山.高层建筑人防工程的结构设计研究[J].百科论坛电子杂志，2018（12）：82.
[3]张新影.高层建筑人防工程的结构设计研究[J].建材发展导向（下），2018，16（5）：84.
[4]韩世冲.高层建筑人防工程的结构设计研究[J].中国新技术新产品，2018（6）：82-83.
[5]刘灿，胡琛，王强.基于高层建筑的人防工程结构设计研究[J].建筑工程技术与设计，2018（7）.
[6]徐洪发.建筑工程人防地下室的结构设计探讨[J].建筑工程技术与设计，2016（28）：386.
论文作者:高园
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/10/24
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; 《基层建设》2019年第22期论文;