高層建筑人防防護結(jié)構(gòu)工程設(shè)計的分析

孫怡凱

關(guān)鍵詞：高層建筑;人防防護工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計

近年來，隨著城市化建設(shè)逐漸完善，高層建筑項目數(shù)量大幅度增加。人防防護工程結(jié)構(gòu)設(shè)計作為高層建筑工程施工建設(shè)過程中的重點內(nèi)容，既能夠滿足人們的日常生產(chǎn)、生活需求，同時，還能夠在發(fā)生突發(fā)性安全事故時保障人們的生命安全。人防防護結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙的質(zhì)量能夠?qū)ζ溥\行功能及使用壽命造成一定的影響，因此，相關(guān)建筑設(shè)計人員必須加強團隊合作意識，不斷研究并創(chuàng)新工程結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，進而全面提高工程建設(shè)質(zhì)量。

人防防護工程概述

所謂人防防護工程，是人民防空工程的簡稱，是指在戰(zhàn)爭年代，為了保證人們的人身安全而建設(shè)的防護場所。近年來，人防防護工程主要以坑道式、附建式以及地道式等方式存在，其中，附建式被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代高層建筑施工建設(shè)中[1]。附建式的人防防護工程項目的施工流程相對簡單，對施工面積的要求較低，同時，所需的資金成本相對較低，然而這種建設(shè)形式的經(jīng)濟效益值得建筑行業(yè)關(guān)注。通常情況下，大部分附屬式結(jié)構(gòu)以建筑物主體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，相對于其他結(jié)構(gòu)來說，附屬式結(jié)構(gòu)如同一個整體式建筑結(jié)構(gòu)，能夠減低工程成本。目前，大部分高層建筑在施工建設(shè)初期都會建設(shè)地下室，人防防護工程施工建設(shè)結(jié)束后，可以作為存放物品的臨時倉庫及車庫。由此可見，人防防護工程極具有較強的使用價值，同時也具有一定的經(jīng)濟效益。

人防防護結(jié)構(gòu)工程設(shè)計原則及相關(guān)要求

設(shè)計原則

長期準(zhǔn)備、重點建設(shè)必須作為人防防護工程項目施工建設(shè)的重點內(nèi)容。在進行人防防護工程項目施工建設(shè)位置的選擇方面，必須符合城市人防工程建設(shè)相關(guān)要求。結(jié)合城市服務(wù)、生產(chǎn)、生活等需求及其建筑標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境條件等問題進行施工建設(shè)。人防防護工程項目的主體結(jié)構(gòu)，孔口防護設(shè)備設(shè)施等建設(shè)應(yīng)該根據(jù)相關(guān)要求盡量做到各部位抗力相協(xié)調(diào)。全面提高高層建筑結(jié)構(gòu)整體的承載力，在進行構(gòu)造設(shè)計過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)該額外注意梁板節(jié)點部位具有較強的抗剪性及抗壓性[2]。

設(shè)計要求

首先，人防防護工程主要承受爆炸動荷載，與普通的鋼筋結(jié)構(gòu)計算存在明顯的差異。最初的人防防護工程在大變形狀態(tài)工作，其構(gòu)件必須具有一定的延伸性。現(xiàn)階段，人防地下室鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有明確的防水要求，防水混凝土設(shè)計的抗?jié)B等級應(yīng)該大于等于P6[3]。

其次，鋼筋作為人防地下室鋼筋混合結(jié)構(gòu)的主要受力載體，其混凝土保護層厚度應(yīng)該大于等于鋼筋的直徑。除此之外，變形縫的位置應(yīng)該設(shè)置在人防地下室上方的地面建筑中，同時，防震縫不應(yīng)該設(shè)置在防護單元內(nèi)部，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫應(yīng)該嚴(yán)格遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)置。

最后，縱向受力鋼筋連接位置應(yīng)該盡量與梁端加密區(qū)的位置分開，如果二者不得不設(shè)置在一起時，應(yīng)該選用同等強度的高質(zhì)量機械連接頭。鋼筋混凝土平板防護密閉門門框墻體厚度至少0.3m，門框墻處的承載鋼筋直徑應(yīng)該不小于0.012m，配筋率應(yīng)該≥0.25%[4]。

高層建筑人防防護結(jié)構(gòu)工程設(shè)計方案

高層建筑人防防護工程項目科學(xué)合理地標(biāo)注、定位其平面結(jié)構(gòu)。現(xiàn)階段，我國高層建筑工程項目中的人防防護工程尚未形成一套健全的規(guī)范體系。在進行設(shè)計過程中，相關(guān)工作人員通常憑借自身經(jīng)驗，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。

首先，進行人防防護工程項目的基礎(chǔ)設(shè)計，一方面，保證高層建筑整體結(jié)構(gòu)具有較好的承載能力，加強結(jié)構(gòu)的安全性及可靠性，進而更好地發(fā)揮其自身防護作用;另一方面，在整個設(shè)計過程中都必須考慮經(jīng)濟問題，進而建立高質(zhì)量的人防防護工程項目。在設(shè)計過程中，應(yīng)該考慮建筑整體的安全性，反復(fù)核算人防防護結(jié)構(gòu)的承載能力。為了確保其結(jié)構(gòu)設(shè)計具有一定的科學(xué)性及合理性，相關(guān)設(shè)計人員可以結(jié)合自身經(jīng)驗進行分析判斷，對不同施工建設(shè)情況下的計算結(jié)構(gòu)進行整合設(shè)計，進而得出不利結(jié)果。因此，在進行人防防護工程相關(guān)數(shù)據(jù)計算時，應(yīng)該做好戰(zhàn)爭時期及和平時期的荷載組合數(shù)據(jù)的核算工作。分析核彈爆炸過程中產(chǎn)生的靜荷載系數(shù)及恒載系數(shù)。進而在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，根據(jù)兩個時期的豎向構(gòu)件軸力數(shù)據(jù)，進行相關(guān)數(shù)據(jù)的比較，選擇最大的數(shù)據(jù)值[5]。

其次，根據(jù)人防防護工程的特點，分析人防區(qū)柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)的布置，在設(shè)計過程中，不斷優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，進而減少不必要的施工工序，縮短工期，降低成本，提高效益。在進行平面布局的設(shè)計過程中，應(yīng)該結(jié)合實際情況，制定科學(xué)、合理的設(shè)計方案，節(jié)約施工成本，避免增加不必要的工程量。在進行工程項目施工建設(shè)過程中所使用的的柱網(wǎng)選擇時，相關(guān)工作人員必須充分考慮工程項目的整體結(jié)構(gòu)及性能，全面分析各個部件所需的技術(shù)方案，與此同時，掌握在該位置設(shè)計的結(jié)構(gòu)及其作用，進而設(shè)計效果最大化。

再次，分析頂板結(jié)構(gòu)的設(shè)計理念。結(jié)合高層建筑結(jié)構(gòu)的特點來看，在高層建筑底層建設(shè)人防防護工程項目最為科學(xué)、合理。人防防護工程一旦投入使用，必定發(fā)生較為嚴(yán)重的事故，因此，必須保證上層建筑結(jié)構(gòu)具有與一定的穩(wěn)定性，否則建筑物一旦坍塌，人防防護工程建設(shè)將毫無意義。現(xiàn)階段，大部分高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，通常將地下室頂板作為上層結(jié)構(gòu)的嵌固端，因此，其下部構(gòu)件必須具有一定的剛度，進而確保建筑物柱根位置不會發(fā)生偏移。除此之外，人防地下室與普通的地下室的整體結(jié)構(gòu)基本相同，在主地下室以及附近土壤結(jié)構(gòu)未連接，需要重點考慮主體建筑結(jié)構(gòu)的安全性及可靠性，劃分相關(guān)人防防護結(jié)構(gòu)的區(qū)域性功能，明確標(biāo)注各個墻體之間的距離，仔細劃分門洞尺寸以及相關(guān)荷載能，進而保證人防防護工程平面具有一定的清晰性[6]。

最后，人防防護工程和普通的建筑工程進行比較，承受較大的動力荷載，在進行設(shè)計過程中，相關(guān)工作人員必須對所使用的材料及抗?jié)B等級進行反復(fù)試驗，進而科學(xué)、合理的調(diào)整高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的厚度。首先，由于人防防護工程的受力構(gòu)件截面尺寸、配筋率相對較大，一旦使用的構(gòu)件面積尺寸與相關(guān)要求不符，將會出現(xiàn)超筋等問題，由此可見，各構(gòu)件截面尺寸的控制工作尤為重要。其次，由于墻板、墻體等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸相對較大，因此，在設(shè)計過程中個，應(yīng)該使用雙層鋼筋的砼板，能夠提高人防防護工程項目的穩(wěn)定性。最后，在防護單元中設(shè)計沉降縫，避免沖擊波過大對建筑結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性造成影響。

結(jié)束語：

綜上所述，現(xiàn)階段，人防設(shè)計理念被廣泛應(yīng)用于我國高層建筑的設(shè)計中，既能夠滿足人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活的需求，同時，還能夠為人們的人身安全及財產(chǎn)安全提供保障。本文詳細說明了高層建筑中人防防護工程設(shè)計原理、相關(guān)要求以及具體方案，希望為同行日后進行相關(guān)工作提供參考。

參考文獻：

[1]曲學(xué)鋒.淺談高層建筑的人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計策略[J]. 地產(chǎn)，2019（12）：50-51.

[2]陸建澄.城市地下人防商業(yè)街半逆作施工方法與人防取水方案的研究[D].東南大學(xué)，2019.

[3]付同華.濟南緯十二路人防綜合體深基坑支護設(shè)計與施工研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2019.

[4]許平.高層建筑人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的難點分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2020（09）：81.

[5]白成鋒.人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵點[J].居舍，2020（13）：72.

[6]徐飛元.高層建筑的人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計研究[J].智能城市，2021，7（12）：53-54.