刍议人防地下室结构设计.docx

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1、刍议人防地下室结构设计 摘要：人防地下室的结构设计，应依据防护要求和受力状况，做到结构各部位抗力协调。在外界冲击波荷载作用下，采纳分别式等效静荷载法，验算结构承载力。人防地下室结构除应依据人民防空地下室设计规范设计外，尚应考虑上部建筑对地下室的要求，取其中限制工况作为设计依据。 关键词：结构设计；漏荷载；地下室 前言 人防地下室的结构设计包括平常和战时两种状况下的设计。平常要求进行承载力极限状态和正常运用状态下的计算，战时要求进行战时承载力极限状态的计算。相对于一般工程的结构设计而言，人防地下室结构设计涉及到的规范、图集更多，须要考虑的设计内容也更繁杂。地下室人防设计考虑的荷载，除常规考虑的恒

2、载、活载、风载、地震作用等外，还有地下室顶板的竖向等效均布静荷载Qe1、外墙的水同等效均布静荷载Qe2和临空墙的水同等效静荷载Qc。人防作用效应按等效荷载法计算，计及上部建筑物的影响，进行三维线弹性有限元分析，求得相应各构件的人防作用效应。地下室外墙平面外弯矩按一端嵌固、一端弹性约束的单向板计算。人防作用效应组合，对于考虑人防地下室的一般构件，考虑两组人防作用效应组合：1.0Sgk+1.0Sqk；1.2Sgk+1.2Sqk；对于地下室外墙，考虑人防作用效应组合有：1.0Sgk+1.0Sek+1.0SQk； 1.2+1.0SQk；其中，Sek为地下室外墙的侧土、水压力效应，SQk为相应于Qe1和

3、Qe2的人防设计荷载作用效应。本文就对人防地下室结构设计中易犯的一些典型错误做一总结。 1人防工程设计理念 对工程的结构设计而言，结构构件的平安性数值分析是通过公式RS来表达，其中S是外力，R是自身的抗力。人防荷载为偶然荷载，动荷载，设计时均按一次作用考虑，作用时间也很短，大约1秒左右。人防荷载与地震作用不同：人防荷载对结构构件外表面的是干脆作用，其动荷载干脆作用于构件，其作用为外力，结构构件假如暴露于空气中则干脆承受空气冲击波的作用，假如埋于土中干脆承受土中压缩波的作用。而地振动荷载则是由于地震时地面运动引起的动态作用，其实质是惯性力，是间接的作用。建筑物的全部构件均会由于地振动而存在惯性力

4、。人防动荷载一般是干脆作用于人防地下室外表面的构件，一般可按同时作用于围护结构考虑，而内部的墙柱等构件只间接承受围护构件及上部结构传来的动荷载。人防工程钢筋混凝土结构可按弹塑性工作阶段设计，因为在偶然荷载下，钢筋混凝土又容许开裂，强度设计强度也可提高，地基承载力也有较大提高，因此在常规武器荷载和核武器爆炸动载作用下，只验算构件承载力，对结构变形、裂缝开展以及地基承载力可不进行验算。 2人防构件设计 实际的防空地下室结构由柱、梁、顶板、底板、外墙多种构件组成，这些构件承受不同外力荷载，动载作用有先后，各自延性也不同，对此做综合精确的动力分析是较困难的，所以采纳分别式等效静荷载法设计。将结构分解成

5、独立的构件，如由梁柱分割后的单块板，柱和内墙分割成的单块外墙，取各自的等效静荷载，验算承载力。详细各部位的等效静荷载取值及计算可按规范查询，计算方式也不再赘述。下面介绍人防结构的基本构件：临空墙：介于室外与防护区内之间的结构受力构件，在整个人防区域的最外侧构件，如人防与非人防之间，竖井侧墙，通往室外的出入口楼梯间侧墙。厚度一般不小于250mm。门框墙：门框墙肯定是临空墙，一般是临空墙上须要开设防护密闭门，供建筑功能上出入防护区运用，门框墙最小厚度为300mm。门框墙门垛一般我以300mm长度为界限，超过300的，用14或以上的钢筋，150间距，小于300可按构造配筋。大于730的门框墙则要做侧

6、档加强，同时还要设计上档。在画施工图时，还要注上预埋件的位置，便利施工。防护单元隔墙：一般人防面积较大，从建筑功能上须要在整个防护区内设置数个防护单元，各防护单元间隔墙也相应承受冲击荷载。厚度不小于200mm。 墙体最终厚度取决于：最小厚度要求；防早期核辐射的厚度要求；结构承载力的厚度要求。 悬板活门：一般为人防竖井或通往室外的出入口楼梯与人防扩散室之间的悬板门，平常正常运用，战时在冲击荷载作用下，活门被关死，阻挡有害气体进入。 防护密闭门：防护密闭门设置在出入口最外侧，具有阻挡冲击波和隔绝毒剂两种功能。防护密闭门应能阻挡冲击波，满意相应的抗力要求。选用时，不仅应满意洞口尺寸的须要，还应满意设

7、计压力要求。防护密闭门用于人防墙，且开有防护密闭门的人防墙称之为门框墙。 人防出入口：首先要区分是战时主要出入口还是次要出入口，主要出入口指的是战时保证人员平安进出的口部，楼梯承受双面荷载。而次要出入口规范认为是可以被破坏的，则可以按一般楼梯设计。楼梯和坡道还要依据周边建筑物的距离远近，按须要设计防倒塌棚架。 战时封堵也是人防设计中的一项重要内容，对外的封堵一般采纳混凝土预制梁或防护密闭钢门，外加堆土和沙包；单元间采纳钢板封堵。在顶底板和墙体设计时要考虑战时封堵的位置，顶板梁最好做到封堵的高度，配筋要适当加强，底板要设计封堵沟。同时还要标注好各种预埋件的位置。此外还有风井、防爆波电缆井等，这些

8、在相应的图集中都可以查到详细做法。 人防地下室结构构件内力计算与截面设计建议采纳高层结构计算软件结合“pkpm”人防结构设计软件，内容包括结构的整体计算和相关构件计算。核武器与常规武器爆炸均属于偶然性荷载，具有量值大，作用时间短特点，结构构件承受动荷载时已经处于弹塑性工作阶段，因此，结构构件具有较大的延性，对汲取动能，反抗动荷载是非常有利的。人防结构设计时，应提高延性的设计构造措施，应实行“强剪弱弯”、“强柱弱梁”、“强节点弱杆件”的设计原则。在确保结构在屈服前不出现剪切破坏和屈服后有足够的延性，最终形成塑性破坏，提高结构的整体承载实力；又如受弯构件应双面配筋，对承受动荷载作用下可能的回弹和防

9、止在大挠度状况下构件坍塌非常重要，另外在节点区应有足够的抗剪、抗压实力和足够的钢筋锚固长度。 3漏荷载或取值偏小 3.1漏平常运用状况下的荷载 如漏底板上的水池自重荷载，漏顶板设备用房活载和隔墙自重荷载，漏顶板施工通道、消防车道等活载；顶板局部覆土较厚处，荷载取值不足。在满意抗浮要求的状况下，顶板覆土很厚时，覆土内宜增设轻质材料，而不一律用土覆盖。 3.2人防构件等效静荷载取值偏小 在满意外墙“考虑上部建筑影响”条件的状况下，核武器作用下外墙等效静荷载取值应按人防规范表4.8.3查取后再乘以放大系数，例如核6级时放大系数取1.1；漏出入口人防通道顶、底板的人防荷载。人防结构构件等效荷载标准值若

10、是查表，取值要留意其适用条件，不符合查表条件时应按规范公式自行计算。 3.3底板荷载取值不正确 有桩基的工程，人防规范表4.8.15的底板等效静荷载取值，不仅与地质状况有关，还和桩的计算受力类型有关。表中所指的“端承桩”是指不计摩擦力的纯端承桩，其它的桩都应按“非端承桩”查表；当水反力大于结构自重，运用JCCAD桩筏有限元进行底板计算时，水反力未按实际水头输入，造成底板所受水土反力小于实际状况；没有留意用PKPM按倒楼盖方式计算时，底板水反力在平常和战时两种状况下的输入值是不一样的，这是因为PM 里输入的水反力是恒载标准值，该值与人防荷载组合时，软件会自动考虑1.2的恒载分项系数，所以实际输入

11、时，应考虑该系数的有利作用，否则可能造成奢侈。 4结语 在将来地上空间紧迫的状况下，地下空间开发在城市可持续发展中的作用越来越重要。人防地下室不仅在战时作为平安避难所，平常也可以发挥公共场所大空间的优势，平战结合的人防工程必定会大量涌现。以上只是自己的设计对人防地下室结构一些拙见和个人观点，如有不当之处，恳请大家指正。 参考文献： 1GB50038-2022人民防空地下室设计规范S 2中国建筑标准设计探讨院.FG0105防空地下室结构设计M.北京：中国安排出版社，2022 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页