分析高层建筑的人防工程结构设计原理及方式

张慧慧

（中铁十六局集团城市建设发展有限公司，北京 100018）

我国越来越多的城市已经将高层建筑作为了首要的施工项目，甚至城市的周边也出现了高层建筑的施工项目，这与我国的城市化进程以及人口增长密切相关。高层建筑在设计初期就会将人防工程研究在内，可见人防工程所占的比重。对于居住者而言，人防工程的结构设计重点，首先要满足人民的日常生活需求，也要发挥正常功能，因而对于人防工程的质量往往是首要关注点。以目前我国的建筑来看，无论是在结构设计初期的设计原理及方法的升级，还是在人防工程建设的质量提升，都是我们关注的重点。

1 高层建筑中人防工程的结构设计原理

人防工程的存在意义不仅是针对于高层建筑，但高层建筑的存在确实对于人防工程的建设提出了高要求。中国经济速度和人口的增长，让城市建设也快速成长起来，越来越多的大体量的奇艺建筑出现在公众的视野，高层建筑以高经济效益和人口高度集中的优势中不断壮大。同样也对其人防工程提出了高要求，在建筑的最初设计中，要求人防工程与建筑本身结合，甚至达到其安全覆盖率的高要求。

高层建筑的人防工程在设计时不仅需要考虑到其实用功能，在质量中的坚固程度上也要进行大量考察。也就是我们平时所说的“平战双重功能”，务必按照人防工程的严格程序进行施工。战时人防工程的爆炸冲击对建筑本身的负荷承受力在我国目前的人防设计中早有考虑，但就实际情况而言，大多数的人防工程建筑设计也只能测量建筑本身的承重符合，而对于随时可能发生的意外爆炸冲击量无法预计与测量。人防工程的结构一般会承受动荷载、静荷载或动、静荷载的同时作用，具体设计时以等效静载法来验算。人防工程虽能承受武器或核爆的负荷，但考虑其爆炸的瞬间性，一般也不需对建筑的战时承受力作硬性要求。

2 高层建筑人防工程的结构设计方式要求

高层建筑的地下人防在设计中要具有多种方案的备份与规划，以便将人防建设中出现的问题随时进行调整。高层建筑有其优势也有其弱点，其中“高”就是一点，楼层的增加，虽然不再加大占地面积，但高层的日常活动范围也是有限的，所以需要考虑到更多，包括安全通道，防火疏散等等。这就要求在人防设计中与建筑的实际情况高度结合。不同高层建筑的功能建设对人防工程的设计要求也不同，通常高层的竖向平面布置应尽量避免结构扭转和局部应力集中，结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通，以起到更好的防震效果。

但在设计中又需要考虑其人性化方面，其实并没有多大的空余部分布置人防的口部部分，所以更需要有针对性的对各栋单独进行设计。设计时防护口的各部件都要做到各部位抗力均匀，提高结构整体的吸收爆炸冲击力的结构利用率。人防工程能承受得爆炸荷载与普通的设计中所见的构件不同，人防工程结构在一般承受需荷载的情况下，要加大对结构的延展性，需要施加措施以增强。对其防水的标准也要增加，因为高层建筑需要承载较大的动荷，所以抗深等级一定要高于普通楼层建筑的要求。将防水混凝土的设计控制到抗渗等级标准不＜P6。因此在人防工程中对结构材料的防水抗渗的质量要求更高，这样更能有效增加房屋的承载力，并减少其崩溃倒塌的意外发生。人防结构设计中设计的混凝土及双面钢筋，可有效保证相应构件在战时条件下良好运行。而防震缝中的钢筋混凝土的设置也要考虑到震时对建筑的影响按国家规定标准执行。

3 对于当前人防工程的设计研究

人防工程的基本设计，具有超出一般建筑设计的承载力和结构的稳固性。所以在设计时，设计团队需进行大量考察，将建筑中的种种因素考虑其中，并进行长期的计算与分析。在之前谈到过的设计方案中，要充分考虑建筑本身的结构设计多个方案，以备在设计和实际施工中出现的问题进行调整。只有这样，从多个不同角度和不同角度的不同方面进行严谨的计算和分析，才能在未动工前对其有着合理的安全保障。高层建筑本身自重就高，所以在人防工程的设计中要测算对于意外爆炸对建筑所承受的荷载，虽然在实际情况中，这一测算并不做硬性的要 求，但是还是要在最大的程度上以保障居民的生命财产安全为主来进行测算，因此从建筑本身的角度出发，保障居民的生命财产并与建筑本身发挥其最大的经济效益，才算是合格的人防工程建设。

虽然人防工程的设计以地下形式表现居多，但还是与地下室的设计有所异同，那就是口部的设计。人防的设计在主要出入口和次要出入口的设计中需要区别对待，考虑其不同的功能，在战时不同出入口的进排风，防倒塌棚等等的设计都是口部设计的要点。口部墙体的设计还要满足有足够的密封性和防辐射要求，并确保人防的厚度标准。最后是消波设计，消波设计对于整个人防地下室战时功能起着重要作用，它的存在主要是削弱并吸收战时所受到的爆炸冲击波，这一设计对于战时暂停的通风，有着战时“生命线”的称号。所以需要在针对高层建筑的实际情况下，给予消波设计更多的重视，才能在战时将“生命线”加以延续，保障更多人民的生命财产安全。

4 结语

目前我国的人防工程的设计大多将地下室与参考其中，人防工程在结构设计中，要在符合国家相关的标准的基础上，对人防工程进行分析与处理。其中高层建筑中的地下室更多是考虑其储藏作用，另外就是地下车库的利用率。高层建筑的人防工程设计要充分的考虑到人防结合的层面，并且要关注建筑本身。作为人民防空工程，能够防止敌人的突然袭击，能够有效地掩护和隐蔽人员与物资，这将是一项严肃而又神圣的工程。我国目前的形势，高层建筑的数量日益增多，致使高层建筑中的人防工程不容忽视，它的存在能够保障居民的生命才站安全。本文主要从高层建筑人防地下室结构设计的原则以及设计方式要求进行分析，并从人防工程的设计以及施工过程中，所必须严格按照设计图纸、规划方案等原则出发，对于不同高层建筑的不同因素突发状况要加强应急方案等方面进行了研究与分析。其中在设计之初要考察全面，严谨计算与测验人防工程中的荷载数量，施工过程中要严格按照进度进行不得擅自更改计划，材料与构件方面要严格按照标准采购与施工，更不得偷工减料降低质量要求等等。从而进一步对高层建筑的人防工程提出更科学、严谨、合理、经济的针对性建议，最终以能够提高人防工程在大众面前的重视程度为目标迈进。