高层建筑人防地下室结构设计的难点分析

黄盈瑞

关键词：高层建筑;人防地下室;结构设计

在高层建筑中，建筑的安全性是人们重点关注的内容，人防地下室是高层建筑不可或缺的一部分，根据有关规定，在城市新建设的10层以上的建筑或9层以下但基础埋置深度达到3米的建筑都要设立人防地下室，可见人防地下室在高层建筑中的地位。因此，在对高层人防地下室的结构进行设计时，需要设计人员共同协调努力，对设计不断地进行改进和优化，确保高层建筑人防地下室的质量[1]。

一、高层建筑人防地下室结构设计的难点

与一般的地下室不同，高层建筑的人防地下室要求很高，要涵盖掩蔽人员、保护人们生命和财产的安全、日常使用等功能。要求越高，在对高层建筑人防地下室的设计中就会出现各种各样的难点，如果不攻克这些难点，不但影响建筑的质量，还会使人防地下室的有效利用大打折扣。

（一）基础设计要求严格

人防建筑的工程和其他的工程建筑不同，人防建筑工程拥有独立的工程规范;在选择设计企业和设计人员时，考察的内容也和平常有所不同，需重点考察相关人员地下建筑尤其是人防建筑的施工经验和混凝土浇筑技术;在对人防地下室进行浇筑时，为了保障结构的稳定，在设计浇筑方案时，要确保一次浇筑成型，这就需要提前确定施工材料、浇筑厚度、温度控制等，同时也对施工人员的技术和能力提出了更高的要求，所以整体设计难度会增大[2]。

（二）预埋结构较复杂

在一个高层建筑中，人防地下室是一个具有非常强隐蔽性施工项目，因为人防地下室可以作为突然情况时人们的避难所，保障人们的生命安全，所以在设计时，务必要衡量多组工程的相互关系，例如土建工程、网络工程、电气工程之间的有效融合。在现实的设计环节中，设计量大，设计人员没办法理清各个管线结构间的关系，这也是设计中的难点问题。如果没有提前对预埋位置、安全距离进行设置，出现返工的情况就极有可能对原有的结构进行破坏，影响整体结构的稳定性，进而降低人防地下室的实际荷载[3]。

（三）混凝土浇筑要求较高

在对高层建筑的人防地下室进行设计时，建筑方式需选择连续浇筑，也就是说在施工时，要保证混凝土浇筑的连续性。但混凝土内部容易出现水化，这也为前期的设计工作带来了不小的难度。

二、高层建筑的人防地下室设计的原则

（一）平战结合原则

人防地下室的作用是当出现突发情况时人防建筑可以为人们提供避难场所，平时在不影响战备效益的前提下，兼顾社会效益和经济效益。因此，在设计时一定要按照战争时的标准，强化地下室墙面承重强度，既满足了日常生活的要求，也能保证发生战争时的稳定性和安全性。

（二）满足强度原则

高层建筑的人防地下室，不仅要考虑到承重强度，还要达到战时的抗损标准。因此在设计中，需对地下室结构的强度做充分的验算，可通过搭建模型，通过模型演算对承重情况展开分析。另外，还可以通过模型对有关的参数适当的调整，进而提升结构的稳定性，减少施工中突发情况的发生[4]。

（三）协调原则

在设计地下室工程时，要秉承协调性原则。在进行设计工作时，要综合考虑各组工程之间的关系，进行科学设计。在实际操作时，需充分了解结构的特点和应用原则，按照科学的计算方法，精准确定标准荷载，并以此为基础尽可能进行荷载组合，增强结构之间的匹配程度。

三、高层建筑人防地下室结构设计的要点

（一）结构和区位的协调

高层建筑的地下室通常包含2层，在平常可作为停车场，发生战争时可以为人们提供避难场所。考虑到造价，通常情况下，会把地下室的第二层设立成人防工程，这样可以减少投入成本。另一方面，在协调区位和人防结构时，人防地下室的高度会比建筑层高高一些，而且顶板的结构设立也要尤为注意，要充分分析顶板的承重能力，将隐蔽工程建设做好，提高建筑结构自身的稳定性。最后，在对结构之间进行协调时，安全性是需放在首位的，要在保障结构安全的前提下增强结构的稳定性。

（二）设计基础结构

在对高层建筑的人防地下室进行设计时，稳定性、安全性、适用性都是需要重点考虑的，在设计的过程中，需考虑以下几点内容：一，先计算好基础载重情况后，才能开展后续的工作，进而提升结构的可靠性;人防地下室归根结底是战争时为人们提供庇护场所，保护人们的人身财产安全，所以对其设计前还要计算不同武器的爆炸冲击力，以此确定人防地下室的静荷载和最大荷载数值，优先考虑不利因素，保证基础结构设立的安全可靠[5]。

（三）构建结构设计

在对人防地下室墙体的设计中，通常会设计双向钢筋的安装方法，而且在设计结构外部的钢筋的布局时，要按照梅花形分布，如此可以增强结构的延展性。此外还需注意的是，人防地下室大多一次浇筑成型，因此在进行结构设置时，不能以伸缩缝的形式出现。

（四）人防地下室顶板结构

高层建筑人防地下室的顶板作用巨大，可以为地上建筑分压，作为地下室直接与地上建筑接触的部分。在设计时，一定要遵循科学原则。一般在设计顶板结构时，会设计成嵌入端，与上部结构紧紧关联，从而增强承载力。此外还要提前计算荷载，合理安排顶板下面的各柱子之间的排序和間距，以免产生结构滑移现象，在确保结构基础的承载能力前提下，合理减少施工成本，提升施工设计方案的可实施性[6]。

（五）合理选择荷载组合

在对高层建筑人防地下室的设计中，需要合理选择荷载组合。在对顶板的设计中，除了要考虑到覆土，楼盖本身的重量外，还要考虑墙体倒塌时的静荷载，设计墙柱时，上部建筑为砌体，上部建筑自身重量取标准值一半;上部建筑为其他结构，上部建筑自身重量取标准值，不做折减。除此之外，还要考虑水压组合。当筏、箱为基础时，水浮力小于建筑自重，计算地基反力时不计入水压力，如果人防地下室地下水位带桩基，地板的荷载组合应将水压力计算在内。

结束语：

高层建筑的地下室人防结构直接影响着整个人防工程的质量，也间接影响着建筑的整体质量和稳定性。另外，人防工程建设也关乎着人们的生命安全和财产安全。因此，在对高层建筑人防地下室结构进行设计时，设计人员要充分考量建筑的平面，合理规划构造，同时在设计工作的开展时，要对每个细节严格把关，依据科学、合理的标准进行布局，进而保障工程整体和人防地下室的的质量和安全性。

参考文献

[1]叶超华. 高层建筑人防地下室结构设计的难点分析[J]. 建筑工程技术与设计，2021（32）：565-566.

[2]王丹，吴彬. 高层建筑人防地下室结构设计的难点分析[J]. 中国房地产业，2021（25）：83.

[3]何涤凡. 高层建筑人防地下室结构设计的难点分析[J]. 装饰装修天地，2020（22）：125.

[4]李建宇. 人防地下室结构设计研究重点分析[J]. 砖瓦世界，2021（18）：62，65.

[5]周帅杰. 高层建筑人防地下室结构设计[J]. 建筑工程技术与设计，2019（28）：855.

[6]李长福. 高层建筑人防地下室结构设计分析[J]. 建筑工程技术与设计，2020（27）：816.