郭夏
山东省人民防空建筑设计院 山东济南 250014
摘要：从目前的建筑施工现状调查数据分析，我国的建筑设计越来越重视人防结构和抗震结构的设计质量，尤其是在遭受到两次重大地震和如今国际局势的影响之下，用户对二者施工的质量要求也相对提高。人防结构设计与抗震结构设计在某些方面存在共同点，同时也存在差异，设计人员可以取长补短，通过优势互补，提高建筑物的使用质量和使用年限，推动我国建筑行业又好又快发展起来。
关键词：建筑结构；人防设计；抗震设计
1、建筑工程结构人防设计和抗震设计原则
人防结构和抗震结构虽然在概念和设计方式上有所不同，前其也有一个显著的共同点，即根本宗旨都是为了有效抵御各种自然和人为因素带来的震动，提高建筑的抗震动能力是这两种结构设计共同面临的课题。从设计原则上，人防结构设计与抗震结构设计也有一定的相同之处，强柱弱梁、强剪弱弯等设计原则在这两种结构设计中均有体现。除此之外，人防结构设计与抗震结构设计理念也是相同的，二者皆重视整体建筑的协调性。如果建筑的协调性不够好，很容易产生一些问题，其中薄弱的环节会对建筑的稳定性构成威胁，进而威胁到人们的生命财产安全。在人防结构设计中，一定要对薄弱环节引起重视，以此提高建筑主体的抵抗应力，使建筑在地震等自然灾害或人为因素造成的震荡下，不致产生垮塌或者变形。为此，相关人员要对建筑结构构件的承受力进行科学合理的分析，确保建筑的稳定性和安全性。在抗震结构设计中，也要注意薄弱环节和结构，尽量在事前规避可能产生的问题和隐患，以此使建筑主体在受到强烈冲击或者突发的地震造成的震动的状态下，可以很好地保障建筑内人员的生命安全和财产安全。
2、人防工程结构设计
2.1主要特征
人防结构工程的特征主要表现为：①当防空地下室的防护等级确定好以后，根据相关规范要求工程承受的核爆炸冲击波是一定的，冲击波荷载会传递到地下室的各部件，这时需要确定好等效静荷载后再进行截面设计。②人防工程结构设计要综合考虑建筑的结构体系，合理的设置好地下室内部的梁、墙体等承重结构。③人防工程结构设计要计算好动力效应。人防结构工程所承受的荷载属于一种动力性荷载。在相同的静力荷载和动力荷载的作用下，后者产生的动应力变形要比前者大很多。④人防结构的塑性较强。一般情况下，民用建筑结构的可塑性较差，基本不会进入塑性阶段的工作。人防结构工程承受的荷载属于一种瞬时性的爆发荷载，当构件能够进行塑性工作的时候，产生的动力荷载会较快的消失，构件在此基础上也会产生一定的变形，当达到一定的数值之后，将不会产生变化。
2.2人防工程结构设计关键点
2.2.1防平面结构构件布置、标准、定位
在人防区域结构设计布置方面，需要将建筑平面信息和人防信息有效的结合在一起，根据部分线性功能进行非人防区域以及人防区域的划分，对人防区域重要墙体进行详细的划分。比如人防外墙、人防门框墙，设计好每一面墙体的门框以及外墙，对现有的载荷类型进行增加，将配筋数量直接计算出。
2.2.2人防工程结构中的配筋计算
配筋计算的合理与否对工程建筑的合格程度是至关重要的，人防工程也是如此。要做好对人防工程中的配筋计算：①要对人防工程的类型、等级做好了解，对其所需承载能力做出计算。②对人防工程结构中各个构件进行逐个计算，制定出详细的施工图纸，避免由施工单位失误而造成的错误。最后，要严格按照合理的施工方案来进行建造，对各个结构部分的尺寸大小按要求施工，保证配筋计算的合理性得以呈现。
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2.3人防工程结构中口部设计的关键点
人防工程结构中口部的设计关键点取决于具体的人防工程建筑面积。一般的人防工程在不包括工程内的垂直和连接通道的情况下，还需要最少设计出两个出入口，而且设计时要确保主要人员出入口是一个直接连通室外的出口，而且这两个出入口之间的距离应不少于15m。面积较大的工程，口部的设计数量及要求更多。在口部的设计中还要注意在人防工程整体结构中的薄弱环节处设置一些直接可以到达地面的出口，以免在坍塌发生时造成堵塞而引起的意外发生。对于人防工程口部用途的不同，其设计方案也不尽相同。如，用于隐匿人员时，口部的设计需要同时建造出滤毒室、防毒通道、洗消间、密闭通道等，这些区域的设计就需要消毒、排污等系统的支持，建造通风管道、给排水管道等用来及时处理相应情况，以保证人防工程口部内的环境不受有害气体和放射性物质的污染。
3、建筑抗震设计
3.1场地和地基的选择
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。优先选择有利的抗震场地、避开抗震不利场地，对于建筑抗震设计格外重要。因此，建筑选址前的场地初步地质勘查及场地地震灾害评价更加重要。
3.2抗侧力体形的优化
对一般性构造的高楼，刚比柔好，采用刚性结构方案的高楼，不仅主体结构破坏轻，而且由于地震时的结构变形小，隔墙，围护墙等非结构部件将得到保护，破坏也会减轻。提高结构的超静定次数，在地震时能够出现的塑性铰就多，能耗散的地震能量也就越多，结构就愈能经受住较强地震而不倒塌。改善结构屈服机制，使结构破坏十按照整体屈服机制进行，而不是楼层屈服机制。设计结构时遵循强节弱杆、强柱弱梁、强剪弱弯，强压弱拉的原则。在进行结构设计时，应该选定构件中轴力小的水平杆件，作为主要耗能杆件，并尽可能使其发生弯曲耗能。从而使整个构件具备较大的延性和耗能能力。
3.3隔震和消能减震设计
有些高层建筑对于抗震的要求较为严格，除了要实现一般的抗震效果外，还有保证隔振、消能等方面的需求。因此，为了达到这些效果，首先，从场地与地基的角度来看，应该选择具有较高密实度的地基，因为高密实度的地基，可以减轻地震发生时所产生的能量给建筑造成的破坏，降低共振发生几率。对于不同建筑，其所要求的隔振系数有所不同，因此，在进行建筑结构设计时，一定要具体问题具体分析，选择相应的隔震支座，并且，也要考虑因风力所给建筑带来的负荷。对于隔振、消能方面的建筑构件的选择上，尽量采用延性好的材料，使建筑受地震能力带来的破坏降低。
结语 ：建筑结构设计之中人防设计和抗震设计是其中十分重要的组成部分，对于人们的生命安全有十分重的影响，为了人类的住房安全，要提高建筑质量就要从各个方面来入手，包括对建筑物的人防设计以及抗震设计。
参考文献：
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[2]杨庆兵,杨全庆.关于现代建筑结构抗震设计的方法分析[J].科技致富向导,2014,02:67.
[3]曾团铭.探析人防工程结构设计的关键点[J].低碳世界，2016，35：177.
论文作者:郭夏
论文发表刊物:《防护工程》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/6
标签：人防论文; 结构论文; 建筑论文; 工程论文; 结构设计论文; 荷载论文; 场地论文; 《防护工程》2018年第18期论文;