宁波民防建筑设计有限公司 浙江省宁波市 315000
摘要：随着社会的发展，我国的高层建筑的发展也越来越迅速。伴随着建筑行业的快速发展，建筑设计也在不断的优化和创新，现如今人防工程已经成为了高层建筑不可或缺的结构，对于提高建筑空间利用率，维护建筑用户生命及财产的安全起到了十分积极的作用。为了进一步提高高层建筑人防工程结构设计质量，必须要充分认识到其设计原则和设计要点，从多套施工方案中选取最为科学、可行的一套，以此来保证建筑施工的稳定高效开展，将各类风险隐患扼杀在萌芽之中，促使高层建筑工程能够为广大用户提供多样、优质、安全的服务。
关键词：高层建筑；人防工程；结构设计研究
引言
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高层建筑人防工程结构设计特点
考虑到人防工程的主要功能就是对爆炸冲击进行抵御，不但要具有较强的承载力，而且要坚固耐用，因此在实施高层建筑人防工程结构设计工作时，建筑设计人员应该充分认识到人防工程的使用要求，竭尽所能的予以满足，尤其是在人防工程承载力设计上下足功夫，以提高建筑的安全性，当突发事件发生时，建筑用户就能够及时的躲避到安全区域内，其人身安全将得到良好保障。因为钢筋混凝土是人防工程比较常用的结构，极有可能在建筑长时间运行后出现变形问题，所以应该运用静受力的标准进行分析和计算，这样才能保证所得结果的准确性，人防工程结构设计工作也能取得较为理想的成效。
2高层建筑人防工程结构设计原理
作为一种具有特殊防护要求的地下建筑，人防工程的类型主要有如下几种：按战时用途划分，可分为指挥通讯、人员掩蔽、医院、救护站、仓库、车库等；按日常用途可分为商场、游乐场、旅馆、影剧院（会堂）等；按抗力等级可直接称为某级人防工程；按构筑形式可分为地道工程、坑道工程、堆积式工程和掘开式工程。近年来，我国人防工程主要形成坑道式、地道式、附建式及单建式四种类型。其中，尤以高层建筑中附建式的应用最为普遍，其人防工程结构设计融入到建筑整体设计中，有效实现了战时或地震时安全覆盖和满足人们日常生活所需。高层建筑的附建式的人防工程优势比较明显，其多是建在建筑主体内部的地下，与高层建筑融为一体，建设环节不是非常复杂，而且建设也较为方便，对建筑面积没有过高的要求，建设成本也不高，其内部设置人防门、封堵门、照明、通风、给排水、通讯网络等战时掩体所需硬件，临时可用作储藏室使用，战时可用于避难和防空袭，使用价值显著，经济效益明显。高层建筑人防工程结构设计时，一定要充分考量其防护能力，简化动荷载的内力计算，增强其核弹爆炸后的冲击荷载，保证在爆炸冲击波或压缩波中，仍然能够保证自身稳定性和安全性。在实际设计过程中，可采用等效静荷载法进行计算，验算范围不包括地基承受力以及裂缝现象，只对突发情况建筑所能承受的冲击力进行综合验算以及测验。
3高层建筑的人防工程结构设计
3.1人防工程等效静载和设计
在高层建筑人防工程结构设计中还有一项重要工作就是对结构构件进行受力分析，倘若对人防工程的承载力不能进行准确计算，那么在建筑遭受冲击时人防工程就会坍塌，无法起到保护内部人员安全的作用。在建筑设计规范中关于人防工程结构受力分析有着明确的要求，设计人员必须要以此为参考，将建筑结构层层分解，每个部分结构的受力都要进行分析，切忌忽视任何一个细节之处，以提高受力分析的准确性。除此之外，要将顶层的梁支撑以及外墙柱形成一个完整的建筑体系，根据等效应力的分载方法进行规范合理的设计。如果在复杂情况下相应的承载力呈现出单独结构，那就说明出现了等效的静载力，可以参照静力结构开展结构设计，以使自身状况符合应力表现。但是要注意的是此举容易导致人防工程顶板发生内力冲撞，因此，相关设计人员在人防工程建设方案设计过程中要结合外墙的承载力进行充分考虑。
3.2基础设计
高层建筑的人防工程基础设计，与普通建筑基础设计一样，也要对其实用性、经济性和耐久性等因素进行考虑。高层建筑人防工程的基础础设计，要重点考虑承载力和工程成本，考虑承载力是要确保结构稳定性和建筑物的使用可靠性，考虑工程成本是确保人防工程建设效益实现最优化。设计人员要验算基础承载力验算，依据相关规范，选择最不利的情况作为控制参照，做好战争时期组合验算与和平时期荷载组合验算，和平时期的验算方法为活载、恒载乘以其具体相应的分项系数，战争时期的验算要考虑到核弹爆炸等效静荷载和恒载。通过比较分析，取其中的最大值，进而得出保证人防工程结构稳定性的设计方案。在分析爆炸荷载时，因活荷载作用时间短，此时无需进行分项系数的分析，但工程要长期受到和平时期受力状态影响，加之高层建筑主楼层数多，其结构自重大，恒载和活荷载层数也会相应增加。因此，主楼结构基础设计应当按照人防工程设计标准进行设计。高层建筑的裙房一般层数少，在2层左右，采用独立式建筑基础施工方式，因而恒载和活荷载也小，基础设计可设置为独立基础，其中要增设防水板，以提高建筑结构的稳固性和防水能力。
3.3人防位置与结构设计的关系
在这种情况下，人防工程位于地下二层，其原因是可以节约大量的生产成本。与负二层方案相比，人防区设置在负一层，人防外墙高度需增高一层。此外，人防荷载较大，加上屋顶覆土作用，地下室屋顶荷载过大，需要增加屋顶梁截面积以达到相应要求。为了符合具体使用要求，负一层要高得多，成本要高得多，因此开发商为此付出太多代价。此外，作为人员庇护所时，应避开地下室汽车出入口坡道作为人防的主要出入口，人防坡道应设计为人防的主要出入口。坡道板人防负荷很重，会造成大量的浪费。因此，地下室人防工程的选址也十分重要。在保证建筑整体安全的前提下，科学合理地控制造价成本，并且高度重视和关注设计阶段。
结语
总而言之，对于人民和社会而言，高层建筑下的人防工程具有非常重要的现实意义，同时，在建筑设计中，已经充分融入了人防设计理念。本文详细分析了高层建筑下人防工程的设计要点和人防工程结构设计要求，结合工程案例深入探究了人防工程结构设计最终研究成果。高层建筑下人防工程结构设计不言而喻，其过程是非常复杂的，所以，相关工作人员设计时，要注重相关经验的总结，不断学习新技术、新知识，从而不断提高自身设计水平，进而更好地为广大业主服务。
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