高层建筑人防工程的结构设计研究

韩世冲

摘 要：随着国家经济科技的不断进步，城市化进程的脚步也逐渐加快，为满足人民日益增长的物质需求和精神需求，近十几年城市中兴起了许多高层建筑。但是高层建筑的兴起，不然伴随着许多安全问题亟待解决，相关的安全防护工程和措施逐渐进入大众视野并得到广泛关注。高层建筑的人防安全工程直接关系着人民群众的生命财产安全，因此需要不断讨论高层人防结构设计和出现的问题。

关键词：高层建筑；人防工程；结构设计

中图分类号：TU97 文献标志码：A

随着国内城市化进程的不断推进，城市内部甚至周边开发区都出现了许多高层施工项目。这些项目在设计初期就需要将人防工程考虑在建筑设计以内，在高层建筑中人防工程占有极重要的位置。对于建筑本身而言，高层建筑中的人防工程不仅能够满足社区居民日常生活的需求，还能够满足在特殊时期对于人民生命安全和财产安全的保护作用，是极为重要的建筑设计的一环和重要的建筑组成部分。因此高层建筑中人防工程的结构设计和施工质量直接关系着人民的生命財产安全，并且直接影响着建筑的使用寿命和功能运行。目前国内的高层建筑的设计中，对于人防工程的设计和实施的重视度还有待提高，本文将浅谈高层建筑的人防工程的结构设计。

1 工程实例

市内某高层建筑应用为住宅楼，主楼设计一共为24层，地下室设计为两层，分别为物资储藏室和人防地下室，日常将其作为地下停车场进行功能分区。人防地下室在一般情况下回将其安置在地下二层，该高层建筑的人防等级为核六级。另外，采用主体框架结构，有助于地下停车场分布在建筑主楼的四周。该地下停车场底标高与高层建筑主楼的基础底标高相同。此外，整体工程还建设了两层裙房，位于主楼外侧，该建筑使用框架结构。

2 人防工程的结构设计原理

简单来说，人防工程的含义以及全称实际为人民安全防空工程，对于目前国内的国情而言，在建筑设计中，国内将人防工程结构与建筑本身相结合，已达到安全覆盖率的要求。人防工程在世界范围内而言，美国与日本的完成度相对较高，国内的建筑设计和施工技术还有一定的进步空间。在进行高层建筑的设计环节时，设计人员需要考虑到建筑的功能实用性和结构的坚固性，要重视人防工程在非常时期时承受建筑本身负重以及战时随时可能发生的爆炸冲击，考虑到这些因素对于建筑结构的压力和冲击力需要加强人防工程结构的最终设计。但是就目前实际情况而言，在进行建筑设计的过程中，人防工程的实际承重力量仅仅只能计算建筑本身的负重，难以真正实际对于爆炸冲击进行测量，因此建筑结构难以进行实际的实验以检验人防工程的安全系数和坚固程度。所以国内的高层建筑在记性人防工程的设计时一般以等效静载法进行验算，考虑到战时爆炸力造成的承受力虽然威力巨大但是一般作用时间较短，因此在国内的建筑人防工程的验算过程中一般不将地基的承载力与裂缝情况纳入验算范围，一般也不需要对建筑在战时可能承受的荷载力进行硬性的要求和规划，而是将日常生活中的建筑结构与战时所需的最大承受力相结合进行试验和验算。

3 人防工程的结构设计的最终研究结果

3.1 基础设计研究

对于人防基础结构而言，只有良好的结构承载力和结构的可靠性才能成就一个良好的人防基础结构。设计者在进行高层建筑设计的时候，需要对建筑的承载力和可靠性进行判定，将这些因素同建筑的整体结构和布局进行综合考虑，将这些因素考虑在内进行详尽的分析和计算。同时在进行高层建筑设计时，需要充分考虑建筑本身的经济效益，将设计和施工中可能出现的问题和调整进行预期的备案和规划，只有多方面的研究和计算才能够保障建筑整体机构的合理性和安全性，成为最适宜的该高层建筑的人防工程。首先设计人员需要从安全性入手，在进行高层建筑的人防工程结构的设计时，最重要的环节就是对于建筑结构的承载力进行验算和试验。设计该建筑的人防工程时需要将最不利的情况作为基础承载力的控制参照，保证建筑的人防结构能够真正满足非常时期人民生命财产的保障需要。在进行人防工程的验算工作时，需要设计者和检测者在两个方面同时进行，分别为建筑结构在和平时期日常使用的承载力验算和战争时期的验算。和平时期的验算方法相对较多，一般以活载、恒载与相应的分项系数进行共同运算得出结果。而对于战争时期的验算相对复杂，需要设计者考虑到建筑在经受核弹爆炸等静荷载与恒载，这一时段人防建筑结构能够不考虑活载问题。在进行核爆荷载的情况时可以不乘上分项系数进行测算，因为对于高层建筑而言，一般高层建筑主楼层数相对较多，本身建筑结构自重就较高。综上所述在进行高层建筑的人防结构设计的过程中，一定要对于建筑的承载力进行测算，计算出两个不同时期的数值，在经过综合的测算和试验后选取两个时期的最大值。这种设计理念从某种角度而言并不符合建筑的经济效益最大话的要求，但是就人防工程本身的意义而言，只有建筑本身能够在非常时期保障人民的生命安全和财产安全才能真正成为有意义的建筑功能分区设计，从这一角度看，减少非常时期的人员和经济损耗满足了社会对于人身安全的要求，也从宏观角度满足了建筑的经济效益的需求。

在进行裙房的设计时，设计人员一般为了节省化工产品的施工成本，同时提高裙房建筑结构的稳定性，因此一般建筑整体结构都保持在两层，并且一般采用独立式建筑基础的设计和施工方式。这种两层结构的设计施工要求设计人员将建筑的防水功能和导流功能考虑进去，因此会多一层防水板设计，通过这种设计提高建筑结构的安全性和稳定性，而且能够兼顾节能环保与经济实惠两方面。

3.2 顶板设计研究

对于高层建筑的人防工程而言，一般将这一建筑功能放置在地下，因此设计人员在进行人防结构的上部结构设计时需要注重其安全性和稳定性，以此保障建筑的整体稳定性。高层建筑由于上层建筑体积庞大，因此重量也相对较高，对于地基的承载力要求也极高，可以说对于高层建筑而言最重要的部分就是地基建设，一旦地基出现施工或设计问题就会直接影响高层建筑的整体稳定性，严重时还会使房屋倒塌，危害人民群众的生命财产安全。由此可见顶板设计对于高层建筑而言是非常重要的。在进行上层建筑的设计时，需要使上下两部分建筑结构相匹配相适应，需要设计人员选择好构建的结构尺寸以及合理的承载以保证建筑结构的稳定和安全。

3.3 构造设计研究

作为人防工程，必须能够具备一定的承载荷载能力，人民防空安全工程最重要的是能够经受战争时期大爆炸引发的动荷载作用，所以该工程的建设需要的结构材料以及防水抗渗等材料的等级较普通建筑要求更高。这样能够有效地加强房屋结构的荷载能力，减少建筑的压塌、崩溃现象。在进行地下人防工程的板墙结构设计时需要通过设置钢筋提高受力能力，保障建筑结构的稳定性。在室外的出入口或者在与建筑主体结构连接的地方一般要进行沉降缝的设计，提高建筑的适应性和使用寿命。

结语

国内的高层人防建筑主要的设计方式是将工程本身与地下室相结合，但是地下室本身在建筑设计中就是必不可少的一部分，设计的目的不仅是关注人防安全工程，更多的是关注建筑本身的贮存作用，在日常生活中为居民提供物件存储的功能分区。地下室在高层建筑中的设计一般作为地下车库来进行使用，但是在非常时期，高层建筑中的地下室设计就能够起到人防工程的作用，作为坚固的防空工事保证人民的生命财产安全。

参考文献

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