高层建筑的人防工程结构设计策略研究

2020-12-07

魅力中国 2020年14期

（朗建城市设计研究院有限公司淄博分公司，山东淄博 255000）

引言

现阶段我国在高层建筑的建设过程中，我国政府对高层建筑中的人防工程结构提出了较高的要求，这主要源于高层建筑中的人防工程是国家经济建设中的重要组成部分，人防工程不但可以在平时满足人们的正常需求使用，同时还可以在战争时期保护人们的生命财产安全。因此随着我国不断的发展壮大，我国的人防部门对，高层建筑中的人防工程结构设计提出了较高的要求，从而来提高高层建筑人防工程的使用寿命和使用功能。

一、高层建筑人防工程的基本概述及设计原理

（一）高层建筑的人防工程基本概述

当前我国高层建筑在人防建筑过程中主要分为以下4种形式，坑道式建设、单体式建设、地道式建设和附建式。

目前在我国高层建筑的人防工程建设过程中附建式的应用最为广泛，最主要由于这种人防工程建设方法在地下的工程施工工艺较为简便，同时还具有耗资较少、节约土地资源等一系列优点，所以在我国高层建筑人防工程的应用中附建式较为广泛。附建式人防工程在建设中主要以高层建筑物结构为基础，然后以高层建筑的地下空间结构作为人防工程建设空间，在日常使用过程中，人们可以将人防工程作为地下储藏室或者是地下车库用来使用，如果一旦发生战争，那么就可以将人防工程应用于临时战争避难所。所以在人防工程的设计建造过程中，设计师们需要充分的考虑高层建筑物在战争环境下的使用过程，尤其是需要考虑核弹爆炸对高层建筑物的人防工程带来的影响。所以要使人防工程具备一定的冲击波抵抗能力，要确保人防工程在爆炸南宁时，可以有效的保护居民们的生命财产安全。

（二）高层建筑的人防工程设计原理

高层建筑物的人防工程建设过程中的目的是为了预防未来战争过程中的空袭，因此人防工程的开发方式可以分为明挖和暗挖，然后可以根据人防工程的不同功能组织来划分为指挥工程、防控专业工程、医疗救助工程和基础设施，配套工程。当前人防工程中单建式主要是指人防工程在建设中除口部建筑物外，人防工程主体上方无建筑物；附建式人防工程主要是指主体双方有建筑物的人防工程，并且这种人防工程在建设过程中还需要考虑防空地下室的设计结构，要确保暴露在空气中的防空地下室结构构建可以抵御炸弹产生的空气冲击波，确保埋入土中的防空地下室围护结构可以抵御炸弹带来的土体压缩波。

二、高层建筑的人防工程结构设计内容

（一）高层建筑人防工程中的基础设计

在人防工程的建设过程中，施工方要确保人防工程结构的安全性，因此需要在设计过程中对人防工程在核弹爆炸动荷载作用下的结构承载力进行大致的估算。在荷载力的估算过程中，由于爆炸所引起的冲击波时间较短，所以可以对人防工程的地基承载力、地基变形度、地基裂缝等相应因素不必考虑进行验算。人防工程一般所具有的等效静荷载能力较大，但是并不能在基础设计过程中，将这一条件作为设计中的控制条件，而是应该根据人防工程使用过程中最不利的情况作为人防工程荷载力设计过程中的主要控制依据。

人防工程在和平时期进行设计验算的过程中，需要将恒载压力和活载压力这两者分别与规定范围内的相应分项系数进行相乘；任何工程在战争时期进行设计验算的过程中，还是要考虑到核弹爆炸所带来的等效静荷载力和恒压载力，对于人防工程所承受的活载压力则不必进行验算，同时在核爆荷载的验算过程中也不需要与相应的分项系数进行相乘。又由于高层建筑物的楼层数量较多，所以高层建筑的结构自重较大、活载层数较多，所以在验算过程中可以根据平时的受力情况进行对比分析。

在对高层建筑周边的裙房进行施工的过程中，施工方可以根据实际情况采用筏板作为高层建筑人防工程结构的基础，但是如果过多的使用筏板作为人防工程的结构基础，那么就会导致人防工程施工过程中的化工产品成本增加，同时还会在一定的程度上影响高层建筑物的稳定性。因此施工方需要在人防工程的建设过程中尽量的减少人防工程的结构层数，同时采用独立式的建筑施工方法进行人防工程的施工，此外在独立式施工的过程中，施工方还需要在人防工程的基础结构位置中铺设防水层，这样不仅可以提高高层建筑的结构稳定性，还可以起到节能环保的作用。

（二）高层建筑人防工程中的顶板设计

高层建筑物中人防工程的顶板设计可以说是决定着高层建筑物各层结构的安全性和建筑物的整体使用功能。因此在人防工程的顶板设计过程中需要将上部结构的形式与建筑物结构相匹配，同时还需要对人防工程中的第二层人防顶板设计进行研究。这就需要在人防工程顶板设计中应用基本算法，来计算人防工程在瞬时加载的过程中，人防工程的顶板材料强度是否得到了提高，这样就可以根据人防工程建筑顶板设计过程中的钢材种类来调整人防工程的荷载系数，根据人防工程或根据顶板设计中使用的混凝土强度等级和砌体过程中使用的不同材料来进行人防工程的荷载系数调整。通常在计算的过程中，施工方需要根据人防工程顶板中的连梁刚度减去系数的取值，对人防工程负2层的顶梁和顶板的荷载压力进行计算，这样才可以更为准确的计算出人防工程中顶板结构的受力情况。