高層建筑人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

聶耀峰

在對高層建筑人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計時，設(shè)計人員需要對人防工程建設(shè)要求深入了解，在此基礎(chǔ)上對現(xiàn)有設(shè)計方案內(nèi)容持續(xù)調(diào)整，確保設(shè)計方案在應(yīng)用時能夠滿足各方面要求，設(shè)計人員還要積極學(xué)習(xí)一些新型知識和技術(shù)，要對人防工程構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)和要求深入研究，還要對設(shè)計期間各項(xiàng)缺陷問題及時發(fā)現(xiàn)和彌補(bǔ)，確保設(shè)計方案應(yīng)用可行性能夠得到進(jìn)一步提升。設(shè)計人員要從整體層面上，對人防結(jié)構(gòu)平面合理設(shè)置，還要滿足各個空間功能發(fā)展要求。本文就高層建筑人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行相關(guān)分析和探討。

一、高層建筑人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計要求

在對高層建筑人防工程結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計時，設(shè)計人員需要對各方面要求深入了解，在此基礎(chǔ)上制定最優(yōu)設(shè)計方案。目前在建設(shè)人防工程時，主要存在地道式和坑道式等結(jié)構(gòu)類型，不同人防工程結(jié)構(gòu)存在不同功能特點(diǎn)。設(shè)計人員要根據(jù)建筑物建設(shè)區(qū)域地形特征，選擇合適的人防結(jié)構(gòu)形式。在構(gòu)建地道式結(jié)構(gòu)時，通常采用暗挖施工形式，且建筑物施工區(qū)域地勢比較平坦，設(shè)計人員需要嚴(yán)格按照地道式結(jié)構(gòu)設(shè)計要求開展相關(guān)工作。在設(shè)置坑道式人防工程結(jié)構(gòu)時，設(shè)計人員需要對區(qū)域地形特點(diǎn)深入調(diào)查，并根據(jù)地形特征制定人防結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。在設(shè)置附建式人防工程時，主要是為了抵擋外來攻擊，這種人防結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍更加廣泛，通常上部設(shè)置為堅固建筑物。但在設(shè)計之前，設(shè)計人員需要對國家規(guī)定深入了解，還要為后期建筑改造和擴(kuò)建預(yù)留充足空間。單建式人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容比較復(fù)雜，需要的場地比較大。

二、高層建筑人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

1.消防結(jié)構(gòu)存在缺陷

為了避免火災(zāi)問題發(fā)生時，對居住人員人身安全造成嚴(yán)重威脅，每一棟高層建筑都需要安裝消防設(shè)施，設(shè)計人員在對消防結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計時，首先要合理選擇消防通道位置，還要保證通道暢通。設(shè)計人員要嚴(yán)格按照消防設(shè)計要求開展這項(xiàng)工作，因?yàn)楦邔咏ㄖ飪?nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在開展項(xiàng)目設(shè)計工作時，會受到各方面因素影響，導(dǎo)致設(shè)計內(nèi)容存在一定缺陷問題。首先在對高層建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)規(guī)劃時，如果設(shè)計的結(jié)構(gòu)內(nèi)容比較繁雜，就會增加人防工程消防結(jié)構(gòu)設(shè)計難度。與普通建筑物相比較，高層建筑物自身就存在較大風(fēng)險，不同建筑物選用的材料存在一定差異，設(shè)計形式也有所不同。在對高層建筑人防結(jié)構(gòu)消防功能設(shè)計時，主要包含了逃生樓梯和電梯設(shè)備以及消防設(shè)施等內(nèi)容，如果建筑物內(nèi)部人員居住和活動場所比較緊湊，為了減少空間浪費(fèi)等問題發(fā)生幾率，設(shè)計人員一般會在了解建筑內(nèi)部信息之后，制定相應(yīng)消防設(shè)計方案，避免對居住人員正常生活產(chǎn)生不良影響。但因?yàn)楦邔咏ㄖY(jié)構(gòu)在應(yīng)用期間會受到空氣流動和風(fēng)力影響，一旦高層建筑內(nèi)部出現(xiàn)火災(zāi)問題，短時間內(nèi)就會迅速蔓延，會引發(fā)嚴(yán)重后果。因此設(shè)計人員需要嚴(yán)格按照相關(guān)設(shè)計要求，對現(xiàn)有消防設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行完善和優(yōu)化，還要提高消防結(jié)構(gòu)安全性能。但我國大部分地區(qū)高層建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用了垂直設(shè)計形態(tài)，一旦出現(xiàn)火災(zāi)問題，就無法為消防工作開展提供有效支持，在對居住人員疏散時也存在一定難度。

2.抗風(fēng)結(jié)構(gòu)存在問題

因?yàn)楦邔咏ㄖ镌趹?yīng)用期間，會受到風(fēng)力因素影響，導(dǎo)致安全事故問題發(fā)生頻率比較高。建筑樓層數(shù)越高，風(fēng)力影響強(qiáng)度越大。在開展高層建筑物人防結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要充分考慮風(fēng)力的影響。設(shè)計人員在制定人防結(jié)構(gòu)設(shè)計方案時，需要從風(fēng)力影響角度出發(fā)，對抗風(fēng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面優(yōu)化。因?yàn)楦邔咏ㄖ镌趹?yīng)用期間，自身就存在一定安全風(fēng)險問題，會對人防結(jié)構(gòu)設(shè)計工作產(chǎn)生一定影響。在開展抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計時，設(shè)計人員需要借助智能軟件，對風(fēng)力影響進(jìn)行全面監(jiān)測，并根據(jù)各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，對現(xiàn)有數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，這樣才能進(jìn)一步提升設(shè)計水平。設(shè)計人員需要深入到現(xiàn)場，深入了解區(qū)域內(nèi)風(fēng)力變化情況，因?yàn)楦邔咏ㄖ煌Y(jié)構(gòu)一定差異，如果風(fēng)力過大，人防工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)會與建筑結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生振動和摩擦等現(xiàn)象，進(jìn)而引發(fā)安全性問題。在開展抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計工作時，設(shè)計人員需要降低風(fēng)力影響，避免因?yàn)閴w裂縫引發(fā)嚴(yán)重安全事故。但有些設(shè)計人員沒有對風(fēng)力影響進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，沒有根據(jù)安全性要求對抗風(fēng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善和優(yōu)化，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在使用期間存在嚴(yán)重缺陷問題。還有一些設(shè)計人員沒有深入了解建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制定的設(shè)計方案內(nèi)容不夠合理，因?yàn)椴煌ㄖY(jié)構(gòu)下，選擇的重力點(diǎn)存在一定差異，如果設(shè)計人員在選擇重力點(diǎn)時出現(xiàn)判斷錯誤等問題，就會導(dǎo)致重力方向與地面作用產(chǎn)生偏差，進(jìn)而影響了抗風(fēng)結(jié)構(gòu)應(yīng)用安全性和穩(wěn)定性。

3.抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計水平比較低

現(xiàn)階段我國建筑工程建設(shè)范圍正在不斷擴(kuò)大，對設(shè)計工作開展也提出了更高要求。因?yàn)楦鱾€地區(qū)地理環(huán)境和氣候特點(diǎn)存在一定差異，在開展設(shè)計工作時，如果沒有對區(qū)域內(nèi)情況全面了解，也沒有根據(jù)抗震等級要求對抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善和優(yōu)化，就會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在應(yīng)用期間存在更加嚴(yán)重安全隱患，尤其是在對地震災(zāi)害預(yù)防時，如果設(shè)計人員沒有制定有效的防護(hù)措施，導(dǎo)致地震災(zāi)害發(fā)生時，建筑主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重變形問題，引發(fā)了坍塌事故，就會帶來更加嚴(yán)重人員傷亡，會對建筑物發(fā)展產(chǎn)生不良影響。設(shè)計人員在開展抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計工作時，要想降低突發(fā)性事件對建筑物應(yīng)用的不良影響，就要根據(jù)建筑物實(shí)際情況，制定有針對性的人防工程抗震結(jié)構(gòu)，還要根據(jù)行業(yè)規(guī)范對結(jié)構(gòu)內(nèi)容持續(xù)完善和優(yōu)化，確保人防工程在應(yīng)用時，具備更高安全性能。

三、高層建筑人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計措施

1.優(yōu)化消防結(jié)構(gòu)

高層建筑人防結(jié)構(gòu)比較特殊，設(shè)計人員在開展規(guī)劃設(shè)計工作時，需要保證工程結(jié)構(gòu)更加實(shí)用，還要滿足經(jīng)濟(jì)性建設(shè)要求，不僅要充分突出人防結(jié)構(gòu)功能價值，還要延長結(jié)構(gòu)應(yīng)用時間，提高綜合防護(hù)性能。在對人防工程結(jié)構(gòu)功能進(jìn)行強(qiáng)化時，設(shè)計人員還要對必要性設(shè)計需求進(jìn)行全面落實(shí)。例如在對消防結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善和優(yōu)化時，需要強(qiáng)化內(nèi)部荷載能力，還要避免出現(xiàn)逃生死角，對消防工作開展產(chǎn)生不良影響。設(shè)計人員需要保證建筑物內(nèi)部居民人身安全，減少火災(zāi)問題發(fā)生時人員傷亡。在制定人防結(jié)構(gòu)設(shè)計方案時，設(shè)計人員需要從居民角度出發(fā)，對建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，還要對防火建筑進(jìn)行合理設(shè)置。在測量防火間距時存在一定風(fēng)險，因此設(shè)計人員需要選擇自動化測量方式，在保證測量人員人身安全基礎(chǔ)上，提高測量結(jié)果準(zhǔn)確性和全面性，為消防設(shè)計工作開展提供有效數(shù)據(jù)支持。設(shè)計人員要對每棟建筑物直接距離進(jìn)行詳細(xì)測量，并且對每棟建筑物可燃物件邊緣距離進(jìn)行科學(xué)計算。在對消防結(jié)構(gòu)內(nèi)部分割形式進(jìn)行優(yōu)化時，需要從制止火災(zāi)蔓延角度開展設(shè)計工作，設(shè)計人員要做好內(nèi)部結(jié)構(gòu)分割，確保各個空間能夠充分連接，還要為居民逃生提供更多空間和時間，避免煙霧快速擴(kuò)散，對救援工作開展產(chǎn)生不良影響。在設(shè)置消防疏散通道時，大部分設(shè)計人員采用了垂直型設(shè)計形式，因?yàn)樵诎l(fā)生火災(zāi)事故問題之后，所有電梯設(shè)備都處于停止運(yùn)行狀態(tài)，建筑物斷電會導(dǎo)致逃生入口成為死角。設(shè)計人員需要將疏散通道設(shè)置在樓梯間，這樣不僅可以阻止火災(zāi)蔓延，還可以為救援工作開展奠定良好基礎(chǔ)，并為居民撤離提供充足空間和時間，從而減少人員傷亡。

2.提高抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計水平

在對抗風(fēng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時，不僅可以提高主體結(jié)構(gòu)應(yīng)用穩(wěn)固性，而且能夠降低設(shè)計缺陷問題發(fā)生幾率。設(shè)計人員首先要做好材料選擇，要選擇級配比較高的砂石材料，并做好砂石材料回填設(shè)計。設(shè)計人員還可以根據(jù)材料緊密程度，對材料數(shù)量合理選擇，要保證建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)在應(yīng)用時更加安全，避免出現(xiàn)傾覆問題。在選擇非承重構(gòu)件時，設(shè)計人員需要對各項(xiàng)構(gòu)件性能全面了解，要保證所有構(gòu)件在使用時，都能滿足人防工程抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，同時提高人防工程應(yīng)用品質(zhì)。設(shè)計人員要從抗風(fēng)角度對構(gòu)件合理選擇，避免風(fēng)力影響對建筑物造成嚴(yán)重?fù)p傷。在開展抗風(fēng)設(shè)計工作時，設(shè)計人員還需要提高結(jié)構(gòu)減震性能，并降低能源消耗率。在構(gòu)建耗能檢測系統(tǒng)時，系統(tǒng)主要是由樓板和剪刀墻等構(gòu)件組合而成。要想充分發(fā)揮耗能減震系統(tǒng)應(yīng)用效果，設(shè)計人員需要對系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理規(guī)劃，還要降低天氣因素對人防工程結(jié)構(gòu)應(yīng)用的不良影響。因?yàn)轱L(fēng)力過大導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫問題時，會對居住人員生命安全造成嚴(yán)重威脅。設(shè)計人員要對區(qū)域內(nèi)天氣情況全面監(jiān)測，在此基礎(chǔ)上制定針對性抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。設(shè)計人員還需要對建筑物薄弱區(qū)域進(jìn)行有效加固，避免風(fēng)力過大的區(qū)域出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫問題。設(shè)計人員要在保證人防工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)用穩(wěn)定性基礎(chǔ)上，加強(qiáng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)荷載內(nèi)力。

3.強(qiáng)化抗震結(jié)構(gòu)

在構(gòu)建人防工程時，主要是為了保證建筑物在使用時更加安全，因此要提高人防結(jié)構(gòu)抗震性能，才能降低災(zāi)害對居住人員威脅性。設(shè)計人員在制定抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計方案時，需要提高抗震設(shè)計質(zhì)量，增強(qiáng)建筑物地質(zhì)災(zāi)害抵抗力，才能延長建筑物使用壽命。設(shè)計人員需要對區(qū)域內(nèi)地震災(zāi)害發(fā)生情況進(jìn)行全面了解，在此基礎(chǔ)上選擇合適的建筑材料。要想提高建筑材料的應(yīng)用質(zhì)量，設(shè)計人員還要做好地震災(zāi)害發(fā)生規(guī)律調(diào)查工作，在了解建筑物內(nèi)部情況之后，需要根據(jù)不同空間功能要求，選擇合適的建設(shè)材料。設(shè)計人員需要對承載力分布體系進(jìn)行合理優(yōu)化，要保證各個空間承載力分布更加合理，避免出現(xiàn)承載力過于集中引發(fā)建筑倒塌問題。設(shè)計人員還要制定有效措施，提高內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)用穩(wěn)定性。在設(shè)計人防工程抗震結(jié)構(gòu)時，設(shè)計人員需要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)形態(tài)特點(diǎn)，選擇合適的人防結(jié)構(gòu)構(gòu)件。如果建筑結(jié)構(gòu)采用了垂直設(shè)計形態(tài)，設(shè)計人員需要采取有效的加固措施，提高抗震結(jié)構(gòu)應(yīng)用穩(wěn)固性。在制定抗震設(shè)計方案時，設(shè)計人員還要對地震強(qiáng)度過大、可能引發(fā)的沉降現(xiàn)象進(jìn)行充分考慮，要避免地震災(zāi)害發(fā)生時，對人防結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。設(shè)計人員需要深入了解區(qū)域內(nèi)地質(zhì)建設(shè)情況，在此基礎(chǔ)上對現(xiàn)有抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。設(shè)計人員要保證人防結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)與樁箱高度持平，設(shè)計人員在對樁箱安裝深度進(jìn)行調(diào)查和研究時，需要引進(jìn)更加先進(jìn)智能化技術(shù)，要全面提取各項(xiàng)參數(shù)，并對數(shù)據(jù)資源進(jìn)行系統(tǒng)化處理。設(shè)計人員可以根據(jù)樁箱上部物體結(jié)構(gòu)，適當(dāng)調(diào)整上部結(jié)構(gòu)設(shè)計高度，這種設(shè)計形式不僅可以以提高建筑承載力，而且能夠增強(qiáng)人防結(jié)構(gòu)抗震能力。在開展人防抗震設(shè)計工作時，因?yàn)樯婕暗降膬?nèi)容比較繁雜，系統(tǒng)性特征更強(qiáng)。設(shè)計人員需要積極引進(jìn)信息化技術(shù)，要構(gòu)建協(xié)同設(shè)計機(jī)制，在對各項(xiàng)設(shè)計信息進(jìn)行整合應(yīng)用和實(shí)時共享時，要為設(shè)計工作開展提供有效支持，同時要根據(jù)抗震設(shè)計要求，對各項(xiàng)設(shè)計信息進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，要保證抗震設(shè)計水平能夠得到有效提升。設(shè)計人員需要對地震威脅深入研究，并且綜合考慮戰(zhàn)爭等不可抗力因素對人防工程結(jié)構(gòu)的危害。在對人防結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善和優(yōu)化時，需要提高結(jié)構(gòu)外界作用抵抗能力，設(shè)計人員需要選擇合適的建筑材料，還要對材料抗震性能進(jìn)行全面檢測。因?yàn)槲覈壳案鱾€區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率不同，不同地區(qū)抗震強(qiáng)度要求存在一定差異，在開展人防結(jié)構(gòu)勘測設(shè)計工作時，設(shè)計人員需要對區(qū)域內(nèi)地震災(zāi)害情況全面勘測，并根據(jù)勘測數(shù)據(jù)信息對現(xiàn)有設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。設(shè)計人員不能過于依靠自身經(jīng)驗(yàn)，要借助智能軟件對各項(xiàng)數(shù)據(jù)的真實(shí)性進(jìn)行全面檢測，并提高數(shù)據(jù)資源應(yīng)用價值。

四、結(jié)語

綜上所述，在對高層建筑人防結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和完善時，要想提高建筑物應(yīng)用安全性，設(shè)計人員需要根據(jù)區(qū)域內(nèi)地形特點(diǎn)，對人防結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計。設(shè)計人員還要積極積累經(jīng)驗(yàn)，提高自身能力水平，要保證設(shè)計方案內(nèi)容更加合理，同時要制定有效的防控措施，為人防工程應(yīng)用提供充足的安全保障。設(shè)計人員需要深入研究各方面要求，并且引進(jìn)更加先進(jìn)設(shè)計手段，促進(jìn)設(shè)計工作向著標(biāo)準(zhǔn)化和智能化等方向更好發(fā)展，降低設(shè)計難度，提高綜合設(shè)計水平。