高层建筑的人防工程结构设计的方法

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摘要：现今阶段，国际经济、科技技术发展日新月异，城市化进程不断加快，广大人民群众对物质和精神需求越来越高，因此，越来越多的高层建筑矗立于现代都市之中。然而随着高层建筑拔地而起，同时也不断涌现出许多安全问题，相应的安全防护工程和措施已经成为广大人民群众关注的焦点。高层建筑的人防安全工程与广大业主的生命财产安全息息相关，因此，本文深入探究了高层人防结构设计问题，并提出了切实可行的设计方法，以供相关业界人士参考。

关键词：人防工程；高层建筑；方法；结构设计

前言

高层建筑人防工程结构对技术要求很高，同时受诸多方面因素影响。在具体设计工作中，需要坚守多方面的内容，积极探讨摸索，切实把控好结构设计要点。同时，响应国家号召，切实落实好国家相应理念，这样，才能有效提升高层建筑人防工程结构的稳定性和安全性。

1人防工程概述

1.1人防工程概念及主要类型

人防工程是人民防空工程的简称，工程建设的主要目的是战争年代，为了广大人民群众提供的避难、防护场所，人们可以在此储藏生活所必需的物资，还可以进行医疗救护、躲藏等。最近几年，人防工程主要以地道式、坑道式、单建式以及复建式存在。其中，现代高程建筑建设过程中，普遍采用附建式。附建式的人防工程，施工建设过程相对简单，具体施工操作简单，对建筑面积要求不高，具体投资相对较少。在战争时期，可以为人们提供良好的避免场所，防空能力较强。现阶段，附建式人防工程是防控工程建设中不可或缺的重要主题，深受业界人士青睐，被广泛应用防空工程。值得注意的是，这种建设形式的经济效益。通常情况下，绝大多数附属式结构是建在建筑物主体之下的，与其他结构相比，它们相当于一个整体式建筑结构，可以有效降低工程造价成本。现阶段，许多高层建筑，在施工初期都会有地下室。人防工程竣工后，可以临时存放各种物品，作为储藏室使用。此外，它还可以临时用作车库。在战时，它可以成为避难所。不仅具有很强的使用价值，而且拥有较为明显的经济效益。

1.2人防工程设计原理

在设计人防工程结构时，必须高度重视它的防护能力，切实保障其核弹爆炸后的冲击力。因此，设计过程中，应简化计算动荷载的内力计算，从而统一人防工程结构和动荷作用状态的受力情况。等效静载法是其主要方法。

2工程案例

下面笔者详细分析了某高层住宅楼，此建筑的主楼两栋都是26层高，地上有两层扩大的裙楼，建筑物下边设计了两层地下室，日常生活中，将其作为地下停车库或作为设备存储室；作战时，可以用来储存物资和掩护广大群众，以确保大家的人身安全。对于此项目来说，其防护等级已经达到了核6级。在主楼的周围仍在继续扩建地下停车场，将地下室和主楼连接成为一个整体。为了切实保证主体结构的安全性，根据其实用功能，设计人员在设计裙楼和扩建的地下室时，需要用到框架结构，独立柱基础形式。建筑物屋顶设计覆土0.5m，满足管道敷设及主要设备室外绿化的需要。

3人防工程结构设计最终研究成果

3.1人防位置与结构设计的关系

在这种情况下，人防工程位于地下二层，其原因是可以节约大量的生产成本。与负二层方案相比，人防区设置在负一层，人防外墙高度需增高一层。此外，人防荷载较大，加上屋顶覆土作用，地下室屋顶荷载过大，需要增加屋顶梁截面积以达到相应要求。为了符合具体使用要求，负一层要高得多，成本要高得多，因此开发商为此付出太多代价。此外，作为人员庇护所时，应避开地下室汽车出入口坡道作为人防的主要出入口，人防坡道应设计为人防的主要出入口。坡道板人防负荷很重，会造成大量的浪费。因此，地下室人防工程的选址也十分重要。在保证建筑整体安全的前提下，科学合理地控制造价成本，并且高度重视和关注设计阶段。

3.2全面细致地分析人防区柱网结构布置

在具体设计过程中，结合人防工程特点，不断优化和调整结构方案，通过方案调整，来减少施工工序，减少不必要的施工流程，降低施工成本，不断提高施工效率。在本工程平面布置设计中，必须根据实际使用情况进行合理设计，以有效节约施工资源，避免增加工作量。在选择本工程所用柱网时，需要进行全面考量，根据本工程总体结构情况，分析各部分所采用的技术，掌握该部位设计的结构及结构在整个结构中的作用，合理组合这些结构，并结合工程实际，优化设计，将其价值发挥到最大。在这种情况下，地下室通常用作车库，柱网约8m，柱截面为600×600mm。应尽可能地根据人防封锁门框墙边柱设计，合理布置柱的位置，尽可能地减少不必要的框架柱，从而满足正常停车量需求。

3.3构造设计研究

作为人民防空工程，需要具备较强承载荷载能力，此项工程最大价值在于能够承受战争中大爆炸引起的动载荷。因此，本工程施工对结构材料和防水抗渗材料的要求远远高于普通建筑。这能够会死高层建筑有效提高结构承载力，使得建筑物的崩溃与倒塌现象有效避免。对地下人防工程设计板墙结构时，需要进行钢筋设置使得建筑结构承受能力提高。以确保建筑结构的稳定性。为了提高建筑物的适应性和使用寿命，沉降缝的设计应在室外出入口或与建筑物主体结构相连的地方进行。

4高层建筑人防工程结构设计方法

在高层建筑人防工程中，应科学、准确地标识和定位平面结构。目前，我国高层建筑工程中还没有建立健全完善的人防工程规范制度。进行设计的实际过程，有关人员应该凭借以往的经验与专业知识，对人们工程合理科学的设计结构。设计人防工程应考虑实用耐久性与经济合理性。设计人防工程结构需要对战时核爆炸形成的荷载给予充分的考虑，使得工程结构的安全、稳定被确保。核爆炸会产生较短时间的荷载力作用，而对人防形成较大静荷载力。在设计中，应与一般情况进行比较。平时检查防空工程时，应乘以恒活载和在高层建筑中存在恒荷活荷的层数很多，一般被束缚于平常的受力状态。主楼的基础能够按照无人防空计算。人防地下室和普通地下室拥有大致相同的结构，在主地下室和周边土壤结构未相连，需要着重对主楼结构的可靠侧线进行考虑。如果筏形基础经常被应用到主厂房地下室周围建设中，则可以根据室外地坪与主建筑物基础之间的距离，对主楼基础及时调整承载能力。此外，人防工程结构设计中的双面钢筋和混凝土，可以确保作战时，相应构件正常、稳定运行。人防工程平面结构通过信息化数据多样化地表达结构。按照区域性将相关人防结构进行划分，同时对各个墙体明确标注，对有关荷载与门洞尺寸逐一划分，使人防平面界定的基本规划的明确性得到确保。参考工程结构设计的前期方案，对人防工程设计进行相应的内力分析。在设计中，应明确计算和分析荷载、应力和截面问题。高层建筑人民防空建设工程中，应当严格按照国家标准和行业标准进行，按标准要求，对各种受力进行细致全面的分析。若是存在复杂的状况，相应的承载力将以单独结构呈现，由此我们可以知道，此时出现了等效静载力。等效结构可参照静态结构进行设计。然而，人防工程屋顶应避免外力碰撞。方案设计中应充分考虑外墙的承载力。

5结束语

总而言之，对于人民和社会而言，高层建筑下的人防工程具有非常重要的现实意义，同时，在建筑设计中，已经充分融入了人防设计理念。本文详细分析了高层建筑下人防工程的设计要点和人防工程结构设计要求，结合工程案例深入探究了人防工程结构设计最终研究成果。高层建筑下人防工程结构设计不言而喻，其过程是非常复杂的，所以，相关工作人员设计时，要注重相关经验的总结，不断学习新技术、新知识，从而不断提高自身设计水平，进而更好地为广大业主服务。

参考文献

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[4]谭娜.基于高层建筑的人防工程结构设计研究[J].江西建材，2017（11）：48+51.

作者：汪蕾 单位：武汉轻工建筑设计有限公司宜昌分公司