建筑结构中的人防设计与抗震设计

摘    要：为了人类的住房安全，要提高建筑质量，就要从各方面来提高，包括对建筑物的人防结构设计以及抗震结构设计。虽说二者都有各自的要求以及作用，但是二者有着共通的特点，而且可以相互融合贯通，对建筑的质量有很多的提高，使得建筑物更适合人类居住，以及带来更好的效益。本文从实际出发分析了建筑结构设计之中人防设计以及相关抗震设计的措施。

关键词：建筑结构;人防设计 抗震设计

1  前言

建筑抗震设计一般包括三个层次的内容与要求：（1）概念设计是根据人们在学习和实践中所建立的正确概念，运用人的思维和判断力，正确和全面地把握结构的整体性能，即根据对结构品性（承载能力、变形能力、耗能能力等）的正确把握，合理地确定结构的总体布置与细部构造。（2）抗震计算是对地震作用进行定量分析，确定工程结构及构件的地震效应，再将地震效应与其他荷载组合验算结构及构件的强度与变形。（3）抗震构造措施是指采用满足计算以外的措施，以保证结构整体性、加强局部薄弱环节等，保证抗震计算结果的有效性。

2  人防工程建筑设计

2.1  主体设计

建筑工程中的地下室一般分为战时地下室和平时地下室两种，地下室在进行设计时要按照平战结合的原则进行设计。首先根据功能、抗力级别、有无防化要求及需建的人防面积确定结构体系，并划分防护区与非防护区、染毒区与清洁区，然后划分防护单元，并在防护单元中再进行抗爆单元划分。每个防护单元的防护设备和内部设施应自成系统，相邻的防护单元之间的隔墙应为钢筋混凝土防护密闭墙，厚度应通过结构计算确定。为了保证相邻防护单元之间的连通，相邻防护单元应至少设置一个连通口，在连通口的防护单元隔墙两侧应各设置一道防护密闭门，此门框墙厚度不宜小于500mm。防护单元内相邻的抗爆单元之间应设置抗爆隔墙，两相邻抗爆单元之间应至少设置一个连通口，在连通口处抗爆隔墙的一侧应设置抗爆挡墙。不影响平时使用的抗爆隔墙，宜采用厚度不小于120mm的现浇钢筋混凝土隔墙或厚度不小于250mm的现浇混凝土墙，不利于平时使用的抗爆隔墙和抗爆挡墙均可在临战时构筑。

2.2  口部设计

当防护单元建筑面积大于1000m2时，应设置不少于两个出入口（不含防护单元之间的连通口和垂直式出入口），其中至少有一个为直通室外地面的战时主要出入口，各口之间的距离不宜小于15m，并设置成不同朝向。当防护单元建筑面积不大于1000m2，可设置一个直通室外地面的战时主要出入口及一个通向相邻防护单元的连通口。对于指挥工程应设不少于2个直通地面的出入口，其出入口通道净宽不应小于2.0m，净高不应小于2.6m。直通室外地面的战时主要出入口宜设置在地面建筑倒塌范围以外，当受条件限制不能满足时，口部应有防倒塌堵塞的措施。

2.3  場地、地基

历次震害经验分析，场地、地基情况对建筑物的抗震影响重大。稳定良好的场地地基能够有效地减轻地震灾害，复杂多变的场地地形会加重地震灾害。因此，建筑场地地质情况的研究分析，对于建筑抗震分析显得尤为重要。地震灾害分析表明，地形平坦、坚硬均匀的建筑场地对于建筑抗震极为有利;相反，山地地形、软弱土、易液化场地土、地质断层带等场地地基对建筑抗震极其不利。

3  建筑结构设计之中的抗震设计

3.1  建筑结构体系

历次震害分析表明，规则合理的建筑结构体系是抗震设计最有效的措施。规则合理的结构体系能够有效合理的传递地震作用，传力路径合理且不间断、计算软件模型的抗震分析与实际地震时的情况较为接近。相反，不规则的建筑结构体系在建模抗震分析时与实际地震情况相差甚远，应进行专门研究方可。因此，规则合理的建筑结构体系显得尤为重要。随着技术的不断发展，对于复杂不规则的建筑，采用空间计算模型计算地震力，更接近实际地震情况。震害研究分析表明，设置多道抗震防线的建筑，地震中的破坏程度明显低于一般建筑。震害严重的建筑多数因为某一或者某几个受力构件地震破坏而引发整栋建筑对重力荷载的承载力不足而全部倒塌。所以，应避免采用部分构件破坏而导致整个建筑结构丧失抗震能力或丧失重力荷载承载能力的结构体系。合理安全的结构体系是抗震设计最关键部分，合理的建筑结构体系具有良好的变形能力和消耗吸收地震能量的能力。

3.2  选择有利于抗震的建筑平面和立面布置

建筑设计及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，尽量使结构刚度中心与质量中心相一致，并应具有良好的整体性，以利于减轻结构的地震扭转效应及应力集中现象。建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构侧向刚度宜变化均匀，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐递减，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变产生薄弱层，造成应力集中。按《建筑抗震设计规范》的要求进行水平地震作用计算和内力调整，并对薄弱部位采取有效的抗震措施。对体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构，可按实际需要在适当部位设置防震缝，形成多个较规则的抗侧力结构单元。防震缝应根据抗震设防烈度、结构材料种类、结构类型、结构单元的高度和高差情况，留有足够的宽度，其两侧的上部结构应完全分开。

3.3  建筑结构材料的选取

建筑结构材料的好坏决定着建筑在地震发生时的安全性。事实上，高层建筑抗震结构设计的实质就是将各个建筑构件的延性整合起来，并对其进行相应的协调与把握，其目的就使建筑在面对地震时能够安全稳定。对于在垂直方向受力的钢筋，要采用热轧钢筋，以HRB400级和HRB335级为标准，对于箍筋，则是以HRB335、HRB400和HPB235级热轧钢筋为佳。在选取建筑结构材料过程中，一定要时时考虑材料抗震方面的性能，因此，在对建筑结构材料选取的过程中，一定要找到建筑成本与抗震新性能之间的点，兼顾二者，以期实现以最少的材料获取最佳的抗震效果。

3.4  根据人口分布布局城市人防工程

随着我国经济的高速发展，城市面积不断扩大，城市人口急剧膨胀，人口超过千万的大中型城市在越来越多，而且城市人口的分布并不均匀，城市具有不同的功能分区，有商业区、工业区和居民区之分。居民区人口最多，工业区相对要少一些，但是也不绝对，由于城市人口流动较大，都过着早出晚归的生活，所以居民区在夜晚时人口最为集中，白天的时候工业区和商业区人口会明显增多。所以不同的时间段城市人口分布存在较大区别。这种人口流动的特点给城市人防工程的建设带来了很大挑战。由于面积大，再加上人口分布不均匀，流动性很大，要求城市人防工程在规划和设计时要充分考虑各种复杂情况，合理布局人防工程。规划的目标应该是使不同区域的人们能够在最短的时间内抵达防空洞。

3.5  抗震设计的其他方面

在地震多发地区，要确定高层建筑的结构类型时，除了前面的结构材料用量、建筑内部空间大小、建筑楼房的适用高度等限制条件外，还要考虑关于抗震设计准则。

4  结语

根据多年的工程施工经验及相关理论知识，笔者认为，抗震结构与人防结构的设计在某些部分存在着许多共同点，与此同时差异性也同样存在，因而，相关设计人员需取长补短，以此提高我国建筑物使用质量，推动建筑行业的快速、健康发展。

参考文献：

[1] 王勉，杜文.谈房屋建筑结构中的抗震设计要求[J].山西建筑，2012（25）：45～46.

[2] 杨秋根.建筑结构中抗震设计存在的问题及对策探讨[J].商品与质量，2012（S6）：171.

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