分析高層建筑的人防工程結構設計原理及方式

張慧慧

（中鐵十六局集團城市建設發展有限公司，北京 100018）

我國越來越多的城市已經將高層建筑作為了首要的施工項目，甚至城市的周邊也出現了高層建筑的施工項目，這與我國的城市化進程以及人口增長密切相關。高層建筑在設計初期就會將人防工程研究在內，可見人防工程所占的比重。對于居住者而言，人防工程的結構設計重點，首先要滿足人民的日常生活需求，也要發揮正常功能，因而對于人防工程的質量往往是首要關注點。以目前我國的建筑來看，無論是在結構設計初期的設計原理及方法的升級，還是在人防工程建設的質量提升，都是我們關注的重點。

1 高層建筑中人防工程的結構設計原理

人防工程的存在意義不僅是針對于高層建筑，但高層建筑的存在確實對于人防工程的建設提出了高要求。中國經濟速度和人口的增長，讓城市建設也快速成長起來，越來越多的大體量的奇藝建筑出現在公眾的視野，高層建筑以高經濟效益和人口高度集中的優勢中不斷壯大。同樣也對其人防工程提出了高要求，在建筑的最初設計中，要求人防工程與建筑本身結合，甚至達到其安全覆蓋率的高要求。

高層建筑的人防工程在設計時不僅需要考慮到其實用功能，在質量中的堅固程度上也要進行大量考察。也就是我們平時所說的“平戰雙重功能”，務必按照人防工程的嚴格程序進行施工。戰時人防工程的爆炸沖擊對建筑本身的負荷承受力在我國目前的人防設計中早有考慮，但就實際情況而言，大多數的人防工程建筑設計也只能測量建筑本身的承重符合，而對于隨時可能發生的意外爆炸沖擊量無法預計與測量。人防工程的結構一般會承受動荷載、靜荷載或動、靜荷載的同時作用，具體設計時以等效靜載法來驗算。人防工程雖能承受武器或核爆的負荷，但考慮其爆炸的瞬間性，一般也不需對建筑的戰時承受力作硬性要求。

2 高層建筑人防工程的結構設計方式要求

高層建筑的地下人防在設計中要具有多種方案的備份與規劃，以便將人防建設中出現的問題隨時進行調整。高層建筑有其優勢也有其弱點，其中“高”就是一點，樓層的增加，雖然不再加大占地面積，但高層的日常活動范圍也是有限的，所以需要考慮到更多，包括安全通道，防火疏散等等。這就要求在人防設計中與建筑的實際情況高度結合。不同高層建筑的功能建設對人防工程的設計要求也不同，通常高層的豎向平面布置應盡量避免結構扭轉和局部應力集中，結構豎向抗側力構件宜上下連續貫通，以起到更好的防震效果。

但在設計中又需要考慮其人性化方面，其實并沒有多大的空余部分布置人防的口部部分，所以更需要有針對性的對各棟單獨進行設計。設計時防護口的各部件都要做到各部位抗力均勻，提高結構整體的吸收爆炸沖擊力的結構利用率。人防工程能承受得爆炸荷載與普通的設計中所見的構件不同，人防工程結構在一般承受需荷載的情況下，要加大對結構的延展性，需要施加措施以增強。對其防水的標準也要增加，因為高層建筑需要承載較大的動荷，所以抗深等級一定要高于普通樓層建筑的要求。將防水混凝土的設計控制到抗滲等級標準不＜P6。因此在人防工程中對結構材料的防水抗滲的質量要求更高，這樣更能有效增加房屋的承載力，并減少其崩潰倒塌的意外發生。人防結構設計中設計的混凝土及雙面鋼筋，可有效保證相應構件在戰時條件下良好運行。而防震縫中的鋼筋混凝土的設置也要考慮到震時對建筑的影響按國家規定標準執行。

3 對于當前人防工程的設計研究

人防工程的基本設計，具有超出一般建筑設計的承載力和結構的穩固性。所以在設計時，設計團隊需進行大量考察，將建筑中的種種因素考慮其中，并進行長期的計算與分析。在之前談到過的設計方案中，要充分考慮建筑本身的結構設計多個方案，以備在設計和實際施工中出現的問題進行調整。只有這樣，從多個不同角度和不同角度的不同方面進行嚴謹的計算和分析，才能在未動工前對其有著合理的安全保障。高層建筑本身自重就高，所以在人防工程的設計中要測算對于意外爆炸對建筑所承受的荷載，雖然在實際情況中，這一測算并不做硬性的要 求，但是還是要在最大的程度上以保障居民的生命財產安全為主來進行測算，因此從建筑本身的角度出發，保障居民的生命財產并與建筑本身發揮其最大的經濟效益，才算是合格的人防工程建設。

雖然人防工程的設計以地下形式表現居多，但還是與地下室的設計有所異同，那就是口部的設計。人防的設計在主要出入口和次要出入口的設計中需要區別對待，考慮其不同的功能，在戰時不同出入口的進排風，防倒塌棚等等的設計都是口部設計的要點。口部墻體的設計還要滿足有足夠的密封性和防輻射要求，并確保人防的厚度標準。最后是消波設計，消波設計對于整個人防地下室戰時功能起著重要作用，它的存在主要是削弱并吸收戰時所受到的爆炸沖擊波，這一設計對于戰時暫停的通風，有著戰時“生命線”的稱號。所以需要在針對高層建筑的實際情況下，給予消波設計更多的重視，才能在戰時將“生命線”加以延續，保障更多人民的生命財產安全。

4 結語

目前我國的人防工程的設計大多將地下室與參考其中，人防工程在結構設計中，要在符合國家相關的標準的基礎上，對人防工程進行分析與處理。其中高層建筑中的地下室更多是考慮其儲藏作用，另外就是地下車庫的利用率。高層建筑的人防工程設計要充分的考慮到人防結合的層面，并且要關注建筑本身。作為人民防空工程，能夠防止敵人的突然襲擊，能夠有效地掩護和隱蔽人員與物資，這將是一項嚴肅而又神圣的工程。我國目前的形勢，高層建筑的數量日益增多，致使高層建筑中的人防工程不容忽視，它的存在能夠保障居民的生命才站安全。本文主要從高層建筑人防地下室結構設計的原則以及設計方式要求進行分析，并從人防工程的設計以及施工過程中，所必須嚴格按照設計圖紙、規劃方案等原則出發，對于不同高層建筑的不同因素突發狀況要加強應急方案等方面進行了研究與分析。其中在設計之初要考察全面，嚴謹計算與測驗人防工程中的荷載數量，施工過程中要嚴格按照進度進行不得擅自更改計劃，材料與構件方面要嚴格按照標準采購與施工，更不得偷工減料降低質量要求等等。從而進一步對高層建筑的人防工程提出更科學、嚴謹、合理、經濟的針對性建議，最終以能夠提高人防工程在大眾面前的重視程度為目標邁進。