韓世沖

摘 要：隨著國家經(jīng)濟(jì)科技的不斷進(jìn)步，城市化進(jìn)程的腳步也逐漸加快，為滿足人民日益增長的物質(zhì)需求和精神需求，近十幾年城市中興起了許多高層建筑。但是高層建筑的興起，不然伴隨著許多安全問題亟待解決，相關(guān)的安全防護(hù)工程和措施逐漸進(jìn)入大眾視野并得到廣泛關(guān)注。高層建筑的人防安全工程直接關(guān)系著人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此需要不斷討論高層人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和出現(xiàn)的問題。

關(guān)鍵詞：高層建筑；人防工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隨著國內(nèi)城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市內(nèi)部甚至周邊開發(fā)區(qū)都出現(xiàn)了許多高層施工項(xiàng)目。這些項(xiàng)目在設(shè)計(jì)初期就需要將人防工程考慮在建筑設(shè)計(jì)以內(nèi)，在高層建筑中人防工程占有極重要的位置。對(duì)于建筑本身而言，高層建筑中的人防工程不僅能夠滿足社區(qū)居民日常生活的需求，還能夠滿足在特殊時(shí)期對(duì)于人民生命安全和財(cái)產(chǎn)安全的保護(hù)作用，是極為重要的建筑設(shè)計(jì)的一環(huán)和重要的建筑組成部分。因此高層建筑中人防工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量直接關(guān)系著人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，并且直接影響著建筑的使用壽命和功能運(yùn)行。目前國內(nèi)的高層建筑的設(shè)計(jì)中，對(duì)于人防工程的設(shè)計(jì)和實(shí)施的重視度還有待提高，本文將淺談高層建筑的人防工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

1 工程實(shí)例

市內(nèi)某高層建筑應(yīng)用為住宅樓，主樓設(shè)計(jì)一共為24層，地下室設(shè)計(jì)為兩層，分別為物資儲(chǔ)藏室和人防地下室，日常將其作為地下停車場進(jìn)行功能分區(qū)。人防地下室在一般情況下回將其安置在地下二層，該高層建筑的人防等級(jí)為核六級(jí)。另外，采用主體框架結(jié)構(gòu)，有助于地下停車場分布在建筑主樓的四周。該地下停車場底標(biāo)高與高層建筑主樓的基礎(chǔ)底標(biāo)高相同。此外，整體工程還建設(shè)了兩層裙房，位于主樓外側(cè)，該建筑使用框架結(jié)構(gòu)。

2 人防工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理

簡單來說，人防工程的含義以及全稱實(shí)際為人民安全防空工程，對(duì)于目前國內(nèi)的國情而言，在建筑設(shè)計(jì)中，國內(nèi)將人防工程結(jié)構(gòu)與建筑本身相結(jié)合，已達(dá)到安全覆蓋率的要求。人防工程在世界范圍內(nèi)而言，美國與日本的完成度相對(duì)較高，國內(nèi)的建筑設(shè)計(jì)和施工技術(shù)還有一定的進(jìn)步空間。在進(jìn)行高層建筑的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要考慮到建筑的功能實(shí)用性和結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性，要重視人防工程在非常時(shí)期時(shí)承受建筑本身負(fù)重以及戰(zhàn)時(shí)隨時(shí)可能發(fā)生的爆炸沖擊，考慮到這些因素對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的壓力和沖擊力需要加強(qiáng)人防工程結(jié)構(gòu)的最終設(shè)計(jì)。但是就目前實(shí)際情況而言，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的過程中，人防工程的實(shí)際承重力量僅僅只能計(jì)算建筑本身的負(fù)重，難以真正實(shí)際對(duì)于爆炸沖擊進(jìn)行測(cè)量，因此建筑結(jié)構(gòu)難以進(jìn)行實(shí)際的實(shí)驗(yàn)以檢驗(yàn)人防工程的安全系數(shù)和堅(jiān)固程度。所以國內(nèi)的高層建筑在記性人防工程的設(shè)計(jì)時(shí)一般以等效靜載法進(jìn)行驗(yàn)算，考慮到戰(zhàn)時(shí)爆炸力造成的承受力雖然威力巨大但是一般作用時(shí)間較短，因此在國內(nèi)的建筑人防工程的驗(yàn)算過程中一般不將地基的承載力與裂縫情況納入驗(yàn)算范圍，一般也不需要對(duì)建筑在戰(zhàn)時(shí)可能承受的荷載力進(jìn)行硬性的要求和規(guī)劃，而是將日常生活中的建筑結(jié)構(gòu)與戰(zhàn)時(shí)所需的最大承受力相結(jié)合進(jìn)行試驗(yàn)和驗(yàn)算。

3 人防工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最終研究結(jié)果

3.1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)研究

對(duì)于人防基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)而言，只有良好的結(jié)構(gòu)承載力和結(jié)構(gòu)的可靠性才能成就一個(gè)良好的人防基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)者在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要對(duì)建筑的承載力和可靠性進(jìn)行判定，將這些因素同建筑的整體結(jié)構(gòu)和布局進(jìn)行綜合考慮，將這些因素考慮在內(nèi)進(jìn)行詳盡的分析和計(jì)算。同時(shí)在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)，需要充分考慮建筑本身的經(jīng)濟(jì)效益，將設(shè)計(jì)和施工中可能出現(xiàn)的問題和調(diào)整進(jìn)行預(yù)期的備案和規(guī)劃，只有多方面的研究和計(jì)算才能夠保障建筑整體機(jī)構(gòu)的合理性和安全性，成為最適宜的該高層建筑的人防工程。首先設(shè)計(jì)人員需要從安全性入手，在進(jìn)行高層建筑的人防工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，最重要的環(huán)節(jié)就是對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的承載力進(jìn)行驗(yàn)算和試驗(yàn)。設(shè)計(jì)該建筑的人防工程時(shí)需要將最不利的情況作為基礎(chǔ)承載力的控制參照，保證建筑的人防結(jié)構(gòu)能夠真正滿足非常時(shí)期人民生命財(cái)產(chǎn)的保障需要。在進(jìn)行人防工程的驗(yàn)算工作時(shí)，需要設(shè)計(jì)者和檢測(cè)者在兩個(gè)方面同時(shí)進(jìn)行，分別為建筑結(jié)構(gòu)在和平時(shí)期日常使用的承載力驗(yàn)算和戰(zhàn)爭時(shí)期的驗(yàn)算。和平時(shí)期的驗(yàn)算方法相對(duì)較多，一般以活載、恒載與相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)進(jìn)行共同運(yùn)算得出結(jié)果。而對(duì)于戰(zhàn)爭時(shí)期的驗(yàn)算相對(duì)復(fù)雜，需要設(shè)計(jì)者考慮到建筑在經(jīng)受核彈爆炸等靜荷載與恒載，這一時(shí)段人防建筑結(jié)構(gòu)能夠不考慮活載問題。在進(jìn)行核爆荷載的情況時(shí)可以不乘上分項(xiàng)系數(shù)進(jìn)行測(cè)算，因?yàn)閷?duì)于高層建筑而言，一般高層建筑主樓層數(shù)相對(duì)較多，本身建筑結(jié)構(gòu)自重就較高。綜上所述在進(jìn)行高層建筑的人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，一定要對(duì)于建筑的承載力進(jìn)行測(cè)算，計(jì)算出兩個(gè)不同時(shí)期的數(shù)值，在經(jīng)過綜合的測(cè)算和試驗(yàn)后選取兩個(gè)時(shí)期的最大值。這種設(shè)計(jì)理念從某種角度而言并不符合建筑的經(jīng)濟(jì)效益最大話的要求，但是就人防工程本身的意義而言，只有建筑本身能夠在非常時(shí)期保障人民的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全才能真正成為有意義的建筑功能分區(qū)設(shè)計(jì)，從這一角度看，減少非常時(shí)期的人員和經(jīng)濟(jì)損耗滿足了社會(huì)對(duì)于人身安全的要求，也從宏觀角度滿足了建筑的經(jīng)濟(jì)效益的需求。

在進(jìn)行裙房的設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員一般為了節(jié)省化工產(chǎn)品的施工成本，同時(shí)提高裙房建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，因此一般建筑整體結(jié)構(gòu)都保持在兩層，并且一般采用獨(dú)立式建筑基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工方式。這種兩層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)施工要求設(shè)計(jì)人員將建筑的防水功能和導(dǎo)流功能考慮進(jìn)去，因此會(huì)多一層防水板設(shè)計(jì)，通過這種設(shè)計(jì)提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，而且能夠兼顧節(jié)能環(huán)保與經(jīng)濟(jì)實(shí)惠兩方面。

3.2 頂板設(shè)計(jì)研究

對(duì)于高層建筑的人防工程而言，一般將這一建筑功能放置在地下，因此設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行人防結(jié)構(gòu)的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要注重其安全性和穩(wěn)定性，以此保障建筑的整體穩(wěn)定性。高層建筑由于上層建筑體積龐大，因此重量也相對(duì)較高，對(duì)于地基的承載力要求也極高，可以說對(duì)于高層建筑而言最重要的部分就是地基建設(shè)，一旦地基出現(xiàn)施工或設(shè)計(jì)問題就會(huì)直接影響高層建筑的整體穩(wěn)定性，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使房屋倒塌，危害人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。由此可見頂板設(shè)計(jì)對(duì)于高層建筑而言是非常重要的。在進(jìn)行上層建筑的設(shè)計(jì)時(shí)，需要使上下兩部分建筑結(jié)構(gòu)相匹配相適應(yīng)，需要設(shè)計(jì)人員選擇好構(gòu)建的結(jié)構(gòu)尺寸以及合理的承載以保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全。

3.3 構(gòu)造設(shè)計(jì)研究

作為人防工程，必須能夠具備一定的承載荷載能力，人民防空安全工程最重要的是能夠經(jīng)受戰(zhàn)爭時(shí)期大爆炸引發(fā)的動(dòng)荷載作用，所以該工程的建設(shè)需要的結(jié)構(gòu)材料以及防水抗?jié)B等材料的等級(jí)較普通建筑要求更高。這樣能夠有效地加強(qiáng)房屋結(jié)構(gòu)的荷載能力，減少建筑的壓塌、崩潰現(xiàn)象。在進(jìn)行地下人防工程的板墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要通過設(shè)置鋼筋提高受力能力，保障建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在室外的出入口或者在與建筑主體結(jié)構(gòu)連接的地方一般要進(jìn)行沉降縫的設(shè)計(jì)，提高建筑的適應(yīng)性和使用壽命。

結(jié)語

國內(nèi)的高層人防建筑主要的設(shè)計(jì)方式是將工程本身與地下室相結(jié)合，但是地下室本身在建筑設(shè)計(jì)中就是必不可少的一部分，設(shè)計(jì)的目的不僅是關(guān)注人防安全工程，更多的是關(guān)注建筑本身的貯存作用，在日常生活中為居民提供物件存儲(chǔ)的功能分區(qū)。地下室在高層建筑中的設(shè)計(jì)一般作為地下車庫來進(jìn)行使用，但是在非常時(shí)期，高層建筑中的地下室設(shè)計(jì)就能夠起到人防工程的作用，作為堅(jiān)固的防空工事保證人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

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