人防結(jié)構(gòu)與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究

沈良

【摘要】近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及城市化進(jìn)程的提高，人們對(duì)建筑質(zhì)量提出了更高的要求，更加注重建筑的安全性以及整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性?；谶@種時(shí)代大背景，建筑行業(yè)不斷發(fā)展和完善，努力滿(mǎn)足人們的期望和標(biāo)準(zhǔn)。在建筑工程項(xiàng)目中，建筑設(shè)計(jì)是最重要的環(huán)節(jié)之一，它直接關(guān)系到建筑的安全性。目前階段，我國(guó)建筑設(shè)計(jì)中最常用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有兩種，一種是人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一種是抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為更好地提升建筑的整體質(zhì)量，使其更具安全性，作者在本文中對(duì)人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入細(xì)致的研究和對(duì)比分析。

【關(guān)鍵詞】人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；研究；對(duì)比分析

現(xiàn)階段，我國(guó)建筑中主要采用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這兩種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有一定相同之處，也有很多不同點(diǎn)。對(duì)此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員一定要明確，并在此基礎(chǔ)之上致力于建筑主體的穩(wěn)定性和安全性的提升，從而使人們對(duì)生命財(cái)產(chǎn)得到有效保障。

一、建筑工程人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本概念

（一）建筑工程人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本概念

人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是指使建筑在一些常規(guī)性武器乃至核武器爆炸的情況下，仍然能夠保有一定穩(wěn)定性，并使人們的生命財(cái)產(chǎn)安全不會(huì)受到侵害的一種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。目前極端，人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在我國(guó)建筑中應(yīng)用非常廣泛。

（二）建筑工程抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本概念

抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的是有效減輕地震為建筑主體帶來(lái)的傷害?？拐鸾Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以使整體建筑的質(zhì)量和堅(jiān)固性得到有效提高，以此在地震發(fā)生時(shí)更好地保護(hù)群眾的人身和財(cái)產(chǎn)安全，有效減少人員傷亡。目前階段，在我國(guó)一些容易發(fā)生地震的地區(qū)，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)成為工程施工中最重要的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

二、人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的對(duì)比分析

（一）人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則的對(duì)比

人防結(jié)構(gòu)和抗震結(jié)構(gòu)雖然在概念和設(shè)計(jì)方式上有所不同，前其也有一個(gè)顯著的共同點(diǎn)，即根本宗旨都是為了有效抵御各種自然和人為因素帶來(lái)的震動(dòng)，提高建筑的抗震動(dòng)能力是這兩種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)共同面臨的課題。從設(shè)計(jì)原則上，人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也有一定的相同之處，強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎等設(shè)計(jì)原則在這兩種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中均有體現(xiàn)。除此之外，人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念也是相同的，二者皆重視整體建筑的協(xié)調(diào)性。如果建筑的協(xié)調(diào)性不夠好，很容易產(chǎn)生一些問(wèn)題，其中薄弱的環(huán)節(jié)會(huì)對(duì)建筑的穩(wěn)定性構(gòu)成威脅，進(jìn)而威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。在人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一定要對(duì)薄弱環(huán)節(jié)引起重視，以此提高建筑主體的抵抗應(yīng)力，使建筑在地震等自然災(zāi)害或人為因素造成的震蕩下，不致產(chǎn)生垮塌或者變形。為此，相關(guān)人員要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承受力進(jìn)行科學(xué)合理的分析，確保建筑的穩(wěn)定性和安全性。在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，也要注意薄弱環(huán)節(jié)和結(jié)構(gòu)，盡量在事前規(guī)避可能產(chǎn)生的問(wèn)題和隱患，以此使建筑主體在受到強(qiáng)烈沖擊或者突發(fā)的地震造成的震動(dòng)的狀態(tài)下，可以很好地保障建筑內(nèi)人員的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。

（二）人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的對(duì)比

在設(shè)計(jì)方法上，人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也有一定的相同和不同之處。人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是提高建筑主體的承受能力，其設(shè)計(jì)方法非常符合物理學(xué)應(yīng)用實(shí)際，在進(jìn)行設(shè)計(jì)分析工作的過(guò)程中，主要采用的是等效靜荷載的方式。因?yàn)榭拐鸾Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是擬建工程結(jié)構(gòu)在施工或使用的情況下的設(shè)計(jì)過(guò)程，相關(guān)構(gòu)件在動(dòng)荷載的作用下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件振型和相應(yīng)靜荷載作用下?lián)锨€(xiàn)有很大的趨同性。鑒于此，在分析動(dòng)力的過(guò)程中，將結(jié)構(gòu)構(gòu)件化繁為簡(jiǎn)，并形成單自由度體系，有助于得出相應(yīng)的動(dòng)力系統(tǒng)。具體做法是在將結(jié)構(gòu)構(gòu)件形成單自由度體系后，科學(xué)合理的分析相關(guān)數(shù)據(jù)，將這兩種事項(xiàng)相結(jié)合，便可使相應(yīng)動(dòng)力系統(tǒng)的得出過(guò)程簡(jiǎn)單很多，同時(shí)對(duì)于結(jié)構(gòu)的等效靜荷載等動(dòng)力系數(shù)與動(dòng)荷載縫的乘積的得出也非常有益。這時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)在等效靜荷載作用下的諸多內(nèi)力與動(dòng)荷載作用下所產(chǎn)生的相應(yīng)內(nèi)力的最大值是一致的。在分析以及計(jì)算的過(guò)程中，一定要對(duì)建筑材料的強(qiáng)度進(jìn)行有效評(píng)估，以此使建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如果沒(méi)有特殊情況，主要是以建筑主體在輕微地震中不致?lián)p壞，在中級(jí)地震中不致形成無(wú)法修正的損壞，在級(jí)別最高的地震中不致使建筑主體倒塌為設(shè)計(jì)目標(biāo)。且在具體設(shè)計(jì)工作中，還要遵循“三不準(zhǔn)、二階段”的原則。相關(guān)人員應(yīng)對(duì)根據(jù)小震的震動(dòng)參數(shù)來(lái)科學(xué)合理的計(jì)算地震作用效益，且對(duì)于結(jié)構(gòu)面的承載力也要引起重視，明確其最大承載力。發(fā)生大震時(shí)，建筑主體容易產(chǎn)生較為嚴(yán)重的損壞，在這種情況下，提前對(duì)相應(yīng)結(jié)構(gòu)彈塑性變形力進(jìn)行驗(yàn)算是非常有必要的。以上便是“二階段”設(shè)計(jì)要求的實(shí)施過(guò)程，在此基礎(chǔ)之上，可以更好地使“三水準(zhǔn)”的設(shè)計(jì)要求得以實(shí)現(xiàn)，具體可以通過(guò)科學(xué)合理的利用相關(guān)設(shè)計(jì)理念和方法來(lái)進(jìn)行。

（三）人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載作用方式對(duì)比

在荷載作用方式上，人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在一定的相同之處。主要表現(xiàn)在動(dòng)荷載都具有偶然性，無(wú)論是人為因素如核武器等造成的建筑主體振動(dòng)，還是地震等自然因素引發(fā)的建筑主體發(fā)生振動(dòng)都具有偶然性。在具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可以從一次作用效果的方式著手，進(jìn)行相關(guān)思考并完成設(shè)計(jì)。

人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在荷載作用方式也有一定的不同之處，人防結(jié)構(gòu)承受的動(dòng)荷載往往是由常規(guī)性武器或者核武器引起的，為結(jié)構(gòu)的附屬結(jié)構(gòu)件帶來(lái)了壓力。因?yàn)檫@種動(dòng)荷載會(huì)直接作用在附屬構(gòu)件上，而內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)件對(duì)于這種動(dòng)荷載的承受是間接的，且承受時(shí)間非常短，往往是瞬間的承受，但產(chǎn)生的沖擊力卻極大。在此過(guò)程中，動(dòng)態(tài)量飛速變化，往往在短短幾秒鐘之內(nèi)，便可完成從產(chǎn)生到消失的全過(guò)程，致使建筑材料的力學(xué)性質(zhì)隨之發(fā)生巨大變化。鑒于此，設(shè)計(jì)人員一定要引起重視。

在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，其承受的動(dòng)荷載基本都是地震帶來(lái)的，主要是地面的運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)作用，這種動(dòng)荷載是間接作用于建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的。在本質(zhì)上，此類(lèi)動(dòng)荷載可看作是慣性力。地震引發(fā)的震動(dòng)比核武器和常規(guī)武器引發(fā)的震動(dòng)的瞬間動(dòng)態(tài)要小，但也不容輕視，因?yàn)槠湟l(fā)的震動(dòng)持續(xù)的時(shí)間相對(duì)更長(zhǎng)，且動(dòng)態(tài)總量非常大。除此之外，其還有波及范圍廣的特性，在建筑主體中，幾乎所有結(jié)構(gòu)都會(huì)被影響和波及到。因此，設(shè)計(jì)人員在具體設(shè)計(jì)的過(guò)程中要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的整體性和均衡性進(jìn)行科學(xué)合理地考量。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，在建筑設(shè)計(jì)中，建筑主體的穩(wěn)定性和安全性非常重要，其直接關(guān)系到建筑的質(zhì)量和人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。為此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員一定要綜合實(shí)際情況，在建筑設(shè)計(jì)中，選擇最適宜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?，F(xiàn)階段，我國(guó)建筑設(shè)計(jì)中常用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要有人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩種。此二者無(wú)論在設(shè)計(jì)原則，還是在設(shè)計(jì)方法、動(dòng)力荷載的作用方式上，都存在一定的相同點(diǎn)和差異性。相關(guān)設(shè)計(jì)人員一定要對(duì)此有充分的了解和認(rèn)知，以此提升建筑主體的穩(wěn)定性和安全系數(shù)，從而有效保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，進(jìn)而保障社會(huì)的和諧發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃明泳.對(duì)人防結(jié)構(gòu)與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究[J].建材與裝飾，2014（24）.

[2] 黃婧，劉江.關(guān)于人防結(jié)構(gòu)與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的比較[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2014（7）.

[3] 肖芳潤(rùn).淺析建筑結(jié)構(gòu)中的人防設(shè)計(jì)與抗震設(shè)計(jì)[J].江西建材，2014（13）.

[4] 王紅兵.人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（6）.

[5] 江永，倪力豹.關(guān)于人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的比較[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（6）.