高层建筑的人防工程结构设计策略探究

高层建筑的人防工程结构设计策略探究

许建军

身份证号码422406197808283712

摘要：目前，随着我国建筑业的飞速发展，国内的建筑规模也随著不断扩大，人民生活水平日益提高，人们对生活质量的要求也越来越高。在这个背景下，高层建筑数量不断增加，而人防工程是城市中不可或缺的组成部分，对于保障人民安全起到重要作用，设计人员在高层建筑的人防工程结构设计中要充分考虑设计要点，确保人防工程结构设计科学合理。本篇文章主要对高层建筑人防工程结构设计进行了介绍，分析高层建筑的人防工程结构设计的要求，对高层建筑的人防工程结构设计要点进行分析，探究高层建筑的人防工程结构设计优化策略，以供相关人员学习参考。

关键词：高层建筑；人防工程；结构设计；策略

引言

人防工程具有工程量大、施工难度大的特点,高层建筑施工对人防工程结构设计有着一定的要求。为确保高层建筑的人防工程能够充分发挥作用,设计人员应对其结构进行合理设计。另外,设计人员还应根据高层建筑人防工程的特点及需求来明确结构设计要点,使人防工程结构设计符合实际要求,增强建筑结构的稳定性。本文分析了高层建筑人防工程结构设计情况,并提出了几项措施,旨在增强设计效果。

1高层建筑人防工程结构设计概述

人防工程是国家强制要求防护的建筑，在设计阶段需要根据国家人防规范对结构进行抗震计算和抗爆计算，同时要满足《人民防空工程设计规范》的规定。在设计中要充分考虑到地震作用、爆炸冲击波和核生化武器等因素对建筑物的影响，合理地布置建筑物，使其能与地震波形成较好的隔震效果。由于人防工程结构体系不同于一般的民用建筑结构，因此在人防工程设计中需要特别注意一些问题：1）在高层建筑中，为了保证结构整体性，要使人防工程与其他民用建筑相协调，不能采用不利布置方式。2）为了降低地震作用效应、减小建筑物整体刚度和减少柱截面等，高层建筑要尽量采用钢筋混凝土柱和钢结构柱。3）高层建筑与地下车库相对独立，顶板为非承重结构，并且不能作为人防工程使用时不应考虑其抗浮问题。4）由于人防工程通常需要很大空间。因此在进行结构设计时要考虑到平战转换问题以及在战时疏散人员和物资时所需的出入口及其它开口部分的处理等。

2高层建筑人防工程结构设计中存在的问题

2.1抗震结构设计问题

为减少突发情况引起的高层建筑安全问题,设计人员应根据实际工程情况来明确人防工程抗震结构设计要求。高层建筑人防工程建设应尽量降低地震带来的不利影响,提高工程结构的抗震性能,保证居民的生命财产安全。对此,设计人员应对高层建筑人防工程结构进行合理设计,以提高其抗震性能。总的来看,如果高层建筑人防工程抗震结构设计出现问题,那么工程就无法满足使用需求。一旦发生地震等自然灾害,就会造成重大损失。因此,建设单位应高度重视高层建筑人防工程结构抗震设计问题；设计人员需要结合工程具体情况,积极应用先进的设计理念来完善人防工程结构,提高人防工程的抗震性能。

2.2抗风结构设计问题

因为高度较高,所以高层建筑容易受到大风影响。在设计高层建筑人防工程时,设计人员应考虑风速情况,使高层建筑人防工程的抗风结构设计符合实际要求。比如,风力强度会随天气变化而变化,风力过大会造成人防工程内部结构开裂、损坏甚至倒塌等问题,威胁建筑安全。如果高层建筑人防工程结构的抗风设计出现问题,工程的应用效果就会大大减弱。虽然人防工程在短时间内不会出现重大事故,但是由于抗风性能无法满足实际使用需求,在风力较大时,建筑就很容易发生坍塌,给工程施工企业带来巨大的经济损失。因此,在设计过程中,设计人员应利用先进的仪器、设备来加强对建筑整体结构的检查,同时采取有效措施来进一步提高人防工程的抗风性能。另外,设计人员还要分析高层建筑人防工程的受力结构,不断优化防风设计,最终达到延长人防工程使用寿命的目的。

3高层建筑的人防工程结构设计策略探究

3.1人防工程结构的功能区域设计要点

高层建筑人防工程主体部位设计包括清洁区、染毒区、非防护区、防护区等。其中,防护区包括抗爆区域和防护单元两个部分。在设计时,设计人员应根据各部位的防护系统来明确功能设计要点,使该部位的功能设计符合要求。设计人员还应在防护区和非防护区之间设置隔离带。普通人防工程设置的隔离带大多为利用钢筋混凝土建造的密封防护墙,设计人员应根据工程施工标准及实际情况来确定密封防护墙的厚度。设计人员只有对人防工程主体部位进行合理设计,才可以使工程更好地发挥作用。在对高层建筑人防工程各区域进行设计的过程中,设计人员既要考虑建筑物的实际特点,又要积极征询建筑使用者的意见及建议,完善工程各区域的具体功能。对于重点区域,设计人员更要采取有效措施来确保该区域能够长时间使用。除此之外,在设计及施工过程中,设计人员和施工人员应当秉持高度负责的工作态度,严格按照相关规范开展作业,以确保人防工程达到预期的使用效果。

3.2确定人防荷载

在设计防空构造时，最必须考虑的一个问题就是对抗在战争状态下的空中冲击波。通常状况下，顶板结构在该情况下需要直接遭受地上冲击波超压、负压等效应的影响。底板、侧墙等方面，由于喷气冲击波的存在就会相对地形成压迫，而导致建筑地板在被压迫的情形下产生运动，而建筑上层土体就会受压迫影响往下传导较大的压强。而对于水压在建筑土体当中由上往下传导的过程，则是土中压力波动的主要传递过程。而在此当中，一旦该压力波动遭到建筑物构件如侧墙、底板等的阻挡时，则将会产生负压、超压等状况，因此身为建筑设计人员，就必须能够对底板、侧墙等的负荷状况加以充分考虑。

在具体实施设计项目时，必须做到严密根据规范规定确定了的抗力等级，根据要求查表、完善设计，并做好确定了无桩基底板、屋顶下的人员安全负荷。在此当中，在具体实施人防荷载设计时，对武器的爆炸动荷载作用应以更大数值的形式强化计算。由于在接受动负荷形式影响的前提下，结构构件振型在静荷载影响下存在着相同的共挠曲线，且二种结构构建方式存在着相似的结构规律，因此作为工程设计技术人员，必须通过进行等效静荷载影响的计算，并对不同结构等效静荷载值进行判断后，才能开展具体实施的结构设计工程。

3.3建筑顶板结构设计

人防工程与其它的建筑结构设计相比，具有特殊性，它所处的位置在高层建筑中是最低处，而人防工程所处的位置是在地下二层，结构形式主要以钢筋混凝土为主。1）钢筋混凝土顶板，钢筋混凝土顶板的结构设计可根据设计需要进行建筑顶板设计时，应按照相关规范要求进行设计；2）顶板构造柱，人防工程平战转换时应尽量利用临空墙、顶板下的防护单元洞口作为战时防护单元，这一规定就说明了在顶板构造柱的设置方面有很大的灵活性。3）楼板厚度，楼板是建筑物重要组成部分，建筑顶板结构设计时也应从建筑整体出发，严格按照相关规范要求进行。在满足功能使用条件下要使建筑物整体刚度大一些，减少在地震作用下其开裂等问题，尽量使顶板标高一致且减少由于不均匀沉降对结构造成的影响等。

结束语

综上所述,为推动我国高层建筑建设发展,设计人员应对高层建筑的人防工程结构设计进行优化。在设计过程中,设计人员应明确人防工程结构的功能区域、构件配筋、疏散出口、抗震及顶板设计要点,以增强人防工程结构的性能。合理设计高层建筑人防工程结构,可以使建筑更加安全稳定,有利于保证人们的生命财产安全。

参考文献

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[3]吴荣先.高层建筑的人防工程结构设计策略探究[J].中国建筑装饰装修,2022,6:106-108.