高层建筑人防防护结构工程设计探索

高层建筑人防防护结构工程设计探索

罗远虎

身份证号码： 45052119850629****

摘要：近年来，为实现土地资源的合理应用，在各个城市的高层建筑工程逐步增多。人防防护工程是高层建筑中的重要配套设施，其存在的目的是为了保障人们的生命财产安全，随着人们对高层建筑安全性、可靠性等提出了更高的要求，人防防护结构设计中逐步成为了高层建筑施工建设中需要关注的重点问题。基于此，本文从高层建筑人工防护结构工程的基本特征着手，探讨了人防防护结构工程设计的相关要点，对工程设计与施工具有现实的指导价值。

关键词：高层建筑；人防防护工程；结构设计

近年来，建筑行业在蓬勃发展的过程中，各种的施工技术也在逐步进步，人们不仅仅在关注的重点放在建筑本身的质量、功能方面，还越来越重视建筑配套设施的建设。在高层建筑中，人防防护结构工程的设计与建设起到了一定的防护作用，成为了高层建筑中需要重点关注的施工环节，由于其结构类型相对较多，在实际的设计中，需从高层建筑的结构特征出发，保障人工防护结构设计的合理性，发挥其在高层建筑方面的应有作用。

1.高层建筑人防防护工程的概述

高层建筑的主体结构极为复杂，由于其高度较大、层数较多，在工程建设施工的过程中必须要密切关注施工的安全性。在当前的高层建筑结构中，人防防护工程已经成为了主体结构中不可忽视的环节，是重要的配套设施，在高层建筑的使用中起到了重要的防护作用。一般情况下，高层建筑中所建立的人防防护工程主要为附建式类型，这种类型的人防防护结构工程的施工更具便捷性，成本消耗也相对较少，能够实现土地资源的合理有效利用，人防防护工程的这些优势，使得其在建筑工程领域广受青睐^[1]。高层建筑工程项目中，附建式人防防护工程的建立时，高层建筑是主体结构，往往会进行地下空间结构的建立，在此高层建筑的使用过程中，地下空间结构虽然是人防防护工程，但是，多被应用于车库、地下储藏空间、地下商城等用途。在出现战争的情况下，人防防护工程是重要的建筑护体，为保障其安全作用的实现，必须要在结构设计时，使得人防防护工程具有较强的抵御能力。

2.高层建筑人防防护工程结构设计的主要特征

作为高层建筑中的重要组成，人防防护结构工程的具有以下的突出特征：（1）关联性，人防防护结构与高层建筑结构体系之间存在着紧密的联系，为保障人防防护结构设计的合理性，设计人员在设计时需充分以高层建筑结构体系为基础，保障人防防护工程中各个结构要点、细节符合安全、合理设计的要求；（2）动力效应，在人防防护工程设计时，由于其结构承受着一定的动力荷载，在设计过程中，必须要保障考虑动力效应因素；（3）塑性较强，对建筑工程项目而言，如果属于民用建筑，整体建筑结构的塑性相对较小，在人防防护工程中，其总体结构所承受的荷载具有瞬时性，这种瞬时性荷载的存在，使得在相关构件进入到塑性工作状态下时，所产生的动力荷载会在极短的时间内快速消失，构件在这种作用下也会出现些微的变形情况，当变形达到了一定的限值以后，也就保持在了相对稳定的状态；（4）传输性，当在高层建筑的人防防护结构的防护等级确定以后，由于所炸弹爆炸冲击波是固定的，其冲击波荷载会在人防防护工程的各个结构部件加以传输，这种情况下，只有确定了等效静荷载后，方可进入截面设计环节^[2]。

3.人防防护工程结构设计的探索

3.1基础设计

人防防护工程的结构设计上，为保障总体结构的稳定性与安全性，必须要保障基础结构具有较高的结构承载力，在设计的过程中，专业设计人员需结合高层建筑的具体特征，来准确进行人防防护结构承载力、可靠性的分析，进而在此基础上做好相应的计算工作。在人防防护工程的设计上，不仅需考虑质量、技术方面的因素，还不可忽视经济方面的考虑，综合分析确定最佳的方案。技术设计需从以下方面来实施：（1）从安全性的角度出发，对人防防护工程的结构承载力进行精准计算。设计人员在确定设计方案的时候，要将最不利的情况做好安全设计的依据。结构承载力验算需从和平时期与战争时期两个角度的验算来进行，在和平时期的验算方面，主要以活载、恒载与相应分项系数的乘积为参照；在战争时期的验算方面，由于存在核弹爆炸等效静荷载与恒载，在验算时不需要考虑活载，核爆荷载不需要与分项系数相乘^[3]。由于高层建筑的楼层较高，在结构自重非常大，在基础的设计方面，需计算不同设计的承载力，选择较大值作为设计依据。（2）裙房的设计过程中，不仅需考虑成本方面的因素，还需要考虑结构稳定性方面的因素，为同时满足这些设计标准，设计人员往往会将裙房设计为2层结构，采用独立式基础的裙房施工方式。由于裙房设计为2层结构，为保障良好的结构性能，设计时还需要注意其防水设计，可以通过增设防水板的方式，来提升其结构稳定性，发挥其防水效果，这种设计方式兼具经济性与环保性的作用^[4]。在一些高层建筑的裙房设计时，有时还会面临结构分离四周土壤的情况，这种情况下，为保障人防防护结构的稳固性，可以在地下人防结构中进行土壤的铺设来达到结构稳固性目的。（3）主楼基础下的地基承载力深度。在一些高层建筑中，在建筑的主楼地下室四周，往往会进行裙房地下室的设计，在这种结构设计下，如果以筏型基础为主，在设计过程中不仅需考虑结构的负载重量，还需要考虑挖出的土体重量，在设计的过程中通过深度修正来保障良好的设计质量。

3.2顶板设计

对高层建筑而言，由于其结构的特殊性，作为防护结构，人防防护工程多设置在地下空间内，这种特殊的结构设计使得要保障人防防护工程的设计质量，相关设计人员需在设计的过程中，对上部结构采取必要的加固设计，尽量保持上部结构的稳固性。对高层建筑而言，地基建设是基础，如果地基稳定性难以保障，将会导致整个高层建筑的稳定性不足。在人防防护工程的设计方面，最为突出的特征就是人防结构需在较短的时间内承受爆炸所产生的动荷载冲击波，瞬时加载的过程中，材料强度有所提升，在顶板的设计过程中，需考虑这种结构与普通结构受力的区别，来保障材料的合理应用。

3.3构造设计

在高层建筑中，人防防护工程会承受较大的荷载，比如，会承受较大爆炸下的动荷载作用，由于这些作用力与荷载都相对较大，就使得在人防防护工程的构件设计上，所使用的结构材料、抗渗等级、构件最小厚度等都需要超过普通建筑构件^[5]。一般情况下，高层建筑人防防护结构中相关构件的截面尺寸也远远大于普通构件，这就要求在设计的过程中，需保障配筋设计的合理性，避免配筋不合理导致结构在较大的荷载作用下出现压塌情况。地下室的墙、板等在配筋时，均需采用双面配筋的方式，并严格根据相应的标准与规范来进行拉结筋，使得构件即使受到了强大的震动作用，也能够保持钢筋与混凝土良好的结合状态。

结束语：

近年来，随着城市化进程的加快，高层建筑成为了城市中的主要建筑结构，由于高层建筑结构的复杂性，在设计的过程中，相关人员必须要严格根据相应的标准来保障人防防护结构设计的合理性，使得人防防护结构能够在高层建筑中发挥其应有的作用。

参考文献：

[1]孙怀远.关于高层建筑人防防护结构工程设计要点的探析[J].大科技,2017,000(025):333.

[2]李玉珍.高层建筑人防结构工程设计要点与注意环节探讨[J].建筑工程技术与设计,2017,000(012):1821.

[3]王冬.简析高层建筑人防防护工程结构设计的特征及其设计要点[J].环球市场,2017,000(022):271.

[4]朱峰.浅析高层建筑下人防工程结构设计要点研究[J].中国住宅设施,2017,171(08):34-35.

[5]吴君.关于高层建筑人防工程结构的设计探讨[J].建材与装饰:上旬,2016(16):132-133.