人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、人人 防防 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 一、概一、概 述述1 1、人防荷載的特點、人防荷載的特點 1.1 人防荷載的來源：來源于核爆炸沖擊波1.2 人防荷載的作用時間：很短，1秒鐘左右1.3 人防荷載的作用次數(shù)：一次（整個結(jié)構(gòu)壽命期內(nèi)一次）1.4 人防荷載的性質(zhì)：突加快卸的瞬時動力荷載1.5 人防荷載的分布：同時、均勻、滿布1.6 人防荷載的分項系數(shù)：分項系數(shù)=1，原因是：偶然性荷載 不乘分項系數(shù)；人防結(jié)構(gòu)可靠度要求比工民建結(jié)構(gòu)低。2 2、人防結(jié)構(gòu)的特點、人防結(jié)構(gòu)的特點 2.1 人防結(jié)構(gòu)的受力特性：承受突加的動荷載，是一種特殊的 動力結(jié)構(gòu)2.2 結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以進(jìn)入彈塑性階段工作2.3 結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)=1 （已

2、體現(xiàn)在抗力等級上）2.4 結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度提高 對HPB235級鋼筋（原級鋼）：1.5 對HRB335級鋼筋（原級鋼）：1.35 對小于C60的混凝土： 1.5 對砌體： 1.5 對材料強(qiáng)度提高原因的解釋. 3 3、人防結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點人防結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點 3.1 可用“等效靜載法”、可拆開為單個構(gòu)件進(jìn)行計算（規(guī) 范用三 個系數(shù)過渡到等效靜載） 3.2 各部位抗力（強(qiáng)度）相協(xié)調(diào) 3.3 可考慮塑性內(nèi)力重分布 3.4 充分保證結(jié)構(gòu)的延性，“強(qiáng)柱弱梁（板）”、“強(qiáng)剪弱彎”二、人防荷載的確定及選用二、人防荷載的確定及選用 1 1、人防荷載的種類人防荷載的種類 1.1 空氣沖擊波超壓：空氣沖擊波傳播過程中產(chǎn)生

3、的高出正 常大氣壓的那部分 壓力。入射壓力與反射壓力的概念。1.2 承受空氣沖擊波超壓的構(gòu)件：直接暴露在空氣中的結(jié)構(gòu) 構(gòu)件： 出入口：人防門門扇； 人防門門框墻； 口部的臨空墻； 樓梯間墻體； 筒體的墻體。 豎井： 井壁內(nèi)側(cè)。 內(nèi)墻： 人防區(qū)與非人防區(qū)之間的防護(hù)密閉墻 外墻： 符合外露條件的外墻頂部 頂板： 無復(fù)土直接暴露在空氣中的頂板 除頂板外，以上垂直構(gòu)件均承受的為空氣沖擊波的反射壓力， 因此數(shù) 值高出2倍以上。 1.3空氣沖擊波的荷載圖形 圖中的Pm按前述的規(guī)定，6級：50KN/，5級：100KN/。1.4 土中的壓縮波 空氣沖擊波沿地面的傳布，壓縮土壤，使土壤的質(zhì)點產(chǎn) 生壓縮，有一定速

4、度，上層土壤受壓后，繼續(xù)壓縮下一 層土壤，這種壓縮狀態(tài)由上而下傳播的過程叫做壓縮波。1.5 承受土壤壓縮波壓力的構(gòu)件 有復(fù)土的外墻（擋土墻）， 有復(fù)土的頂板。 1.6 土壤壓縮波的荷載圖形 圖中的Ph根據(jù)Pm以及土壤深度及參數(shù)計算。2 2、從地面超壓向等效靜載的過渡從地面超壓向等效靜載的過渡 等效：動荷載構(gòu)件在主振型下的最大位移Wmax與相同形 式相同構(gòu)件靜載下的位移W靜等效。2. 1 對直接承受空氣沖擊波的構(gòu)件（臨空墻、門框墻等）： 由2個系數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)榈刃ъo載 對反射系數(shù)K反，規(guī)范中沒有給出符號而直接給出數(shù)值 （表4.3.9及表4.3.10） 對結(jié)構(gòu)的動力系數(shù)Kd，查表4.4.42.2 對承受

5、土中壓縮波的構(gòu)件（復(fù)土的頂板，外墻等） 由3個系數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)榈刃ъo載 衰減系數(shù)：規(guī)范中沒有設(shè)代換，即1-h-v1t2(1-)， （4.2.3-1）的中括號項 當(dāng)復(fù)土厚度1.5m時，取1 當(dāng)復(fù)土超過1.5m時，要計算，1 綜合反射系數(shù)：規(guī)范中為K（K=11.45）對反射系數(shù)及不利埋深的解釋。 動力系數(shù)：由于土中壓縮波對應(yīng)的荷載圖形是有升壓時間 的圖形，說明其動力效應(yīng)降低，Kd=1.051.96 之間，最高值與最低值比直接承受空氣沖擊波 的構(gòu)件低。3 3、常用結(jié)構(gòu)的等效靜載常用結(jié)構(gòu)的等效靜載 為方便使用，規(guī)范給出了常用結(jié)構(gòu)的等效靜載值供選用。 對有關(guān)問題說明如下： 3.1 人防頂板的等效靜載 計入上部

6、建筑物影響的問題： 注意上部建筑物底層的條件是否符合規(guī)范的條件 ,對上部建筑影響的解釋。 上部影響： A、有升壓時間：改變了波形； B、對5級：壓力衰減5%。 首層架空層條件下人防頂板荷載： 按不考慮上部建筑物的影響計，按相應(yīng)條件查表，也可按公式計算確定。 伸到綠地下的人防頂板荷載：原則上應(yīng)按公式計算確定，也可按相應(yīng)條件查表。 首層外墻為裝飾性或玻璃圍護(hù)結(jié)構(gòu)時，也按不考慮上部建筑 物影響計 人防頂板上方有管道層、夾層及普通地下室時的頂板荷載： 規(guī)范沒有明確，一般參照考慮上部建筑物影響計，即6級55KN/，5級100 KN/ 多層人防時中間板上的荷載（新增條文）： 6級取50KN/，5級取100

7、KN/ 3.2 人防側(cè)墻的等效靜載： 外墻（擋土墻） 在查取表4.5.3-1時，注意以下問題： A.頂板計入上部建筑物影響時，外墻荷載要加大； B. 該表按單層地下室計算的，即墻高5m，當(dāng)人防處 于地下二層或更下層時，應(yīng)進(jìn)行計算（或偏下限取）。 口部臨空墻：按表4.5.7查取 人防區(qū)與非人防區(qū)（車庫）之間的臨空墻：按表4.5.8-2 查取，與口部臨空墻略低（考慮了擴(kuò)散作用） 門框墻：按表4.5.6-1查取 注意一：門框墻比同一面臨空墻的荷載取高，原因是： 臨空墻=2，門框墻=1； 注意二：門框墻的范圍：一般限于人防門所在的一個跨 間或暗柱暗梁范圍內(nèi)。 人防單元間的隔墻：按表4.5.8-1，4.

8、5.8-2查取 平時設(shè)備房間與人防區(qū)之間的隔墻：當(dāng)前可以參照第 條取，但可以作為建議向規(guī)范編寫組提出。3.3 底板上的人防底板的等效靜載： 無樁基底板，按表4.5.5查取 帶樁基底板（新增條文）： 帶樁基底板的等效靜載（KN/） 非飽和土飽和土端承非 端承端承非 端承5級025506級01225 當(dāng)下層有普通地下室時的底板等效靜載： 對規(guī)范第4.5.15條推薦的做法的解釋。另一種做法仍沿 用過去的方法，底板等效靜載可參照頂板取值并考慮一 定折減，兩種方法應(yīng)進(jìn)行比較后確定。 對規(guī)范方法與過去方法的解釋。 3.4 室外出入口通道上的等效靜載（新增條文）： 只考慮外壓，即通道結(jié)構(gòu)外側(cè)的荷載，不考慮內(nèi)

9、壓。來自外壓的等效靜載按4.5.11條執(zhí)行。 3.5 室外樓梯式出入口荷載（新增條文）： 單層： 梯段板與平臺板的荷載按表4.5.13查取；出入口的臨 空墻、門框上的荷載按表4.5.6-1、表4.5.7查取。 多層： 梯段板、平臺板的荷載同上。但門框墻、臨空墻取上述 相應(yīng)數(shù)值0.9。3.6 作為主要出入口的室內(nèi)出入口（僅用于6級，新增條文）： 該處的荷載與結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜； 要加強(qiáng)至二層的樓面，形成內(nèi)嵌的防倒塌棚架； 各部位荷載按第4.5.18確定。 荷載點包括： 首層樓梯間的墻體上； 或首層樓梯間的框架柱梁上； 首層至二層樓面的梯段板、平臺板上； 地下室至首層的梯段板、平臺板上； 首層出口門洞上

10、方的挑檐上。3.7 各部位封堵構(gòu)件上的等效靜載（新增條文）： 各部位封堵構(gòu)件上的荷載種類較多，設(shè)計中一般直接選用 通用的封堵構(gòu)件，不再單獨設(shè)計。3.8 室外主要出入口上開敞式防塌棚架的等效靜載：按表4.5.10 查取。下一步要出通用圖，直接選用，不再單獨設(shè)計。但 現(xiàn)在起要在出入口封口圈梁上預(yù)埋件。4 4、荷載組合問題荷載組合問題 荷載組合按表4.3.14執(zhí)行。 4.1 對頂板： 人防等效靜載、自重、復(fù)土重等； 不需要迭加消防車的荷載。4.2 對外墻： 水平荷載：人防等效靜載、水壓力、土壓力； 垂直荷載：按傳力路線傳來的上部建筑自重（5級、砌體外墻時為一半）、頂板傳來的等效靜載、外墻自重 等。

11、注：上部傳來的為自重，不計入上部的活荷載。4.3 底板： 新規(guī)范主要明確了人防荷載與水壓力的組合問題（新增 條文）： 無樁基的底板： 地基反力中沒有計入水浮力時：不與水壓力組合； 地基反力中計入水浮力時：應(yīng)與水壓力組合。 帶樁基的底板：與水壓力組合。三、人防結(jié)構(gòu)設(shè)計三、人防結(jié)構(gòu)設(shè)計1 1、常用結(jié)構(gòu)構(gòu)件厚度的確定常用結(jié)構(gòu)構(gòu)件厚度的確定 確定結(jié)構(gòu)厚度的三個因素： 最小厚度要求（構(gòu)造及安裝要求）； 防早期核輻射的厚度要求（非力學(xué)因素）； 結(jié)構(gòu)承載力的厚度要求（力學(xué)因素）。 1.1 有關(guān)構(gòu)造要求的厚度： 人防鋼筋混凝土構(gòu)件最小厚度=200mm 單扇防護(hù)密閉門門框墻厚度=300mm 雙扇防護(hù)密閉門門框墻

12、厚度=300mm-500mm 防護(hù)單元隔墻上的連通口（同一墻體兩邊開門）厚 度=500mm 風(fēng)井在兩邊安門的井壁厚度=400-500mm 1.2 防早期核輻射的厚度要求： 防早期核輻射的鋼筋混凝土頂板厚度（mm） 類別頂板6級5級戰(zhàn)時醫(yī)療救護(hù)站460專業(yè)隊隊員掩蔽部460二等人員掩蔽部250360 注：a. 當(dāng)頂板上有復(fù)土?xí)r，可以折算成混凝土厚度（1.4）； b. 頂板上方的找平層及剛性面層可以計入厚度； c. 頂板上方有夾層或普通地下室時，夾層及普通地 下室的頂板厚度可以計入。 防早期核輻射對出入口臨空墻的厚度要求（mm） 類別一般室外口的臨空墻附壁式室外口的臨空墻室內(nèi)口的臨空墻6級5級6級

13、5級6級5 級醫(yī)療救護(hù)站 250 650 300專業(yè)隊隊員掩蔽部 250 650 300二等人員掩蔽部250250250550250250 注：如不滿足時，可以在墻的反面砌240mm或370mm磚墻（平時砌好）。 1.3 按受力要求的參考尺寸： 頂板：對6級：一般取200 250mm； 對5級：一般取300 350mm； 如果5級處于負(fù)二、負(fù)三層時，也可以取250mm，由 計算確定。 頂板梁：按梁的截面要求定，跨度及荷載較大時， 高寬比可以放寬，即方梁甚至扁梁。 外墻：通常300mm，由計算確定； 防護(hù)單元隔墻：200mm(五級取250mm)； 密閉隔墻：200mm； 臨空墻：250300mm

14、(五級為300mm)六級為(250mm)； 底板：在廣州地區(qū)，由于地下水位較高，底板一般較厚， 大多數(shù)情況下不由人防控制。結(jié)構(gòu)厚度應(yīng)首先滿足防早期核輻射要求，然后滿足受力要求。2 2、結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算及截面設(shè)計結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算及截面設(shè)計 2.1計算工具 利用高層結(jié)構(gòu)計算軟件： 不能定義人防參數(shù)，因此應(yīng)作近似處理 利用“理正”人防結(jié)構(gòu)計算軟件： 僅適用于規(guī)則的、典型化的板塊 對由人防控制的構(gòu)件（頂板、頂板梁等等），可拆 開為單個構(gòu)件手工計算或復(fù)核。 2.2 內(nèi)力計算與截面設(shè)計中應(yīng)注意的有關(guān)問題 人防板或無梁樓蓋的計算彎矩可以折減，按規(guī)范 4.6.6條； 人防梁板可以考慮內(nèi)力重分布（即進(jìn)行彎矩調(diào)幅），建

15、議在25%以內(nèi)； 人防無梁樓蓋的正負(fù)彎矩調(diào)幅按附錄C； 進(jìn)行抗剪計算及受壓驗算時，混凝土的材料強(qiáng)度提高系 數(shù)要降低，即1.50.8=1.2。 為保證受彎構(gòu)件不出現(xiàn)脆性破壞，必須滿足規(guī)范的構(gòu)造 要求，即： 對板：受壓區(qū)應(yīng)配鋼筋，配筋率為0.25%； 對梁：受壓區(qū)與受拉區(qū)的配筋率應(yīng)滿足4.6.5條； 拉結(jié)筋必須要設(shè)，包括頂板、墻體，在廣州地區(qū)也包括 底板。 四、關(guān)于結(jié)構(gòu)的功能轉(zhuǎn)換四、關(guān)于結(jié)構(gòu)的功能轉(zhuǎn)換 1 1、對外的孔口不允許封堵對外的孔口不允許封堵 包括：平時汽車及摩托車坡道式出入口； 平時的汽車升降式出入口； 平時非機(jī)動車出入口； 平時的永久性設(shè)備出入口； 平時風(fēng)井的取風(fēng)口； 平時的電梯間出入

16、口； 平時的樓梯間出入口； 平時通往設(shè)備房的門； 通向非人防區(qū)的汽車道。以上平時使用戰(zhàn)時不使用的孔口，用人防門代替封堵。2 2、內(nèi)部行車道通過防護(hù)單元之間隔墻處可以封堵，直、內(nèi)部行車道通過防護(hù)單元之間隔墻處可以封堵，直 接選用封堵構(gòu)件接選用封堵構(gòu)件3 3、平戰(zhàn)結(jié)合水池開向水泵房的人孔（氣孔）可以封堵平戰(zhàn)結(jié)合水池開向水泵房的人孔（氣孔）可以封堵 4 4、當(dāng)跨度當(dāng)跨度1212米時，允許臨戰(zhàn)加柱，但要求：米時，允許臨戰(zhàn)加柱，但要求： 平時作好柱上、下端的預(yù)埋件； 后加柱的梁應(yīng)滿足兩種狀態(tài)的受力及配筋要求； 每個房間（區(qū)格）不得超過4根； 一般只加主梁。五、結(jié)構(gòu)設(shè)計中的有關(guān)問題五、結(jié)構(gòu)設(shè)計中的有關(guān)問題

17、 1 1、 頂板外露問題頂板外露問題 埋深要求是人防結(jié)構(gòu)的基本要求，必須嚴(yán)格掌握頂板外露 的條件：上部為砌體結(jié)構(gòu)。2 2、外墻局部外露問題外墻局部外露問題 外墻局部長度上的局部高度外露：平時加擋土墻，檔土墻頂 面厚度1000mm。3 3、關(guān)于樁基的設(shè)計關(guān)于樁基的設(shè)計 樁基設(shè)計的兩個內(nèi)容： 樁本身的強(qiáng)度驗算； 樁的承載力計算。 新規(guī)范明確了： 對第項即樁基本身的強(qiáng)度計算中要考慮傳到樁上的人防等效靜載，但樁的混凝土及鋼筋的 強(qiáng)度要提高。 樁的承載力仍不考慮人防荷載。4 4、戰(zhàn)時主要出入口的加強(qiáng)戰(zhàn)時主要出入口的加強(qiáng) 主要出入口一個單元就一個； 主要出入口就是帶簡易洗消間或淋浴洗消的口； 踏步板、平臺板厚度一般取200mm；配筋：雙面對稱，并加 拉結(jié)筋。 5 5、6 6級室內(nèi)出入口代替室外口的加強(qiáng)級室內(nèi)出入口代替室外口的加強(qiáng) 梯段板、平臺板同上，但一直加強(qiáng)到二層樓面； 防倒塌挑檐平時做好。6 6、開向架空層的口不能作為室外口、開向架空層的口不能作為室外口7 7、關(guān)于門框墻的設(shè)計