人防地下室结构设计说明课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,人 防 结 构,一、概 述,1,、人防荷载的特点,1.1,人防荷载的来源：来源于核爆炸冲击波,1.2,人防荷载的作用时间：很短，,1,秒钟左右,1.3,人防荷载的作用次数：一次（整个结构寿命期内一次）,1.4,人防荷载的性质：突加快卸的瞬时动力荷载,1.5,人防荷载的分布：同时、均匀、满布,1.6,人防荷载的分项系数：分项系数,=1,，原因是：偶然性荷载,不乘分项系数；人防结构可靠度要求比工民建结构低。,2,、人防结构的特点,2.1,人防结构的受力特性：承受突加的动荷载，是一种特殊的,动力结构,2.2,结构构件可以进入弹塑性阶段工作,2.3,结构的重要性系数,=1,（已体现在抗力等级上）,2.4,结构材料强度提高,对,HPB235,级钢筋（原,级钢）：,1.5,对,HRB335,级钢筋（原,级钢）：,1.35,对小于,C60,的混凝土：,1.5,对砌体：,1.5,对材料强度提高原因的解释,.,3,、,人防结构设计的特点,3.1,可用“等效静载法”、可拆开为单个构件进行计算（规,范用三 个系数过渡到等效静载）,3.2,各部位抗力（强度）相协调,3.3,可考虑塑性内力重分布,3.4,充分保证结构的延性，“强柱弱梁（板）”、“强剪弱弯”,二、人防荷载的确定及选用,1,、,人防荷载的种类,1.1,空气冲击波超压：空气冲击波传播过程中产生的高出正,常大气压的那部分 压力。入射压力与反射压力的概念。,1.2,承受空气冲击波超压的构件：直接暴露在空气中的结构,构件：,出入口：人防门门扇；,人防门门框墙；,口部的临空墙；,楼梯间墙体；,筒体的墙体。,竖井：井壁内侧。,内墙：人防区与非人防区之间的防护密闭墙,外墙：符合外露条件的外墙顶部,顶板：无复土直接暴露在空气中的顶板,除顶板外，以上垂直构件均承受的为空气冲击波的反射压力，因此数,值高出,2,倍以上。,1.3,空气冲击波的荷载图形,图中的,Pm,按前述的规定，,6,级：,50KN/,，,5,级：,100KN/,。,1.4,土中的压缩波,空气冲击波沿地面的传布，压缩土壤，使土壤的质点产,生压缩，有一定速度，上层土壤受压后，继续压缩下一,层土壤，这种压缩状态由上而下传播的过程叫做压缩波。,1.5,承受土壤压缩波压力的构件,有复土的外墙（挡土墙），,有复土的顶板。,1.6,土壤压缩波的荷载图形,图中的,Ph,根据,Pm,以及土壤深度及参数计算。,2,、,从地面超压向等效静载的过渡,等效：动荷载构件在主振型下的最大位移,Wmax,与相同形,式相同构件静载下的位移,W,静等效。,2.1,对直接承受空气冲击波的构件（临空墙、门框墙等）：,由,2,个系数转变为等效静载,对反射系数,K,反，规范中没有给出符号而直接给出数值,（表,4.3.9,及表,4.3.10,）,对结构的动力系数,Kd,，查表,4.4.4,2.2,对承受土中压缩波的构件（复土的顶板，外墙等）,由,3,个系数转变为等效静载,衰减系数：规范中没有设代换，即,1-hv1t2(1-),，,（,4.2.3-1,）的中括号项,当复土厚度,1.5m,时，取,1,当复土超过,1.5m,时，要计算，,1,综合,反射系数：规范中为,K,（,K=11.45,）,对反射系数及不利埋深的解释。,动力系数：由于土中压缩波对应的荷载图形是有升压时间,的图形，说明其动力效应降低，,Kd=1.051.96,之间，最高值与最低值比直接承受空气冲击波,的构件低。,3,、,常用结构的等效静载,为方便使用，规范给出了常用结构的等效静载值供选用。,对有关问题说明如下：,3.1,人防顶板的等效静载,计入上部建筑物影响的问题：,注意上部建筑物底层的条件是否符合规范的条件,对上部建筑影响的解释。,上部影响：,A,、有升压时间：改变了波形；,B,、对,5,级：压力衰减,5%,。,首层架空层条件下人防顶板荷载：,按不考虑上部建筑物的影响计，按相应条件查表，也可按公式计算确定。,伸到绿地下的人防顶板荷载：原则上应按公式计算确定，也可按相应条件查表。,首层外墙为装饰性或玻璃围护结构时，也按不考虑上部建筑,物影响计,人防顶板上方有管道层、夹层及普通地下室时的顶板荷载：,规范没有明确，一般参照考虑上部建筑物影响计，即,6,级,55KN/,，,5,级,100,KN/,多层人防时中间板上的荷载（新增条文）：,6,级取,50KN/,，,5,级取,100KN/,3.2,人防侧墙的等效静载：,外墙（挡土墙）,在查取表,4.5.3-1,时，注意以下问题：,A.,顶板计入上部建筑物影响时，外墙荷载要加大；,B.,该表按单层地下室计算的，即墙高,5m,，当人防处,于地下二层或更下层时，应进行计算（或偏下限取）。,口部临空墙：按表,4.5.7,查取,人防区与非人防区（车库）之间的临空墙：按表,4.5.8-2,查取，与口部临空墙略低（考虑了扩散作用）,门框墙：按表,4.5.6-1,查取,注意一：门框墙比同一面临空墙的荷载取高，原因是：,临空墙,=2,，门框墙,=1,；,注意二：门框墙的范围：一般限于人防门所在的一个跨,间或暗柱暗梁范围内。,人防单元间的隔墙：按表,4.5.8-1,，,4.5.8-2,查取,平时设备房间与人防区之间的隔墙：当前可以参照第,条取，但可以作为建议向规范编写组提出。,3.3,底板上的人防底板的等效静载：,无桩基底板，按表,4.5.5,查取,带桩基底板（新增条文）：,带桩基底板的等效静载（,KN/,）,非饱和土,饱和土,端承,非端承,端承,非端承,5,级,0,25,50,6,级,0,12,25,当下层有普通地下室时的底板等效静载：,对规范第,4.5.15,条推荐的做法的解释。另一种做法仍沿,用过去的方法，底板等效静载可参照顶板取值并考虑一,定折减，两种方法应进行比较后确定。,对规范方法与过去方法的解释。,3.4,室外出入口通道上的等效静载（新增条文）：,只考虑外压，即通道结构外侧的荷载，不考虑内压。来自外压的等效静载按,4.5.11,条执行。,3.5,室外楼梯式出入口荷载（新增条文）：,单层：,梯段板与平台板的荷载按表,4.5.13,查取；出入口的临,空墙、门框上的荷载按表,4.5.6-1,、表,4.5.7,查取。,多层：,梯段板、平台板的荷载同上。但门框墙、临空墙取上述,相应数值,0.9,。,3.6,作为主要出入口的室内出入口（仅用于,6,级，新增条文）：,该处的荷载与结构比较复杂；,要加强至二层的楼面，形成内嵌的防倒塌棚架；,各部位荷载按第,4.5.18,确定。,荷载点包括：,首层楼梯间的墙体上；,或首层楼梯间的框架柱梁上；,首层至二层楼面的梯段板、平台板上；,地下室至首层的梯段板、平台板上；,首层出口门洞上方的挑檐上。,3.7,各部位封堵构件上的等效静载（新增条文）：,各部位封堵构件上的荷载种类较多，设计中一般直接选用,通用的封堵构件，不再单独设计。,3.8,室外主要出入口上开敞式防塌棚架的等效静载：按表,4.5.10,查取。下一步要出通用图，直接选用，不再单独设计。但,现在起要在出入口封口圈梁上预埋件。,4,、,荷载组合问题,荷载组合按表,4.3.14,执行。,4.1,对顶板：,人防等效静载、自重、复土重等；,不需要迭加消防车的荷载。,4.2,对外墙：,水平荷载：人防等效静载、水压力、土压力；,垂直荷载：按传力路线传来的上部建筑自重（,5,级、砌体外墙时为一半）、顶板传来的等效静载、外墙自重 等。,注：上部传来的为自重，不计入上部的活荷载。,4.3,底板：,新规范主要明确了人防荷载与水压力的组合问题（新增,条文）：,无桩基的底板：,地基反力中没有计入水浮力时：不与水压力组合；,地基反力中计入水浮力时：应与水压力组合。,带桩基的底板：与水压力组合。,三、人防结构设计,1,、,常用结构构件厚度的确定,确定结构厚度的三个因素：,最小厚度要求（构造及安装要求）；,防早期核辐射的厚度要求（非力学因素）；,结构承载力的厚度要求（力学因素）。,1.1,有关构造要求的厚度：,人防钢筋混凝土构件最小厚度,=200mm,单扇防护密闭门门框墙厚度,=300mm,双扇防护密闭门门框墙厚度,=300mm-500mm,防护单元隔墙上的连通口（同一墙体两边开门）厚,度,=500mm,风井在两边安门的井壁厚度,=400-500mm,1.2,防早期核辐射的厚度要求：,防早期核辐射的钢筋混凝土顶板厚度（,mm,）,类别,顶板,6,级,5,级,战时医疗救护站,460,专业队队员掩蔽部,460,二等人员掩蔽部,250,360,注：,a.,当顶板上有复土时，可以折算成混凝土厚度（,1.4,）；,b.,顶板上方的找平层及刚性面层可以计入厚度；,c.,顶板上方有夹层或普通地下室时，夹层及普通地 下室的顶板厚度可以计入。,防早期核辐射对出入口临空墙的厚度要求（,mm,）,类别,一般室外口的临空墙,附壁式室外口的临空墙,室内口的临空墙,6,级,5,级,6,级,5,级,6,级,5,级,医疗救护站,250,650,300,专业队队员掩蔽部,250,650,300,二等人员掩蔽部,250,250,250,550,250,250,注：如不满足时，可以在墙的反面砌,240mm,或,370mm,砖墙（平时砌好）。,1.3,按受力要求的参考尺寸：,顶板：对,6,级：一般取,200,250mm,；,对,5,级：一般取,300,350mm,；,如果,5,级处于负二、负三层时，也可以取,250mm,，由,计算确定。,顶板梁：按梁的截面要求定，跨度及荷载较大时，,高宽比可以放宽，即方梁甚至扁梁。,外墙：通常,300mm,，由计算确定；,防护单元隔墙：,200mm(,五级取,250mm),；,密闭隔墙：,200mm,；,临空墙：,250,300mm(,五级为,300mm),六级为,(250mm),；,底板：在广州地区，由于地下水位较高，底板一般较厚，,大多数情况下不由人防控制。,结构厚度应首先满足防早期核辐射要求，然后满足受力要求。,2,、,结构内力计算及截面设计,2.1,计算工具,利用高层结构计算软件：,不能定义人防参数，因此应作近似处理,利用,“,理正,”,人防结构计算软件：,仅适用于规则的、典型化的板块,对由人防控制的构件（顶板、顶板梁等等），可拆,开为单个构件手工计算或复核。,2.2,内力计算与截面设计中应注意的有关问题,人防板或无梁楼盖的计算弯矩可以折减，按规范,4.6.6,条；,人防梁板可以考虑内力重分布（即进行弯矩调幅），建,议在,25%,以内；,人防无梁楼盖的正负弯矩调幅按附录,C,；,进行抗剪计算及受压验算时，混凝土的材料强度提高系,数要降低，即,1.50.8=1.2,。,为保证受弯构件不出现脆性破坏，必须满足规范的构造,要求，即：,对板：受压区应配钢筋，配筋率为,0.25%,；,对梁：受压区与受拉区的配筋率应满足,4.6.5,条；,拉结筋必须要设，包括顶板、墙体，在广州地区也包括,底板。,四、关于结构的功能转换,1,、,对外的孔口不允许封堵,包括：平时汽车及摩托车坡道式出入口；,平时的汽车升降式出入口；,平时非机动车出入口；,平时的永久性设备出入口；,平时风井的取风口；,平时的电梯间出入口；,平时的楼梯间出入口；,平时通往设备房的门；,通向非人防区的汽车道。,以上平时使用战时不使用的孔口，用人防门代替封堵。,2,、内部行车道通过防护单元之间隔墙处可以封堵，直,接选用封堵构件,3,、,平战结合水池开向水泵房的人孔（气孔）可以封堵,4,、,当跨度,12,米时，允许临战加柱，但要求：,平时作好柱上、下端的预埋件；,后加柱的梁应满足两种状态的受力及配筋要求；,每个房间（区格）不得超过,4,根；,一般只加主梁。,五、结构设计中的有关问题,1,、,顶板外露问题,埋深要求是人防结构的基本要求，必须严格掌握顶板外露,的条件：上部为砌体结构。,2,、,外墙局部外露问题,外墙局部长度上的局部高度外露：平时加挡土墙，档土墙顶,面厚度,1000mm,。,3,、