中色科技股份有限公司 河南省 洛阳市 471039
摘要：当前，我国高层建筑的数量不断增多，规模也在不断扩大。高层建筑人防工程设计的水平也随之有了较大的提升。人防工程能够很好地确保战争和地震等特殊环境下人们的生命安全。建筑结构具有较高的稳定性。本文主要分析了高层建筑的人防工程结构设计，希望能够给相关行业从业者提供借鉴。
关键词：高层建筑；人防工程；结构设计
1 人防工程概述
1.1人防工程定义及类型
最初建设人防工程主要是为了发生战争时保障人们的安全，为人们提供庇护所。人们可以在人防工程内开展物资和人员的隐蔽和医疗急救等。人防工程主要分为四大类，一类是坑道式人防工程，一类是地道式人防工程，一类是附建式人防工程，最后一种是单建式人防工程。
在高层建筑结构中，附建式人防工程最为常见。这种形式的人防工程建设方法较为简单，操作更加便捷，同时对建筑面积没有十分严格的要求，不需要非常高的建设投入。在战争时期具有非常大的优势。当前，附建式人防工程主体工程的建设最为常见，由于其在建设时主要利用建筑主体工程的地下部分，因此与其他工程形式相比，其整体性更强，有效减少了工程建设中的成本投入。当前，很多高层建筑结构中都会设置地下室。人防工程也可以当作物品储藏空间来使用。常见的地下车库也采用了这一结构形式，因此具有较高的使用价值和经济价值。
1.2人防工程设计原理
人防工程设计工作中，必须要充分保证其防护性能，采取有效措施，提高其核弹爆炸后的冲击力。因此在工程设计中，一定要采取最为便捷的动荷载内力计算方式，进而确保其与动荷作用所处的受力状态完全相同。在计算中多采用等效静载的方式。
2 高层建筑人防工程的结构设计分析
高层建筑人防工程结构设计是一个相对较为复杂的过程，在这一过程中会涉及到多个环节，每一个环节的质量都会影响工程整体的设计质量，以下笔者就基础设计、构件设计和梁墙柱设计进行简要的分析。
2.1基础设计
高层建筑的人防工程设计工作中，一定要考虑结构的承载力和可靠性，对上述两个指标进行详细和准确的计算，此外还要评估结构整体的经济性，从而更好地保证人防结构设计的科学性。为了使结构更加安全稳定，一定要在预定动荷载作用条件下结构的最大承载力进行计算和检验。但是，荷载作用的时间不是很长，因此在计算的过程中一般忽略地基的承载力、变形和裂缝。当前的人防工程验算工作与其他时期的验算工作无明显差异，在计算中需要将恒载和活载都要乘以对应的分项系数。战争时期的验算工作中必须要考虑预订等效静荷载与恒载的影响，计算中可以不计算活载。需要注意的是，预定荷载计算的过程中不需要乘以对应的系数。层数与结构的自重及活载层数有着十分密切的联系，一般三者呈正相关关系。在对比分析后发现，结构受力的基本情况与平时完全相同。对于主楼的基础设计，计算中应根据战争时期与非战争时期的最大值进行计算和比较。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在高层建筑裙房施工的过程中，人防工程的基础主要选择筏板，一方面会加大成本的投入，另一方面还会影响到工程自身结构的稳定性。人防工程楼层一般较矮，所以施工中通常采用独立式建筑基础施工的形式。
2.2构件设计
建筑人防工程主体结构在运行的过程中需要承受较强的荷载作用，所以在结构的材料、抗渗的等级以及材料最小厚度上都更为严格。地下人防结构设计和施工中，其工程构建的体积较大，为了保证设计的质量和水平，一定要不断提供配筋设计的合理性和科学性。从而有效避免结构物受到荷载作用后出现压溃的情况。在工程的板墙设计中，通常采用双配筋的形式。此外还要根据工程的要求和设计施工的规范来设置梅花形拉结筋，保证构件在出现振动后结构中的钢筋和混凝土结合质量能够满足工程使用的需要。在设计中需要注意的是地下人防工程通常不会选择在防护单元内部设置沉降缝和伸缩缝。通常，该结构形式选择在室外出入口的与主体结构连接的位置完成沉降缝的设置工作。
2.3 梁墙柱设计
在人防工程设计的过程中，其也必须要遵循设计的规范和原则，在设计中要合理地充分地利用受弯构件与大偏心受压构件自身的变形作用来吸收武器爆炸过程中所产生的动荷载和能量，从而使支座截面的抗剪负担与柱体结构的抗压负担有效减轻。一方面其能够有效保证结构屈服前不容易出现剪力破坏的隐患，另一方面也能保证屈服后结构自身具备良好的延展性，使得结构自身的承载力能够得以显著提高。人防工程需要在瞬间就吸收大量的荷载冲击波。因此人防工程在瞬时加载的过程中需要强度较好的材料作为重要支撑。若在工程设计和建设中出现这一情况，应在普通材料强度的基础上乘以一个大于1的材料强度综合调整系数，从而更好地保证设备的稳定性和安全性。
钢材的类型不同，其综合调整系数也存在着较大的差异。混凝土的强度不同其综合调整指数也不相同。不同材料的砌体由于其材料性质上的差异，综合调整系数的差异也比较明显。如果人防工程结构承受延性破坏，结构自身的安全储备也相对较强。如果结构承受脆性破坏，其安全储备相对较弱。因此在构件承受脆性破坏时，应乘以一个1以内的折减系数。这种方式有效地提高了工程结构对脆性破坏的承受能力，结构中的构件也不会因此而受到严重的负面影响，结构的使用寿命也会因此而有所延长折减主要分为两种情况：第一种是在等效静载对梁、柱体和斜截面的承载力验算时，混凝土和砌体的设计强度由于受到动荷载作用的影响应乘以0.8,0.8这一数值就是我们通常所说的折减系数。第二种情况是根据等效静载对墙、柱受压的正截面进行承载力验算时，混凝土砌体在动载作用的影响下，用原有的轴心抗压强度设计值乘以0.8，0.8这一数值也是折减系数。人防结构主要是为了减小空气冲击波对结构表面的直接作用，从而起到了保护结构稳定性的作用。
3 结语
当前，高层建筑人防工程设计越来越成为人们关注的焦点，虽然当前我们处于和平时代，没有了战争的困扰，但是地震等自然灾害给人们带来的伤害并不比战争小，所以，在人防工程的设计和建设中，人们更加重视其结构的稳定性和安全性。为了更好地展现高层建筑人防工程的积极作用，结构设计的过程中必须要充分地结合人防工程的固有特点和当地对人防工程的个性化要求，设计中还应坚持固有的设计原则，只有这样，才能更好地保证人防工程结构的性能，提高设计的质量和水平。
参考文献
[1]赵毅.地下室人防工程结构设计探析[J].居业.2016(01)
论文作者:杨罗沙
论文发表刊物:《防护工程》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/29
标签：人防论文; 工程论文; 结构论文; 荷载论文; 高层建筑论文; 承载力论文; 结构设计论文; 《防护工程》2018年第4期论文;