建筑結構中的人防設計與抗震設計

呂媛媛

摘? ? 要：為了人類的住房安全，要提高建筑質量，就要從各方面來提高，包括對建筑物的人防結構設計以及抗震結構設計。雖說二者都有各自的要求以及作用，但是二者有著共通的特點，而且可以相互融合貫通，對建筑的質量有很多的提高，使得建筑物更適合人類居住，以及帶來更好的效益。本文從實際出發分析了建筑結構設計之中人防設計以及相關抗震設計的措施。

關鍵詞：建筑結構;人防設計 抗震設計

1? 前言

建筑抗震設計一般包括三個層次的內容與要求：（1）概念設計是根據人們在學習和實踐中所建立的正確概念，運用人的思維和判斷力，正確和全面地把握結構的整體性能，即根據對結構品性（承載能力、變形能力、耗能能力等）的正確把握，合理地確定結構的總體布置與細部構造。（2）抗震計算是對地震作用進行定量分析，確定工程結構及構件的地震效應，再將地震效應與其他荷載組合驗算結構及構件的強度與變形。（3）抗震構造措施是指采用滿足計算以外的措施，以保證結構整體性、加強局部薄弱環節等，保證抗震計算結果的有效性。

2? 人防工程建筑設計

2.1? 主體設計

建筑工程中的地下室一般分為戰時地下室和平時地下室兩種，地下室在進行設計時要按照平戰結合的原則進行設計。首先根據功能、抗力級別、有無防化要求及需建的人防面積確定結構體系，并劃分防護區與非防護區、染毒區與清潔區，然后劃分防護單元，并在防護單元中再進行抗爆單元劃分。每個防護單元的防護設備和內部設施應自成系統，相鄰的防護單元之間的隔墻應為鋼筋混凝土防護密閉墻，厚度應通過結構計算確定。為了保證相鄰防護單元之間的連通，相鄰防護單元應至少設置一個連通口，在連通口的防護單元隔墻兩側應各設置一道防護密閉門，此門框墻厚度不宜小于500mm。防護單元內相鄰的抗爆單元之間應設置抗爆隔墻，兩相鄰抗爆單元之間應至少設置一個連通口，在連通口處抗爆隔墻的一側應設置抗爆擋墻。不影響平時使用的抗爆隔墻，宜采用厚度不小于120mm的現澆鋼筋混凝土隔墻或厚度不小于250mm的現澆混凝土墻，不利于平時使用的抗爆隔墻和抗爆擋墻均可在臨戰時構筑。

2.2? 口部設計

當防護單元建筑面積大于1000m2時，應設置不少于兩個出入口（不含防護單元之間的連通口和垂直式出入口），其中至少有一個為直通室外地面的戰時主要出入口，各口之間的距離不宜小于15m，并設置成不同朝向。當防護單元建筑面積不大于1000m2，可設置一個直通室外地面的戰時主要出入口及一個通向相鄰防護單元的連通口。對于指揮工程應設不少于2個直通地面的出入口，其出入口通道凈寬不應小于2.0m，凈高不應小于2.6m。直通室外地面的戰時主要出入口宜設置在地面建筑倒塌范圍以外，當受條件限制不能滿足時，口部應有防倒塌堵塞的措施。

2.3? 場地、地基

歷次震害經驗分析，場地、地基情況對建筑物的抗震影響重大。穩定良好的場地地基能夠有效地減輕地震災害，復雜多變的場地地形會加重地震災害。因此，建筑場地地質情況的研究分析，對于建筑抗震分析顯得尤為重要。地震災害分析表明，地形平坦、堅硬均勻的建筑場地對于建筑抗震極為有利;相反，山地地形、軟弱土、易液化場地土、地質斷層帶等場地地基對建筑抗震極其不利。

3? 建筑結構設計之中的抗震設計

3.1? 建筑結構體系

歷次震害分析表明，規則合理的建筑結構體系是抗震設計最有效的措施。規則合理的結構體系能夠有效合理的傳遞地震作用，傳力路徑合理且不間斷、計算軟件模型的抗震分析與實際地震時的情況較為接近。相反，不規則的建筑結構體系在建?？拐鸱治鰰r與實際地震情況相差甚遠，應進行專門研究方可。因此，規則合理的建筑結構體系顯得尤為重要。隨著技術的不斷發展，對于復雜不規則的建筑，采用空間計算模型計算地震力，更接近實際地震情況。震害研究分析表明，設置多道抗震防線的建筑，地震中的破壞程度明顯低于一般建筑。震害嚴重的建筑多數因為某一或者某幾個受力構件地震破壞而引發整棟建筑對重力荷載的承載力不足而全部倒塌。所以，應避免采用部分構件破壞而導致整個建筑結構喪失抗震能力或喪失重力荷載承載能力的結構體系。合理安全的結構體系是抗震設計最關鍵部分，合理的建筑結構體系具有良好的變形能力和消耗吸收地震能量的能力。

3.2? 選擇有利于抗震的建筑平面和立面布置

建筑設計及其抗側力結構的平面布置宜規則、對稱，盡量使結構剛度中心與質量中心相一致，并應具有良好的整體性，以利于減輕結構的地震扭轉效應及應力集中現象。建筑的立面和豎向剖面宜規則，結構側向剛度宜變化均勻，豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸遞減，避免抗側力結構的側向剛度和承載力突變產生薄弱層，造成應力集中。按《建筑抗震設計規范》的要求進行水平地震作用計算和內力調整，并對薄弱部位采取有效的抗震措施。對體型復雜、平立面特別不規則的建筑結構，可按實際需要在適當部位設置防震縫，形成多個較規則的抗側力結構單元。防震縫應根據抗震設防烈度、結構材料種類、結構類型、結構單元的高度和高差情況，留有足夠的寬度，其兩側的上部結構應完全分開。

3.3? 建筑結構材料的選取

建筑結構材料的好壞決定著建筑在地震發生時的安全性。事實上，高層建筑抗震結構設計的實質就是將各個建筑構件的延性整合起來，并對其進行相應的協調與把握，其目的就使建筑在面對地震時能夠安全穩定。對于在垂直方向受力的鋼筋，要采用熱軋鋼筋，以HRB400級和HRB335級為標準，對于箍筋，則是以HRB335、HRB400和HPB235級熱軋鋼筋為佳。在選取建筑結構材料過程中，一定要時時考慮材料抗震方面的性能，因此，在對建筑結構材料選取的過程中，一定要找到建筑成本與抗震新性能之間的點，兼顧二者，以期實現以最少的材料獲取最佳的抗震效果。

3.4? 根據人口分布布局城市人防工程

隨著我國經濟的高速發展，城市面積不斷擴大，城市人口急劇膨脹，人口超過千萬的大中型城市在越來越多，而且城市人口的分布并不均勻，城市具有不同的功能分區，有商業區、工業區和居民區之分。居民區人口最多，工業區相對要少一些，但是也不絕對，由于城市人口流動較大，都過著早出晚歸的生活，所以居民區在夜晚時人口最為集中，白天的時候工業區和商業區人口會明顯增多。所以不同的時間段城市人口分布存在較大區別。這種人口流動的特點給城市人防工程的建設帶來了很大挑戰。由于面積大，再加上人口分布不均勻，流動性很大，要求城市人防工程在規劃和設計時要充分考慮各種復雜情況，合理布局人防工程。規劃的目標應該是使不同區域的人們能夠在最短的時間內抵達防空洞。

3.5? 抗震設計的其他方面

在地震多發地區，要確定高層建筑的結構類型時，除了前面的結構材料用量、建筑內部空間大小、建筑樓房的適用高度等限制條件外，還要考慮關于抗震設計準則。

4? 結語

根據多年的工程施工經驗及相關理論知識，筆者認為，抗震結構與人防結構的設計在某些部分存在著許多共同點，與此同時差異性也同樣存在，因而，相關設計人員需取長補短，以此提高我國建筑物使用質量，推動建筑行業的快速、健康發展。

參考文獻：

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