高層建筑人防地下室結構設計的難點分析

黃盈瑞

關鍵詞：高層建筑;人防地下室;結構設計

在高層建筑中，建筑的安全性是人們重點關注的內容，人防地下室是高層建筑不可或缺的一部分，根據有關規定，在城市新建設的10層以上的建筑或9層以下但基礎埋置深度達到3米的建筑都要設立人防地下室，可見人防地下室在高層建筑中的地位。因此，在對高層人防地下室的結構進行設計時，需要設計人員共同協調努力，對設計不斷地進行改進和優化，確保高層建筑人防地下室的質量[1]。

一、高層建筑人防地下室結構設計的難點

與一般的地下室不同，高層建筑的人防地下室要求很高，要涵蓋掩蔽人員、保護人們生命和財產的安全、日常使用等功能。要求越高，在對高層建筑人防地下室的設計中就會出現各種各樣的難點，如果不攻克這些難點，不但影響建筑的質量，還會使人防地下室的有效利用大打折扣。

（一）基礎設計要求嚴格

人防建筑的工程和其他的工程建筑不同，人防建筑工程擁有獨立的工程規范;在選擇設計企業和設計人員時，考察的內容也和平常有所不同，需重點考察相關人員地下建筑尤其是人防建筑的施工經驗和混凝土澆筑技術;在對人防地下室進行澆筑時，為了保障結構的穩定，在設計澆筑方案時，要確保一次澆筑成型，這就需要提前確定施工材料、澆筑厚度、溫度控制等，同時也對施工人員的技術和能力提出了更高的要求，所以整體設計難度會增大[2]。

（二）預埋結構較復雜

在一個高層建筑中，人防地下室是一個具有非常強隱蔽性施工項目，因為人防地下室可以作為突然情況時人們的避難所，保障人們的生命安全，所以在設計時，務必要衡量多組工程的相互關系，例如土建工程、網絡工程、電氣工程之間的有效融合。在現實的設計環節中，設計量大，設計人員沒辦法理清各個管線結構間的關系，這也是設計中的難點問題。如果沒有提前對預埋位置、安全距離進行設置，出現返工的情況就極有可能對原有的結構進行破壞，影響整體結構的穩定性，進而降低人防地下室的實際荷載[3]。

（三）混凝土澆筑要求較高

在對高層建筑的人防地下室進行設計時，建筑方式需選擇連續澆筑，也就是說在施工時，要保證混凝土澆筑的連續性。但混凝土內部容易出現水化，這也為前期的設計工作帶來了不小的難度。

二、高層建筑的人防地下室設計的原則

（一）平戰結合原則

人防地下室的作用是當出現突發情況時人防建筑可以為人們提供避難場所，平時在不影響戰備效益的前提下，兼顧社會效益和經濟效益。因此，在設計時一定要按照戰爭時的標準，強化地下室墻面承重強度，既滿足了日常生活的要求，也能保證發生戰爭時的穩定性和安全性。

（二）滿足強度原則

高層建筑的人防地下室，不僅要考慮到承重強度，還要達到戰時的抗損標準。因此在設計中，需對地下室結構的強度做充分的驗算，可通過搭建模型，通過模型演算對承重情況展開分析。另外，還可以通過模型對有關的參數適當的調整，進而提升結構的穩定性，減少施工中突發情況的發生[4]。

（三）協調原則

在設計地下室工程時，要秉承協調性原則。在進行設計工作時，要綜合考慮各組工程之間的關系，進行科學設計。在實際操作時，需充分了解結構的特點和應用原則，按照科學的計算方法，精準確定標準荷載，并以此為基礎盡可能進行荷載組合，增強結構之間的匹配程度。

三、高層建筑人防地下室結構設計的要點

（一）結構和區位的協調

高層建筑的地下室通常包含2層，在平常可作為停車場，發生戰爭時可以為人們提供避難場所。考慮到造價，通常情況下，會把地下室的第二層設立成人防工程，這樣可以減少投入成本。另一方面，在協調區位和人防結構時，人防地下室的高度會比建筑層高高一些，而且頂板的結構設立也要尤為注意，要充分分析頂板的承重能力，將隱蔽工程建設做好，提高建筑結構自身的穩定性。最后，在對結構之間進行協調時，安全性是需放在首位的，要在保障結構安全的前提下增強結構的穩定性。

（二）設計基礎結構

在對高層建筑的人防地下室進行設計時，穩定性、安全性、適用性都是需要重點考慮的，在設計的過程中，需考慮以下幾點內容：一，先計算好基礎載重情況后，才能開展后續的工作，進而提升結構的可靠性;人防地下室歸根結底是戰爭時為人們提供庇護場所，保護人們的人身財產安全，所以對其設計前還要計算不同武器的爆炸沖擊力，以此確定人防地下室的靜荷載和最大荷載數值，優先考慮不利因素，保證基礎結構設立的安全可靠[5]。

（三）構建結構設計

在對人防地下室墻體的設計中，通常會設計雙向鋼筋的安裝方法，而且在設計結構外部的鋼筋的布局時，要按照梅花形分布，如此可以增強結構的延展性。此外還需注意的是，人防地下室大多一次澆筑成型，因此在進行結構設置時，不能以伸縮縫的形式出現。

（四）人防地下室頂板結構

高層建筑人防地下室的頂板作用巨大，可以為地上建筑分壓，作為地下室直接與地上建筑接觸的部分。在設計時，一定要遵循科學原則。一般在設計頂板結構時，會設計成嵌入端，與上部結構緊緊關聯，從而增強承載力。此外還要提前計算荷載，合理安排頂板下面的各柱子之間的排序和間距，以免產生結構滑移現象，在確保結構基礎的承載能力前提下，合理減少施工成本，提升施工設計方案的可實施性[6]。

（五）合理選擇荷載組合

在對高層建筑人防地下室的設計中，需要合理選擇荷載組合。在對頂板的設計中，除了要考慮到覆土，樓蓋本身的重量外，還要考慮墻體倒塌時的靜荷載，設計墻柱時，上部建筑為砌體，上部建筑自身重量取標準值一半;上部建筑為其他結構，上部建筑自身重量取標準值，不做折減。除此之外，還要考慮水壓組合。當筏、箱為基礎時，水浮力小于建筑自重，計算地基反力時不計入水壓力，如果人防地下室地下水位帶樁基，地板的荷載組合應將水壓力計算在內。

結束語：

高層建筑的地下室人防結構直接影響著整個人防工程的質量，也間接影響著建筑的整體質量和穩定性。另外，人防工程建設也關乎著人們的生命安全和財產安全。因此，在對高層建筑人防地下室結構進行設計時，設計人員要充分考量建筑的平面，合理規劃構造，同時在設計工作的開展時，要對每個細節嚴格把關，依據科學、合理的標準進行布局，進而保障工程整體和人防地下室的的質量和安全性。

參考文獻

[1]葉超華. 高層建筑人防地下室結構設計的難點分析[J]. 建筑工程技術與設計，2021（32）：565-566.

[2]王丹，吳彬. 高層建筑人防地下室結構設計的難點分析[J]. 中國房地產業，2021（25）：83.

[3]何滌凡. 高層建筑人防地下室結構設計的難點分析[J]. 裝飾裝修天地，2020（22）：125.

[4]李建宇. 人防地下室結構設計研究重點分析[J]. 磚瓦世界，2021（18）：62，65.

[5]周帥杰. 高層建筑人防地下室結構設計[J]. 建筑工程技術與設計，2019（28）：855.

[6]李長福. 高層建筑人防地下室結構設計分析[J]. 建筑工程技術與設計，2020（27）：816.