研究人防结构设计与抗震结构设计

研究人防结构设计与抗震结构设计

马腾

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摘要：近年来，随着城市化建设，在人防工程结构设计方面已经取得了不错的成绩，但与国外经济发达国家相比较，还存在一定的不足，需要进一步改善和提高。抗震结构设计是为增强建筑结构的稳定性，保证在地震灾害发生时建筑的安全性，减少损失和伤亡的产生。抗震结构设计需要考虑的内容较多，如地质地形、环境气候、经济技术等，设计人员要做到综合考量和分析，编制完善的设计方案，如此才能确保建筑的质量和安全。

关键词：研究；人防结构设计；抗震结构设计

引言

人防工程是建筑工程中不可或缺的组成部分，它不仅可以作为人防临时掩体、战时防空指挥中心、通讯中心、隐蔽所等；还能够满足人们日常生活需求，是城市抗灾减灾不可或缺的生命线工程。人防的设计对整个工程建设质量的好坏起着非常重要的作用；如果设计不合格，人防建设质量就无从谈起。

1人防工程概述

人防工程是人民防空工程的简称，是在战争时可以为广大民众提供避难所，完成躲藏、医疗急救以及生活物资储藏等活动的场所。在最初时期，人防工程大多以坑道式和地道式的形式存在。随着时代的发展，当前的人防工程建设逐步走上了正规化、科学化的轨道，出现了附建式、单建式的形式，已经不再是过去的防空洞模式。而在现代高层建筑建设的过程中，人防工程多以附建式为主。这种形式的人防工程，在施工建设时更为简单，而且对建筑面积的要求不高，同时在施工建设时的成本相对较少。此外，当战争来临时，还能给人们提供一个良好的避难场所，具有较强的防空能力。在实际建设中，附建式结构的人防工程建筑都是设置在建筑物的主体之下，与其他结构形式相比较，属于整体式的建筑结构，这样能有效降低建筑工程整体的造价成本。

2 建筑抗震结构设计中需要严格遵守的设计原则

2.1 整体性原则

在抗震结构设计中，设计人员应从整体性角度实行综合分析与考量，综合思考建筑要求，合理规划建筑结构布局，以此来完善设计内容，优化建筑结构抗震性能，减少问题的产生。同时要注重前期试验，确定不同等级结构在地震灾害中产生的变化特征，合理选择材料种类，增强结构抗震性。此外，在设计过程中，需考虑到力传导性特点，避免应力集中在某一点致使局部破损，影响建筑结构质量，威胁建筑安全性。抗震结构设计中涉及的子结构种类较多，若想增强抗震效果，需要开展构件及细节的优化与处理，提高建筑安全等级。

2.2 清晰性原则

抗震结构设计中，主要是通过传力路径的科学规划，对地震力予以分散和消耗，保障建筑结构的稳固性。实际设计中，应坚持清晰性原则，根据建筑结构特征对传力路径加以科学规划。构建三维立体模型，对整个建筑结构实行分析和探讨，了解结构受力特征及外力施加中可能出现的位移情况，再结合模型进行计算，承载负荷，以此对传力路径加以科学规划，降低地震灾害发生时对建筑结构带来的影响。

2.3 结构规则原则

结构规则原则要求在在设计过程中增大建筑结构刚度，利用刚度加强建筑结构的稳定性，降低建筑在地震作用下的风险系数。在建筑结构设计中，大部分设计人员都忽略了建筑结构刚度的重要性，这使得建筑在外界压力增加或地震波作用下，出现位移、破损等问题，破坏了结构的稳定性。为此，设计中就需做好结构刚度的科学把控，尤其要合理计算抗侧移刚度，并利用专业软件加强计算的准确性，增大结构承载力，继而达到规范标准的要求。

3人防结构设计与抗震结构设计的具体形式比较

3.1 设计原则的比较

人防结构与抗震结构的设计原则大体上相同，都是应用强度更高的建筑材料，提高原有建筑物的稳定性和延性，避免建筑物受到外力破坏，让建筑物抗震动的能力更强，在遇到人为造成的剧烈震动或是自然灾害造成的地面剧烈震动时能够更大程度保障建筑的完好性，为建筑内以及周边的人民群众提供安全、舒适的居住生活环境。

应用材料的原则，在人防结构和抗震结构设计的过程中，都需要对材料进行科学的应用，在设计方案中明确地标注出应用的材料，通过完整的结构设计方案计算结构的强度，确认强度是否符合结构的建造要求。在材料的选择上，无论是人防结构还是抗震结构，都会选择延性更好的结构建造材料，脆性的建造材料会导致结构构件的安全储备缩小，在遇到震动的时候容易出现较大的破坏，因此，在设计结构的过程中，建筑材料是需要进行严格筛选的重要内容，并且，实际设计的过程中，人防结构和抗震结构都需要尊崇“强剪弱弯”和“强柱弱梁”这两个设计的基本原则，让建筑材料能够充分发挥自身作用，提高建筑物的稳定性。

两种结构的设计都需要进行整体性的考虑，对各个部件在整体结构中的承重和安全储备能力进行精准的计算。人防结构和抗震结构相同，其在建设的时候必须尊崇整体性原则，避免出现部分构件薄弱、结构抗力低的状况，一旦出现部分构件破坏就会导致整个建造工程坍塌或是整体损坏的严重后果。因此，需要对建筑建造进行精准的测量和计算，保障结构的整体稳定，确保每个构件都能够发挥相应的作用，避免出现部分环节薄弱的状况。

3.2 设计方法的比较

人防结构与抗震结构存在着本质上的不同，这也是形成两种结构强度差异、设计目的差异的基础原因。人防结构的建设是为了提高部分建筑的承受能力，在遇到外力、重力压力的时候不会出现较大程度的损坏，能够为人民群众提供安全的避难场所，因此，在设计的过程中，人防结构的设计一般会应用等效静荷载的方式进行合理的设计，也就是根据结构在短时间内能够承受压力和外力冲击的能力来判断人防结构的稳定性，这种设计的方法，对外力冲击的试验不会进行持续性的测试。抗震结构与人防结构不同，其需要进行动荷载的试验，保障结构中的各个构件在受到持续性震动、破坏的时候依旧能够保证较大的完整度，对荷载力进行合理的分散。抗震结构中，不同构件在动荷载的破坏下，振型和静荷载挠曲线较为相似，破坏规律相似性也较高，但是往往会比人防结构有更强的动荷载承受力。这样的抗震理念意味着在进行抗震结构设计的时候，需要对结构的动荷载承受能力进行有效的试验，让结构在动态的外力袭击下能够有较强的稳定性。但是对于人防结构来说，其一般只会用低级地震的震动参数作为实验数据，了解在低震效应下的结构稳定性，从而判断人防结构中构件的承载性。

3.3 荷载作用方式的比较

人防结构和抗震结构都属于动荷载，在设计的过程中需要考虑的荷载作用力都不会持续太长，但是依旧存在着一定的差异，人防荷载的作用力更短，相对来说抗震结构的荷载作用力更长。人防结构在设计的过程中需要考虑到战备需求，可能会受到武器的外力冲击，在短时间内对建筑造成较大的冲击，空气冲击波也会对建筑带来较大的作用力，因此，在结构设计的时候需要考虑到荷载量值，需要能够承受较大冲击的荷载力，但是作用力的冲击持续时间较短，在进行测验的时候不用给予较长的荷载作用，人防荷载对于结构的形成是直接作用力，动荷载是作用在人防结构的各个构件上，外力作为作用力对建筑产生冲击。

结语

综上所述，在建筑设计和施工建造过程中，人防工程设计已经得到广泛的使用，不仅提升了建筑结构空间的利用率，还在很大程度上保证了人民群众的生命和财产安全。抗震设计和人防设计，是建筑结构设计过程中的两个重要节点，双方都对于建筑物的使用安全和使用寿命产生重要的影响，在设计过程中也是用来评价设计方案合理性的窗口。

参考文献

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[2] 蒋卫卫 . 探讨人防结构设计与抗震结构设计的比较 [J]. 现代物业 ( 中旬刊 ),2019(05):88.

[3] 王仕勤 . 建筑结构中的人防设计与抗震设计分析 [J]. 城市建设理论研究 ( 电子版 ),2019(08):182.