基于高层建筑的人防工程结构设计研究

潘赠宇　张福增

摘    要：对于如今的建筑工程来说，人防工程建设在其中占着重要地位，人防工程的建设质量直接影响着整个建筑行业的发展。而随着我国现在建设形势的发展趋势，对人防工程结构设计的要求也越发的严格起来。本文对高层建筑的人防工程结构设计进行了探讨。

关键词：人防工程;结构设计;关键点

1  前言

最近几年，我国建筑行业在人防工程结构设计方面已经取得了一定的成绩，但是与发达国家相比，还需要进一步改善和提高，通过对人防工程结构设计的完善，提高建筑企业的综合竞争水平，在激烈的市场竞争中更好的生存和发展。当前的人防工程主要是指人民地下防控工程，从设计结构方面出发，可以分为甲级和乙级两大类，甲级需要满足核武器、重武器等方面的防护需求，乙级需要满足轻武器、重武器等方面的防护需求。按照面积大小，将人防工程结构设计分为人防区以及非人防区。不同的划分需要根据不同的实际情况来进行，为人员设计以及人员作业提供方便。在人员区域，必须要建设有清洁区和染毒区，在清洁区，必須要具备抗毒以及清除毒气的能力。

2  高层建筑人防工程的结构设计要求

（1）人防工程设计要综合考虑高层建筑的结构体系，合理的设置好地下室内部的梁、墙体等承重结构。

（2）人防工程设计要计算好动力效应。人防工程所承受的荷载属于一种动力性荷载。在相同的静力荷载和动力荷载的作用下，后者产生的动应力变形要比前者大很多。

（3）当防空地下室的防护等级确定好以后，根据相关规范要求工程承受的核爆炸冲击波是一定的，冲击波荷载会传递到地下室的各部件，这时需要确定好等效静荷载后再进行截面设计。

3  高层建筑的人防工程结构设计

3.1  人防工程结构设计的主体设计

在人防工程结构设计的主体设计过程中，必须提前对抵抗外力等级的划分做好准备。普通人防工程结构主要由清洁区、染毒区、非防护区、防护区等几个区域系统组成。防护区又由抗爆和防护单元两个部分构建而成，在装备的配备上要根据人防工程各组成单位的防护系统的不同做相应的调整。在防护区与防护区之间要建立隔离带，普通的人防工程的隔离带都是由钢筋混凝土建制的密封防护墙来担当。防护墙的厚度需要专业人员经过对构建结构的分析后作出决定。这里指的密封并不是说我们就无法通过，其上可以有通道，以备不时之需。根据国家对人防工程结构中防护门的规定，两个防护门之间需安置一定量的防爆抗爆装置，门与门之间的最短距离应不小于500cm，门厚最多20cm。对于人防工程中所需材料需严格按要求使用，如隔墙上的钢板，其厚度不得小于1cm，长度最少20cm 以上，这样才能保证人防工程的质量。另外人防工程的建设应根据我国的实际情况来进行结构设计，如人防工程的室内高度：普通人防工程的主、次干道需保持3m 左右的高度，室内高度不低于2.5m等。

3.2  人防工程结构中的配筋计算

对人防工程结构的构件进行配筋计算是人防工程结构设计中的重要环节，其与人防工程的质量有着直接关系。因此，要特别注意结构的配筋计算，可以通过以下几方面展开相关工作：第一，根据实际情况绘制出受力模拟图，然后根据不同构件的受力特性来进行逐个分析计算，保证计算结果的准确性。该过程是非常重要的过程，其计算分析的结果对整个配筋工作产生直接影响。第二，选择合适的配筋数量。根据上一个过程中的受力分析结果，在对配筋数量进行选择的时候应当将分析的结果作为参考，并根据不同部位来选择不同的数量，保证配筋的合理性。

3.3  人防工程结构中孔口防护的设计

在地下人防工程结构的设计过程中，相对比较重要的一项就是关于孔口防护的设计。设计防护密闭门与消波系统;设计出入口通道内临空墙与门框墙;设计风井、开敞式通道、相邻单元间的隔墙、防倒塌棚架以及其他的孔口构件。已经知道了临空墙、相邻单元隔墙的荷载，设计人员想要计算出内力与配筋，那么关于人防设计的特点就要充分考虑到，计算模式就采用一般墙体的。按悬臂梁计算是门框墙设计时所选用的方法，拥有相对较宽的出入口通道这是民用地下人防工程的最大特征，而拥有较窄的出入口通道是战用地下人防工程的最大特征，所以说过长的悬臂梁长度、过大的水平筋就会出现在门框墙中，为了保证人防工程的基本功能，在进行设计的时候，就需要对门框墙的受力形式进行一定的改变，比如加柱、梁等等。压力计算只算土中压缩波的，这是设计常规武器爆炸动荷载作用下的风井时需注意的。常规爆炸下动荷载的作用是不需要考虑的，这是开敞式通道的设计要求。房屋倒塌而带来的垂直等效静荷载标准值以及因为空气的冲击波动压而引入的水平等效静荷载标准值是甲类的地下人防工程室外开敞式防倒塌棚架在设计中应注意的。以上这些都是孔口防护的设计。

3.4  人防工程结构构件的建造要求的关键点

在人防工程结构设计中，每一个工程结构构件的建造都直接影响着整个工程好坏与成败，其对人防工程的建设非常重要。所以在建设人防工程的过程中，对每个结构构件的质量、精准、对整个工程比例的协调性都有着严格的要求。建设不同类型的人防工程时，我们要根据其具体的内部构件情况来制定确切合理的方案进行施工。在对工程构件建造过程中要对建筑材料的质量和性能进行把关，从源头上保证其合格程度;而对于构件的尺寸大小也要严格按要求施工;对于构建中用于保护层的混凝土的建造规格应根据实际情况来建造;对构件建造中的配筋、钢筋的搭接长等也要严格按要求执行;在建造出入口、隔墙等构件时要注意设置规定的梅花形钢筋拉结;还要做好在建造构件过程中的防护措施等。

3.5  平面结构的布置

在地下人防工程结构中还有一项比较重要的内容就是布置地下人防工程的平面结构构件。建筑平面的人防信息用结构方式充分体现出来，这就是地下人防工程中平面结构布置的布置要求，所以说设计人员要合理规划人防区域与非人防区域，对人防外墙、人防隔墙、人防临空墙以及人防门框墙都要进行合理的规划;想要使得计算更加简便，并且在编制配筋表的过程中更加容易，确定墙体荷载的种类，制定有规律的序号在墙体上;墙体厚度的确定、门框墙尺寸的确定，这是上述工作结束后工作人员就应该接着完成的事情。通过上述的分析也就可以看出，想要提升地下人防工程结构设计的质量，就需要设计人员对地下人防工程的平面结构进行合理的布置，这样也就可以保证地下人防工程的结构质量。

3.6  人防疏散出口的设计

一般情况下，人防地下室建筑设计对其疏散口的宽度有着严格的标准，即每100 人不小于0.3m，且每樘门疏散人数不得超过700 人。但是这种设计方式却使得疏散人口的数量受到很大的局限。另外，若是将楼梯做为疏散口，则其疏散宽度设计往往是结合楼梯间的中轴线距离来进行，却忽视了对楼梯净宽度的测量，进而导致疏散口宽度与实际疏散要求完全不相符。因此，要想解决这种设计弊端，就要对人防疏散出口的宽度和楼梯的净宽度进行精准测量，并结合实际情况，合理设置樘门疏散宽度，以确保能够容纳一定疏散人口为最佳。

综上所述，地下室人防建筑结构设计是建筑工程项目设计的一项重要内容，通过优化和改进人防结构设计，不仅可以提高建筑地下室空间利用率，保障人们的生命财产安全，还可以实现建筑工程项目的节能减排，从而促进我国经济更好的发展。

参考文献：

[1] 韩世冲.高层建筑人防工程的结构设计研究[J].中国新技术新产品，2018（6）.

[2] 顾江涛.新形势下人防工程维护管理问题及对策[J].工程技术研究，2018（6）.