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研究

王玮海

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摘要：近几年，随着我国城镇化进程的加快，我国人防工程的结构设计也有了一定的成效，但是，与世界上一些经济发达的国家相比，仍有许多不足之处，亟待改进。结构抗震设计的目的是提高建筑物的稳定性，确保建筑物在地震中的安全，从而降低建筑物的人员伤亡。在进行抗震结构设计时，要考虑到很多方面，比如地质地形、环境气候、经济技术等。因此，设计人员要对这些方面进行全面的考虑和分析，制定出一套完美的设计方案，这样才能保证建筑物的质量和安全。

关键词：人防结构设计；抗震结构设计；研究

引言

人防工程是建设项目中不可缺少的一部分。也可以满足人们的日常生活需要，是城市抗灾减灾不可或缺的生命线工程。人防工程的设计，直接关系到整个工程的质量；没有良好的设计，就无法保证人防工程的质量。

一、人防工程概述

人防工程是人民防空工程的简称，它是在战争时期，为广大人民提供庇护所，完成躲避、医疗急救以及生活物资储藏等活动的场所。在初期，人防工程主要表现为坑道、地道两种类型。随着时间的推移，目前的人防工程建设已逐渐步入正规化和科学化的轨道，并呈现出附建式和单建式的形态，而非昔日的防空洞。但是，在近代的高层建筑中，大部分的人防工程都是附属型的。这种人防工程的施工和建设方式比较简单，对占地面积的要求也比较低，同时施工和建设费用也比较低。同时，在发生战事时，也可为人民提供安全的避难所和强大的对空防御能力。在实际的施工过程中，附建式结构的人防工程建筑都是置于建筑物的主体下面，相比于其他的结构形式，它是一种整体式的建筑结构，可以有效地降低建筑工程的整体造价。

二、建筑抗震结构设计中需要严格遵守的设计原则

（一）结构规则原则

“结构规律”原理是指增加建筑物的刚性，增强建筑物的稳定，减小建筑物的地震危险性。然而，在工程实践中，由于缺乏对结构刚度的重视，在外部荷载增大或地震波等因素的影响下，结构易发生位移、损伤等现象，从而影响结构的稳定。因此，在设计过程中，就需要对结构刚度进行科学的控制，特别是要对抗侧移刚度进行合理的计算，并使用专业的软件来提高计算的精度，从而提高结构的承载力，进而达到规范标准的要求。

（二）整体性原则

在进行抗震结构的设计时，设计者应该从整体的角度进行全面的分析和考虑，对建筑的需求进行全面的考虑，对建筑的结构进行合理的布置，从而对设计的内容进行改进，对建筑的抗震性能进行优化，将问题降到最低。同时，通过前期实验，明确震害作用下不同级别结构的变形特点，并对其进行合理的选材，以提高其抗震性能。另外，在设计时，还需要考虑传力特性，防止由于应力集中而造成的局部破坏，从而影响结构的整体质量和安全。抗震结构设计牵涉多种类型的子结构，为了加强其抗震性能，就必须对其进行构件和细节的优化和处理，以提高其安全性。

（三）清晰性原则

在结构抗震设计中，最重要的就是要通过合理的传力路径来分散并消耗地震作用，从而保证结构的稳定性。在工程实践中，必须遵循“明晰”的原则，并结合建筑物的特点，科学地规划传递路径。建立三维立体模型，对整个建筑结构展开分析和讨论，了解结构受力特点及外力施加中可能出现的位移情况，再与模型相结合，进行计算，承载负载，从而科学规划传力路径，减少地震灾害发生时对建筑结构造成的影响。

三、人防结构设计与抗震结构设计的具体形式比较

（一）荷载作用方式的比较

人防结构与抗震结构均为动荷载，在设计时所需考虑的荷载作用力均不会太大，但仍有不同，人防荷载作用力较小，而抗震结构的荷载作用力较大。在设计人防结构时，要考虑到战备需求，它可能会遭受到武器的外力冲击，在短期内会对建筑造成很大的冲击，空气冲击波也会对建筑产生很大的作用力，所以，在进行结构设计的时候，要将荷载量值考虑进去，它需要可以承受较大冲击的荷载力，但是，作用力的冲击持续时间很短，在进行测试的时候，不需要给予较长的荷载作用。人防荷载是直接的作用力，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。

（二）设计原则的比较

人防结构与抗震结构的设计原理大致是一样的，它们都采用了更高强度的建筑材料，增强了原有建筑物的稳定性和延展性，防止了建筑物遭受外力的损害，增强了建筑物的抗震动的能力，当遭遇到人为的强烈震动或者自然灾害造成的地面剧烈震动的时候，可以更大程度地保证建筑物的完好性，给建筑物内部和周围的人们提供一个安全舒适的居住和生活环境。

材料应用的原理，无论是在人防结构还是抗震结构的设计中，都必须科学地使用材料，在设计方案中清楚地标明所使用的材料，并根据整体的结构设计方案，对结构的强度进行计算，以确定其强度是否满足结构的建设需求。在选用材料方面，不管是人防建筑，还是地震建筑，都要选用延性更好的构造材料，因为这种构造材料的脆性，会造成构件的安全系数降低，在地震作用下，很可能会造成严重的损伤。所以，在结构设计时，必须要注意“强剪弱弯”“强柱弱梁”的设计原理，这样才能最大程度的发挥出建筑的整体性能，同时，也能增加建筑的整体稳定性。

这两类结构均需从整体出发，精确地计算出各构件的承载能力及安全备用能力。人防结构与抗震结构一样，其在建设时必须遵循整体性原则，避免部分构件薄弱、结构抗力低的情况，一旦部分构件破坏，将会造成整个建造工程坍塌或整体损坏。为此，必须对建筑物施工进行精确的计量与计算，以保证结构的整体稳定性，使各部件各司其职，避免局部连接薄弱的情况发生。

（三）两种设计方案的对比

地震作用下，人防结构和地震作用下的建筑结构在强度和设计目标上有很大的区别。建造人防结构的目的在于增加某些建筑物的承受力，使其在受到外力、重力压力时不会受到太大的破坏，可以为人们提供一个安全的避难所，所以，在人防结构的设计中，通常采用等效静荷载的方法，对其进行理性的设计，即以结构在短期内可以抵抗压力和外力冲击的能力来判定人防结构的稳定性，这种设计的方法，不会对外力冲击的实验进行连续的测试。抗震结构不同于人防结构，它需要进行动态载荷的测试，以确保结构中的各部件在连续的地震和破坏下仍能保持较大的完整性，从而合理地分配荷载力。在抗震结构中，在动态载荷的损伤下，各构件的模态和静荷载的挠度曲线比较接近，破坏规律也比较接近，但其动态载荷的承受力通常要比人防结构更强。这种抗震理念意味着，在进行抗震结构设计时，必须对结构的动荷载承受能力进行有效的测试，以保证结构在动态的外力冲击下具有更好的稳定性。但对人防结构而言，通常仅以低震的震动参数为试验资料，以了解其在低震作用下的稳定性，进而判断其构件承载力。

结语

总结来说，人防工程设计在建筑设计和施工建设中被广泛应用，既提高了建筑结构空间的利用率，也在很大程度上保障了人民群众的生命财产安全。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，两者都对建筑物的使用安全和使用寿命有很大的影响，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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