基于高層建筑的人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

潘贈宇　張福增

摘? ? 要：對于如今的建筑工程來說，人防工程建設(shè)在其中占著重要地位，人防工程的建設(shè)質(zhì)量直接影響著整個(gè)建筑行業(yè)的發(fā)展。而隨著我國現(xiàn)在建設(shè)形勢的發(fā)展趨勢，對人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求也越發(fā)的嚴(yán)格起來。本文對高層建筑的人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：人防工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);關(guān)鍵點(diǎn)

1? 前言

最近幾年，我國建筑行業(yè)在人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面已經(jīng)取得了一定的成績，但是與發(fā)達(dá)國家相比，還需要進(jìn)一步改善和提高，通過對人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完善，提高建筑企業(yè)的綜合競爭水平，在激烈的市場競爭中更好的生存和發(fā)展。當(dāng)前的人防工程主要是指人民地下防控工程，從設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方面出發(fā)，可以分為甲級和乙級兩大類，甲級需要滿足核武器、重武器等方面的防護(hù)需求，乙級需要滿足輕武器、重武器等方面的防護(hù)需求。按照面積大小，將人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分為人防區(qū)以及非人防區(qū)。不同的劃分需要根據(jù)不同的實(shí)際情況來進(jìn)行，為人員設(shè)計(jì)以及人員作業(yè)提供方便。在人員區(qū)域，必須要建設(shè)有清潔區(qū)和染毒區(qū)，在清潔區(qū)，必須要具備抗毒以及清除毒氣的能力。

2? 高層建筑人防工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求

（1）人防工程設(shè)計(jì)要綜合考慮高層建筑的結(jié)構(gòu)體系，合理的設(shè)置好地下室內(nèi)部的梁、墻體等承重結(jié)構(gòu)。

（2）人防工程設(shè)計(jì)要計(jì)算好動力效應(yīng)。人防工程所承受的荷載屬于一種動力性荷載。在相同的靜力荷載和動力荷載的作用下，后者產(chǎn)生的動應(yīng)力變形要比前者大很多。

（3）當(dāng)防空地下室的防護(hù)等級確定好以后，根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求工程承受的核爆炸沖擊波是一定的，沖擊波荷載會傳遞到地下室的各部件，這時(shí)需要確定好等效靜荷載后再進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。

3? 高層建筑的人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1? 人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主體設(shè)計(jì)

在人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主體設(shè)計(jì)過程中，必須提前對抵抗外力等級的劃分做好準(zhǔn)備。普通人防工程結(jié)構(gòu)主要由清潔區(qū)、染毒區(qū)、非防護(hù)區(qū)、防護(hù)區(qū)等幾個(gè)區(qū)域系統(tǒng)組成。防護(hù)區(qū)又由抗爆和防護(hù)單元兩個(gè)部分構(gòu)建而成，在裝備的配備上要根據(jù)人防工程各組成單位的防護(hù)系統(tǒng)的不同做相應(yīng)的調(diào)整。在防護(hù)區(qū)與防護(hù)區(qū)之間要建立隔離帶，普通的人防工程的隔離帶都是由鋼筋混凝土建制的密封防護(hù)墻來擔(dān)當(dāng)。防護(hù)墻的厚度需要專業(yè)人員經(jīng)過對構(gòu)建結(jié)構(gòu)的分析后作出決定。這里指的密封并不是說我們就無法通過，其上可以有通道，以備不時(shí)之需。根據(jù)國家對人防工程結(jié)構(gòu)中防護(hù)門的規(guī)定，兩個(gè)防護(hù)門之間需安置一定量的防爆抗爆裝置，門與門之間的最短距離應(yīng)不小于500cm，門厚最多20cm。對于人防工程中所需材料需嚴(yán)格按要求使用，如隔墻上的鋼板，其厚度不得小于1cm，長度最少20cm 以上，這樣才能保證人防工程的質(zhì)量。另外人防工程的建設(shè)應(yīng)根據(jù)我國的實(shí)際情況來進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如人防工程的室內(nèi)高度：普通人防工程的主、次干道需保持3m 左右的高度，室內(nèi)高度不低于2.5m等。

3.2? 人防工程結(jié)構(gòu)中的配筋計(jì)算

對人防工程結(jié)構(gòu)的構(gòu)件進(jìn)行配筋計(jì)算是人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，其與人防工程的質(zhì)量有著直接關(guān)系。因此，要特別注意結(jié)構(gòu)的配筋計(jì)算，可以通過以下幾方面展開相關(guān)工作：第一，根據(jù)實(shí)際情況繪制出受力模擬圖，然后根據(jù)不同構(gòu)件的受力特性來進(jìn)行逐個(gè)分析計(jì)算，保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。該過程是非常重要的過程，其計(jì)算分析的結(jié)果對整個(gè)配筋工作產(chǎn)生直接影響。第二，選擇合適的配筋數(shù)量。根據(jù)上一個(gè)過程中的受力分析結(jié)果，在對配筋數(shù)量進(jìn)行選擇的時(shí)候應(yīng)當(dāng)將分析的結(jié)果作為參考，并根據(jù)不同部位來選擇不同的數(shù)量，保證配筋的合理性。

3.3? 人防工程結(jié)構(gòu)中孔口防護(hù)的設(shè)計(jì)

在地下人防工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，相對比較重要的一項(xiàng)就是關(guān)于孔口防護(hù)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)防護(hù)密閉門與消波系統(tǒng);設(shè)計(jì)出入口通道內(nèi)臨空墻與門框墻;設(shè)計(jì)風(fēng)井、開敞式通道、相鄰單元間的隔墻、防倒塌棚架以及其他的孔口構(gòu)件。已經(jīng)知道了臨空墻、相鄰單元隔墻的荷載，設(shè)計(jì)人員想要計(jì)算出內(nèi)力與配筋，那么關(guān)于人防設(shè)計(jì)的特點(diǎn)就要充分考慮到，計(jì)算模式就采用一般墻體的。按懸臂梁計(jì)算是門框墻設(shè)計(jì)時(shí)所選用的方法，擁有相對較寬的出入口通道這是民用地下人防工程的最大特征，而擁有較窄的出入口通道是戰(zhàn)用地下人防工程的最大特征，所以說過長的懸臂梁長度、過大的水平筋就會出現(xiàn)在門框墻中，為了保證人防工程的基本功能，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，就需要對門框墻的受力形式進(jìn)行一定的改變，比如加柱、梁等等。壓力計(jì)算只算土中壓縮波的，這是設(shè)計(jì)常規(guī)武器爆炸動荷載作用下的風(fēng)井時(shí)需注意的。常規(guī)爆炸下動荷載的作用是不需要考慮的，這是開敞式通道的設(shè)計(jì)要求。房屋倒塌而帶來的垂直等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值以及因?yàn)榭諝獾臎_擊波動壓而引入的水平等效靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值是甲類的地下人防工程室外開敞式防倒塌棚架在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的。以上這些都是孔口防護(hù)的設(shè)計(jì)。

3.4? 人防工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件的建造要求的關(guān)鍵點(diǎn)

在人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，每一個(gè)工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件的建造都直接影響著整個(gè)工程好壞與成敗，其對人防工程的建設(shè)非常重要。所以在建設(shè)人防工程的過程中，對每個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的質(zhì)量、精準(zhǔn)、對整個(gè)工程比例的協(xié)調(diào)性都有著嚴(yán)格的要求。建設(shè)不同類型的人防工程時(shí)，我們要根據(jù)其具體的內(nèi)部構(gòu)件情況來制定確切合理的方案進(jìn)行施工。在對工程構(gòu)件建造過程中要對建筑材料的質(zhì)量和性能進(jìn)行把關(guān)，從源頭上保證其合格程度;而對于構(gòu)件的尺寸大小也要嚴(yán)格按要求施工;對于構(gòu)建中用于保護(hù)層的混凝土的建造規(guī)格應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來建造;對構(gòu)件建造中的配筋、鋼筋的搭接長等也要嚴(yán)格按要求執(zhí)行;在建造出入口、隔墻等構(gòu)件時(shí)要注意設(shè)置規(guī)定的梅花形鋼筋拉結(jié);還要做好在建造構(gòu)件過程中的防護(hù)措施等。

3.5? 平面結(jié)構(gòu)的布置

在地下人防工程結(jié)構(gòu)中還有一項(xiàng)比較重要的內(nèi)容就是布置地下人防工程的平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件。建筑平面的人防信息用結(jié)構(gòu)方式充分體現(xiàn)出來，這就是地下人防工程中平面結(jié)構(gòu)布置的布置要求，所以說設(shè)計(jì)人員要合理規(guī)劃人防區(qū)域與非人防區(qū)域，對人防外墻、人防隔墻、人防臨空墻以及人防門框墻都要進(jìn)行合理的規(guī)劃;想要使得計(jì)算更加簡便，并且在編制配筋表的過程中更加容易，確定墻體荷載的種類，制定有規(guī)律的序號在墻體上;墻體厚度的確定、門框墻尺寸的確定，這是上述工作結(jié)束后工作人員就應(yīng)該接著完成的事情。通過上述的分析也就可以看出，想要提升地下人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，就需要設(shè)計(jì)人員對地下人防工程的平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的布置，這樣也就可以保證地下人防工程的結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

3.6? 人防疏散出口的設(shè)計(jì)

一般情況下，人防地下室建筑設(shè)計(jì)對其疏散口的寬度有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，即每100 人不小于0.3m，且每樘門疏散人數(shù)不得超過700 人。但是這種設(shè)計(jì)方式卻使得疏散人口的數(shù)量受到很大的局限。另外，若是將樓梯做為疏散口，則其疏散寬度設(shè)計(jì)往往是結(jié)合樓梯間的中軸線距離來進(jìn)行，卻忽視了對樓梯凈寬度的測量，進(jìn)而導(dǎo)致疏散口寬度與實(shí)際疏散要求完全不相符。因此，要想解決這種設(shè)計(jì)弊端，就要對人防疏散出口的寬度和樓梯的凈寬度進(jìn)行精準(zhǔn)測量，并結(jié)合實(shí)際情況，合理設(shè)置樘門疏散寬度，以確保能夠容納一定疏散人口為最佳。

綜上所述，地下室人防建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，通過優(yōu)化和改進(jìn)人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅可以提高建筑地下室空間利用率，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，還可以實(shí)現(xiàn)建筑工程項(xiàng)目的節(jié)能減排，從而促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)更好的發(fā)展。

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