高層建筑的人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法
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摘要：現(xiàn)今階段，國際經(jīng)濟(jì)、科技技術(shù)發(fā)展日新月異，城市化進(jìn)程不斷加快，廣大人民群眾對(duì)物質(zhì)和精神需求越來越高，因此，越來越多的高層建筑矗立于現(xiàn)代都市之中。然而隨著高層建筑拔地而起，同時(shí)也不斷涌現(xiàn)出許多安全問題，相應(yīng)的安全防護(hù)工程和措施已經(jīng)成為廣大人民群眾關(guān)注的焦點(diǎn)。高層建筑的人防安全工程與廣大業(yè)主的生命財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)，因此，本文深入探究了高層人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題，并提出了切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方法，以供相關(guān)業(yè)界人士參考。
關(guān)鍵詞：人防工程；高層建筑；方法；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
前言
高層建筑人防工程結(jié)構(gòu)對(duì)技術(shù)要求很高，同時(shí)受諸多方面因素影響。在具體設(shè)計(jì)工作中，需要堅(jiān)守多方面的內(nèi)容，積極探討摸索，切實(shí)把控好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。同時(shí)，響應(yīng)國家號(hào)召，切實(shí)落實(shí)好國家相應(yīng)理念，這樣，才能有效提升高層建筑人防工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。
1人防工程概述
1.1人防工程概念及主要類型
人防工程是人民防空工程的簡(jiǎn)稱，工程建設(shè)的主要目的是戰(zhàn)爭(zhēng)年代，為了廣大人民群眾提供的避難、防護(hù)場(chǎng)所，人們可以在此儲(chǔ)藏生活所必需的物資，還可以進(jìn)行醫(yī)療救護(hù)、躲藏等。最近幾年，人防工程主要以地道式、坑道式、單建式以及復(fù)建式存在。其中，現(xiàn)代高程建筑建設(shè)過程中，普遍采用附建式。附建式的人防工程，施工建設(shè)過程相對(duì)簡(jiǎn)單，具體施工操作簡(jiǎn)單，對(duì)建筑面積要求不高，具體投資相對(duì)較少。在戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期，可以為人們提供良好的避免場(chǎng)所，防空能力較強(qiáng)?，F(xiàn)階段，附建式人防工程是防控工程建設(shè)中不可或缺的重要主題，深受業(yè)界人士青睞，被廣泛應(yīng)用防空工程。值得注意的是，這種建設(shè)形式的經(jīng)濟(jì)效益。通常情況下，絕大多數(shù)附屬式結(jié)構(gòu)是建在建筑物主體之下的，與其他結(jié)構(gòu)相比，它們相當(dāng)于一個(gè)整體式建筑結(jié)構(gòu)，可以有效降低工程造價(jià)成本?，F(xiàn)階段，許多高層建筑，在施工初期都會(huì)有地下室。人防工程竣工后，可以臨時(shí)存放各種物品，作為儲(chǔ)藏室使用。此外，它還可以臨時(shí)用作車庫。在戰(zhàn)時(shí)，它可以成為避難所。不僅具有很強(qiáng)的使用價(jià)值，而且擁有較為明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
1.2人防工程設(shè)計(jì)原理
在設(shè)計(jì)人防工程結(jié)構(gòu)時(shí)，必須高度重視它的防護(hù)能力，切實(shí)保障其核彈爆炸后的沖擊力。因此，設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)簡(jiǎn)化計(jì)算動(dòng)荷載的內(nèi)力計(jì)算，從而統(tǒng)一人防工程結(jié)構(gòu)和動(dòng)荷作用狀態(tài)的受力情況。等效靜載法是其主要方法。
2工程案例
下面筆者詳細(xì)分析了某高層住宅樓，此建筑的主樓兩棟都是26層高，地上有兩層擴(kuò)大的裙樓，建筑物下邊設(shè)計(jì)了兩層地下室，日常生活中，將其作為地下停車庫或作為設(shè)備存儲(chǔ)室；作戰(zhàn)時(shí)，可以用來儲(chǔ)存物資和掩護(hù)廣大群眾，以確保大家的人身安全。對(duì)于此項(xiàng)目來說，其防護(hù)等級(jí)已經(jīng)達(dá)到了核6級(jí)。在主樓的周圍仍在繼續(xù)擴(kuò)建地下停車場(chǎng)，將地下室和主樓連接成為一個(gè)整體。為了切實(shí)保證主體結(jié)構(gòu)的安全性，根據(jù)其實(shí)用功能，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)裙樓和擴(kuò)建的地下室時(shí)，需要用到框架結(jié)構(gòu)，獨(dú)立柱基礎(chǔ)形式。建筑物屋頂設(shè)計(jì)覆土0.5m，滿足管道敷設(shè)及主要設(shè)備室外綠化的需要。
3人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最終研究成果
3.1人防位置與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)系
在這種情況下，人防工程位于地下二層，其原因是可以節(jié)約大量的生產(chǎn)成本。與負(fù)二層方案相比，人防區(qū)設(shè)置在負(fù)一層，人防外墻高度需增高一層。此外，人防荷載較大，加上屋頂覆土作用，地下室屋頂荷載過大，需要增加屋頂梁截面積以達(dá)到相應(yīng)要求。為了符合具體使用要求，負(fù)一層要高得多，成本要高得多，因此開發(fā)商為此付出太多代價(jià)。此外，作為人員庇護(hù)所時(shí)，應(yīng)避開地下室汽車出入口坡道作為人防的主要出入口，人防坡道應(yīng)設(shè)計(jì)為人防的主要出入口。坡道板人防負(fù)荷很重，會(huì)造成大量的浪費(fèi)。因此，地下室人防工程的選址也十分重要。在保證建筑整體安全的前提下，科學(xué)合理地控制造價(jià)成本，并且高度重視和關(guān)注設(shè)計(jì)階段。
3.2全面細(xì)致地分析人防區(qū)柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)布置
在具體設(shè)計(jì)過程中，結(jié)合人防工程特點(diǎn)，不斷優(yōu)化和調(diào)整結(jié)構(gòu)方案，通過方案調(diào)整，來減少施工工序，減少不必要的施工流程，降低施工成本，不斷提高施工效率。在本工程平面布置設(shè)計(jì)中，必須根據(jù)實(shí)際使用情況進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以有效節(jié)約施工資源，避免增加工作量。在選擇本工程所用柱網(wǎng)時(shí)，需要進(jìn)行全面考量，根據(jù)本工程總體結(jié)構(gòu)情況，分析各部分所采用的技術(shù)，掌握該部位設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)在整個(gè)結(jié)構(gòu)中的作用，合理組合這些結(jié)構(gòu)，并結(jié)合工程實(shí)際，優(yōu)化設(shè)計(jì)，將其價(jià)值發(fā)揮到最大。在這種情況下，地下室通常用作車庫，柱網(wǎng)約8m，柱截面為600×600mm。應(yīng)盡可能地根據(jù)人防封鎖門框墻邊柱設(shè)計(jì)，合理布置柱的位置，盡可能地減少不必要的框架柱，從而滿足正常停車量需求。
3.3構(gòu)造設(shè)計(jì)研究
作為人民防空工程，需要具備較強(qiáng)承載荷載能力，此項(xiàng)工程最大價(jià)值在于能夠承受戰(zhàn)爭(zhēng)中大爆炸引起的動(dòng)載荷。因此，本工程施工對(duì)結(jié)構(gòu)材料和防水抗?jié)B材料的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通建筑。這能夠會(huì)死高層建筑有效提高結(jié)構(gòu)承載力，使得建筑物的崩潰與倒塌現(xiàn)象有效避免。對(duì)地下人防工程設(shè)計(jì)板墻結(jié)構(gòu)時(shí)，需要進(jìn)行鋼筋設(shè)置使得建筑結(jié)構(gòu)承受能力提高。以確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。為了提高建筑物的適應(yīng)性和使用壽命，沉降縫的設(shè)計(jì)應(yīng)在室外出入口或與建筑物主體結(jié)構(gòu)相連的地方進(jìn)行。
4高層建筑人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法
在高層建筑人防工程中，應(yīng)科學(xué)、準(zhǔn)確地標(biāo)識(shí)和定位平面結(jié)構(gòu)。目前，我國高層建筑工程中還沒有建立健全完善的人防工程規(guī)范制度。進(jìn)行設(shè)計(jì)的實(shí)際過程，有關(guān)人員應(yīng)該憑借以往的經(jīng)驗(yàn)與專業(yè)知識(shí)，對(duì)人們工程合理科學(xué)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)人防工程應(yīng)考慮實(shí)用耐久性與經(jīng)濟(jì)合理性。設(shè)計(jì)人防工程結(jié)構(gòu)需要對(duì)戰(zhàn)時(shí)核爆炸形成的荷載給予充分的考慮，使得工程結(jié)構(gòu)的安全、穩(wěn)定被確保。核爆炸會(huì)產(chǎn)生較短時(shí)間的荷載力作用，而對(duì)人防形成較大靜荷載力。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)與一般情況進(jìn)行比較。平時(shí)檢查防空工程時(shí)，應(yīng)乘以恒活載和在高層建筑中存在恒荷活荷的層數(shù)很多，一般被束縛于平常的受力狀態(tài)。主樓的基礎(chǔ)能夠按照無人防空計(jì)算。人防地下室和普通地下室擁有大致相同的結(jié)構(gòu)，在主地下室和周邊土壤結(jié)構(gòu)未相連，需要著重對(duì)主樓結(jié)構(gòu)的可靠側(cè)線進(jìn)行考慮。如果筏形基礎(chǔ)經(jīng)常被應(yīng)用到主廠房地下室周圍建設(shè)中，則可以根據(jù)室外地坪與主建筑物基礎(chǔ)之間的距離，對(duì)主樓基礎(chǔ)及時(shí)調(diào)整承載能力。此外，人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的雙面鋼筋和混凝土，可以確保作戰(zhàn)時(shí)，相應(yīng)構(gòu)件正常、穩(wěn)定運(yùn)行。人防工程平面結(jié)構(gòu)通過信息化數(shù)據(jù)多樣化地表達(dá)結(jié)構(gòu)。按照區(qū)域性將相關(guān)人防結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分，同時(shí)對(duì)各個(gè)墻體明確標(biāo)注，對(duì)有關(guān)荷載與門洞尺寸逐一劃分，使人防平面界定的基本規(guī)劃的明確性得到確保。參考工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前期方案，對(duì)人防工程設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的內(nèi)力分析。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)明確計(jì)算和分析荷載、應(yīng)力和截面問題。高層建筑人民防空建設(shè)工程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，按標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)各種受力進(jìn)行細(xì)致全面的分析。若是存在復(fù)雜的狀況，相應(yīng)的承載力將以單獨(dú)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)，由此我們可以知道，此時(shí)出現(xiàn)了等效靜載力。等效結(jié)構(gòu)可參照靜態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。然而，人防工程屋頂應(yīng)避免外力碰撞。方案設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮外墻的承載力。
5結(jié)束語
總而言之，對(duì)于人民和社會(huì)而言，高層建筑下的人防工程具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)，在建筑設(shè)計(jì)中，已經(jīng)充分融入了人防設(shè)計(jì)理念。本文詳細(xì)分析了高層建筑下人防工程的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，結(jié)合工程案例深入探究了人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最終研究成果。高層建筑下人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不言而喻，其過程是非常復(fù)雜的，所以，相關(guān)工作人員設(shè)計(jì)時(shí)，要注重相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)、新知識(shí)，從而不斷提高自身設(shè)計(jì)水平，進(jìn)而更好地為廣大業(yè)主服務(wù)。
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作者：汪蕾 單位：武漢輕工建筑設(shè)計(jì)有限公司宜昌分公司