分析建筑人防設(shè)計(jì)及抗震設(shè)計(jì)的具體措施

鄭若飛

（廣東鴻宇建筑與工程設(shè)計(jì)顧問有限公司，廣東東莞 523000）

0 引言

通過科學(xué)且合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，來達(dá)到預(yù)防以及防護(hù)一定級(jí)別的地震災(zāi)害的安全設(shè)施或者建筑就是抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。而預(yù)防甚至針對(duì)核武器、常規(guī)武器打擊所造成的震動(dòng)防護(hù)的建筑，就是建筑工程設(shè)計(jì)中的人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)來看，這兩種建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是針對(duì)不同的震動(dòng)特征來設(shè)計(jì)的，所以，兩種抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)存在一定的差別。

1 建筑結(jié)構(gòu)的人防設(shè)計(jì)的基本要求

1.1 協(xié)調(diào)各部分的關(guān)系與聯(lián)系

在對(duì)高層建筑進(jìn)行人防地下室的施工時(shí)，一般是先計(jì)算人防地下室的承載能力。通常施工設(shè)計(jì)人員會(huì)將整個(gè)人防地下室的承載能力分成人防地下室的頂梁結(jié)構(gòu)、墻柱結(jié)構(gòu)、地板結(jié)構(gòu)三個(gè)部分，并且精準(zhǔn)計(jì)算這些結(jié)構(gòu)的最大承載力以及鋼筋需求量。不管將人防地下室劃分為幾個(gè)部分，都要確保整個(gè)地下室結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性，確保能夠增強(qiáng)地下室結(jié)構(gòu)的整體性效果。在地下室的施工中，鋼筋的錨固、銜接點(diǎn)要按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)去執(zhí)行施工作業(yè)，并且其建材的搭接距離和錨固的長(zhǎng)度符合對(duì)應(yīng)的抗震需求，保證地下人防設(shè)施在整體上的合理化以及穩(wěn)固化。

1.2 適宜的工程設(shè)計(jì)方案選用

在人防地下室地下設(shè)施的施工中，施工設(shè)計(jì)人員需要從更多的角度去進(jìn)行思考施工方案的設(shè)計(jì)，才能有效提升設(shè)計(jì)方案的精準(zhǔn)性與適用性。比如地下人防設(shè)施中所有管線的預(yù)留位置、防護(hù)性房間的設(shè)計(jì)、緊急逃離轉(zhuǎn)移的路線等，這些都需要考慮到的。所以人防地下防護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一定要和地面建筑的設(shè)施的設(shè)計(jì)方案相對(duì)應(yīng)，才能讓地下防護(hù)設(shè)施和地面建筑設(shè)施的適用性相吻合。針對(duì)不同用途的建筑去建造地下人防設(shè)施，其設(shè)計(jì)時(shí)豎直方向的平面設(shè)計(jì)是會(huì)受到地面建筑設(shè)計(jì)方案影響的；在實(shí)用性上還要考慮儲(chǔ)存空間、車輛停放空間的影響等。在這些環(huán)境和條件的影響下，人防工程的區(qū)域面積在設(shè)計(jì)時(shí)可能相對(duì)就較為窄小，利用率、實(shí)用性也就相對(duì)較低。所以提前做好合理的單體建筑設(shè)計(jì)，才能讓地下人防建設(shè)保證合理的使用價(jià)值，也是所有施工人員在施工前應(yīng)該考慮的問題。

1.3 門框窗上擋墻加固梁體的位置

人防工程的設(shè)計(jì)目的是抵抗核彈及常規(guī)武器爆炸時(shí)帶來的沖擊力，是具有防護(hù)性的建筑。在實(shí)際的人防地下室設(shè)計(jì)中，施工單位還應(yīng)當(dāng)從和平狀態(tài)以及戰(zhàn)時(shí)狀態(tài)兩個(gè)方面考慮，這樣才能確保人防地下室的實(shí)用性。針對(duì)核彈以及常規(guī)武器其爆炸時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊力，在設(shè)計(jì)人防工程機(jī)構(gòu)時(shí)，通常需要在擋墻的下方設(shè)計(jì)加固墻體，以此增強(qiáng)整個(gè)人防工程建筑的穩(wěn)固性。按照以往的建筑經(jīng)驗(yàn)來看，一般來說要使密閉門和支撐柱的間距控制在25~30cm之間，才可以確保在遇到特殊情況下，依然可以正常打開人防工程的密閉門。這些問題都是需要在設(shè)計(jì)初期引起重視的。

1.4 防止倒塌的設(shè)計(jì)

因?yàn)槿朔拦こ贪凑战ㄔ旆绞椒殖蓭讉€(gè)不同的類別，分別對(duì)應(yīng)的平地、山地、丘陵、原建筑物下的建筑方式，各種類型的人防工程理應(yīng)按照不同的建筑方式和需求，在結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境、周邊設(shè)施等具體情況對(duì)人防工程的建設(shè)有著對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)，只有按照具體的環(huán)境進(jìn)行對(duì)應(yīng)的需求進(jìn)行人防設(shè)施工程的施工，才能確保人防工程設(shè)施的合理有效性。在現(xiàn)代高層建筑的施工中，部分施工單位為了提升自身效益，開發(fā)了很多地下空間，如停車場(chǎng)、儲(chǔ)藏室等建筑，故意忽視人防工程的出入口設(shè)計(jì)可能會(huì)出現(xiàn)倒塌的情況，就像人防工程的出入口設(shè)置在地面建筑的倒塌范圍之內(nèi)，一旦地面建筑遇到問題而發(fā)生倒塌，就會(huì)威脅人防工程內(nèi)的人員的財(cái)產(chǎn)和生命。甚至部分施工單位沒有使用防止倒塌、堵塞的設(shè)計(jì)方案，也沒有使用戰(zhàn)時(shí)防止倒塌、堵塞的方案，這就對(duì)人防工程的有效使用造成影響。

在人防工程的出入口設(shè)計(jì)中，保證防護(hù)單元要有兩個(gè)出入口，室外出入口保障在任何時(shí)候可以滿足人們的使用需求，所以要保證其堅(jiān)固的特質(zhì)，在整個(gè)人防設(shè)施受到毀滅性的損壞之前都應(yīng)當(dāng)處于正常使用狀態(tài)；次要出口主要是滿足戰(zhàn)時(shí)需求，現(xiàn)在作為和平年代雖然不做任何要求，但是作為整個(gè)人防建筑設(shè)施相對(duì)薄弱的縫隙，一定要確保其正常使用。保證地面建筑的倒塌或者其他物品的堆積不能封堵出入口。所以在人防建筑的設(shè)計(jì)初期，提前使用防倒塌的棚架設(shè)計(jì)是最為常見的。如果因可使用場(chǎng)地較小，也可使用附壁式的出入口。雖然現(xiàn)在處于和平年代，但是因?yàn)槿朔拦こ淘O(shè)施的重要性和特殊性，也應(yīng)該重視人防工程設(shè)施的出入口設(shè)計(jì)，不管在是否和平與戰(zhàn)時(shí)均能讓我國(guó)人民的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全得到對(duì)應(yīng)的保障。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)

2.1 場(chǎng)地和地基的選擇

建筑場(chǎng)地和地基的選擇能最大限度影響建筑的抗震能力。在建筑施工的設(shè)計(jì)初期，施工設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)施工地點(diǎn)的地質(zhì)情況有著詳細(xì)的了解，提前進(jìn)行地質(zhì)勘察，收集完整、詳細(xì)的地質(zhì)資料，并在此資料基礎(chǔ)上對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行系統(tǒng)的分析，并對(duì)建筑物的抗震等級(jí)設(shè)計(jì)有著對(duì)應(yīng)的預(yù)估。其次，還要盡量規(guī)避一些對(duì)抗震設(shè)計(jì)不利的因素，避免建筑物的整體性能受到影響，最后如果在建設(shè)過程中施工目的范圍內(nèi)的對(duì)應(yīng)地基無法到對(duì)應(yīng)的抗震要求，施工方應(yīng)當(dāng)對(duì)周圍地面環(huán)境進(jìn)行加固和改造，使施工范圍內(nèi)的地質(zhì)要求達(dá)到抗震的標(biāo)準(zhǔn)要求。特別是在高層建筑施工時(shí)，盡量去選擇高密質(zhì)的基土，確保建筑物地基的抗震能力，減少地震帶給建筑物的破壞。

2.2 隔震和消能減震的設(shè)計(jì)

只有選擇地質(zhì)密度較高或者巖石地質(zhì)為地基，才能滿足建筑物的隔震和消能減震需求，所以在施工建設(shè)的初期，場(chǎng)地的選擇和地基的選擇就變得尤為重要[4]。不同類型以及性能的建筑對(duì)于隔振系數(shù)的要求也是不同的，所以在設(shè)計(jì)建筑的抗震結(jié)構(gòu)時(shí)，要以建筑物的實(shí)際需求去選擇隔震支座，還要去結(jié)合風(fēng)力帶給建筑物的影響，這樣才能更好地滿足建筑物抗震、消能的需求，而保證建筑在建筑時(shí)選用延伸性好的材料，這樣也能讓建筑物能夠有效的進(jìn)行抗震和消能，減少地震動(dòng)能對(duì)建筑帶來的影響和破壞。所以施工技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)去結(jié)合項(xiàng)目的具體需求、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境去進(jìn)行材料的選擇，才能更好的滿足高層建筑的隔震、消能需求，使延長(zhǎng)整體建筑物的使用壽命并提升其性能。

2.3 抗側(cè)力體型的優(yōu)化

剛性結(jié)構(gòu)是最為普遍的樓層應(yīng)用。當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，剛性結(jié)構(gòu)能夠有效的保護(hù)主體結(jié)構(gòu)的完整性，不僅讓主體結(jié)構(gòu)受到的破壞性降低，還能避免其結(jié)構(gòu)的變形。在建筑中的隔墻以及圍護(hù)墻也能受到剛性結(jié)構(gòu)整體的保護(hù)，避免受到地震的影響被破壞。并且超靜定次數(shù)的增加，也能夠有效的提高地震時(shí)塑性鉸的出現(xiàn)頻次，不僅能夠有效的進(jìn)行消能，避免建筑主體受到大沖擊。既能優(yōu)化抗側(cè)力體型，還能更好地改善建筑整體的屈服機(jī)制。當(dāng)?shù)卣饋砼R的時(shí)候，如果產(chǎn)生的屈服力是單個(gè)樓層產(chǎn)生的話，多樓層的屈服機(jī)制會(huì)分別計(jì)算，可能就會(huì)產(chǎn)生建筑質(zhì)量的事故，但是如果采用了抗側(cè)力體型，就會(huì)在地震發(fā)生的時(shí)候按照整個(gè)建筑的屈服機(jī)制來進(jìn)行整體計(jì)算。而且在建筑的整體上使用了中軸力小的水平桿件，就能夠使得整體的建筑在地震發(fā)生的時(shí)候產(chǎn)生了對(duì)應(yīng)的彎曲，最大限度減輕了地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的整體破壞性[5]。采用強(qiáng)節(jié)弱桿、強(qiáng)柱弱梁的原則，可以讓建筑在整體上承受地震來臨時(shí)對(duì)單個(gè)樓層的沖擊力度，減輕單個(gè)樓層的壓力。

3 結(jié)語

飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)代表我國(guó)在騰飛的道路上逐漸成為社會(huì)主義強(qiáng)國(guó)。但是隨著國(guó)際形勢(shì)的不容樂觀以及武器科技的發(fā)展，自然界災(zāi)害的頻發(fā)等多方面問題，只有對(duì)建筑物整體的安全性能、穩(wěn)定性能、地震的消能等多方面的整體規(guī)劃，才能夠真正有效地達(dá)成對(duì)這些災(zāi)害的防護(hù)工作。如何更好地保障人民群眾的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全，如何滿足人民群眾的需求，成為現(xiàn)代建筑領(lǐng)域的重點(diǎn)方向。重視人防結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也成為這些問題的解決方案。主動(dòng)吸取以往經(jīng)驗(yàn)，不斷創(chuàng)新提高建筑設(shè)計(jì)水平與國(guó)際建筑水平接軌，用實(shí)踐來實(shí)現(xiàn)當(dāng)代中國(guó)的建筑騰飛，提高建筑施工質(zhì)量和人民使用質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)才是中國(guó)基建行業(yè)的魅力。