人防設(shè)計(jì)要點(diǎn)PPT

1、人防設(shè)計(jì)要點(diǎn)一、防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)及一般規(guī)定：二、人防規(guī)范的適用范圍 ：三、防空地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟：四、防空地下室的荷載組合：五、防空地下室的等效靜載：六、常用結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)：七、構(gòu)造措施：八、人防標(biāo)準(zhǔn)圖集的選用： 一、防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)及一般規(guī)定: 1、主要特點(diǎn)： 防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)是要考慮戰(zhàn)時(shí)核 爆動(dòng)荷載的作用。核爆動(dòng)荷載屬于偶然性荷載，具有 荷載量值大，作用時(shí)間短且不斷衰減等特點(diǎn)。暴露于 空氣中的防空地下室結(jié)構(gòu)構(gòu)件，如高出地面不復(fù)土的 外墻、不復(fù)土的頂板、通道內(nèi)防護(hù)密閉門門框墻、臨 空墻等部位應(yīng)考慮直接承受地面空氣沖擊波的作用。 其它與土相鄰的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，如有

2、復(fù)土頂板、土中外墻 及底板等，則應(yīng)考慮直接承受土中壓縮波的作用。由 于防空地下室戰(zhàn)時(shí)與平時(shí)考慮的荷載效應(yīng)組合不同，因此規(guī)范4.1.7條規(guī)定“防空地下室結(jié)構(gòu)除按本規(guī)范設(shè)計(jì)外，尚應(yīng)根據(jù)其上部建筑在平時(shí)使用條件下，對(duì)防空地下室結(jié)構(gòu)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并應(yīng)取其中控制條件作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)”，即防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)同時(shí)滿足平時(shí)與戰(zhàn)時(shí)二種不同荷載效應(yīng)組合的要求，這是防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本特點(diǎn)。 規(guī)范在4.1.6條中對(duì)5、6級(jí)防空地下室結(jié)構(gòu)還提出另一種設(shè)計(jì)方法，即可采用平戰(zhàn)兼顧設(shè)計(jì)方法，就是對(duì)結(jié)構(gòu)某些部位可以先根據(jù)平時(shí)使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，但需同時(shí)考慮到臨戰(zhàn)時(shí)能采取有準(zhǔn)備的、可靠的加固措施，確保在規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到戰(zhàn)時(shí)

3、各項(xiàng)防護(hù)要求。 防空地下室結(jié)構(gòu)在核爆動(dòng)荷載作用下，只驗(yàn)算結(jié)構(gòu)承載力。對(duì)結(jié)構(gòu)變形、裂縫開展以及地基承載力與地基變形可不進(jìn)行驗(yàn)算。 防空地下室結(jié)構(gòu)在核爆動(dòng)荷載作用下，其動(dòng)力分析采用等效靜荷載法。 核爆時(shí)產(chǎn)生的殺傷破壞因素不只限于空氣沖擊波,對(duì)防空地下室來講至少還應(yīng)考慮早期核輻射。早期核輻射是核武器特有的殺傷因素，對(duì)結(jié)構(gòu)本身不產(chǎn)生破壞作用，但當(dāng)進(jìn)入防空地下室的核輻射超過規(guī)定的限值時(shí)，就會(huì)對(duì)內(nèi)部人員起殺傷作用。早期核輻射主要通過防空地下室頂板與出入口進(jìn)入室內(nèi)，為簡(jiǎn)化計(jì)算,規(guī)范采用規(guī)定圍護(hù)構(gòu)件厚度和通道長(zhǎng)度的構(gòu)造作法來滿足防早期核輻射的要求。對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說，主要是在確定頂板、出入口門框墻、臨空墻及外墻厚

4、度時(shí)應(yīng)注意要能同時(shí)滿足防早期核輻射的要求。 防空地下室劃分防護(hù)單元與抗爆單元是用來減少常規(guī)武器破壞作用所造成損失的措施。這種措施比較經(jīng)濟(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是確定防護(hù)單元墻的等效靜載、墻體厚度并計(jì)算出配筋。 2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般規(guī)定： a、核爆動(dòng)荷載作用的簡(jiǎn)化考慮： 在核爆動(dòng)荷載作用下，不計(jì)入上部建筑物在地面沖擊波荷載作用下可能傳給防空地下室結(jié)構(gòu)的彎矩與剪力。 b、對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件可考慮進(jìn)入塑性工作狀態(tài)： 在核爆動(dòng)荷載作用下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形通常是隨時(shí)間的增長(zhǎng)至最大值，隨之即出現(xiàn)衰減振動(dòng)，因此可以考慮由結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生的塑性變形來吸收荷載能量，即在核爆動(dòng)荷載作用下，構(gòu)件可進(jìn)入塑性工作狀態(tài)。 在防空地下室

5、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)只考慮彈性階段工作的結(jié)構(gòu)構(gòu)件稱為彈性工作階段設(shè)計(jì)。如磚砌體外墻，由于砌體屬脆性材料，所以設(shè)計(jì)中按彈性工作階段考慮。對(duì)于既考慮彈性階段工作，又考慮塑性階段工作的結(jié)構(gòu)構(gòu)件稱為按彈塑性工作階段設(shè)計(jì)。如鋼筋混凝土頂板、外墻、臨空墻等。因此在動(dòng)荷載作用下，對(duì)防空地下室鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來說，處于屈服后開裂狀態(tài)仍屬正常工作狀態(tài)。防空地下室設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件工作狀態(tài)是用允許延性比表示。規(guī)范在4.4.1條中規(guī)定，允許延性比為構(gòu)件允許最大變位與其彈性極限變位的比值。當(dāng)=1時(shí)，是按彈性工作階段設(shè)計(jì)；當(dāng) 1時(shí)，是按彈塑性工作階段設(shè)計(jì)。規(guī)范在4.4.2條中對(duì)砌體構(gòu)件允許延性比值規(guī)定取1.0；對(duì)重要的密閉要求高

6、的鋼筋混凝土構(gòu)件（如防護(hù)密閉門及其門框墻）宜按彈性工作階段設(shè)計(jì)，值取1.0。對(duì)有一般密閉、防水要求的鋼筋混凝土構(gòu)件，可按彈塑性工作階段設(shè)計(jì)，值按不同受力情況分別取值，其中受彎構(gòu)件取3.0，大偏壓構(gòu)件取2.0，小偏壓構(gòu)件取1.5，中心受壓構(gòu)件取1.2。由于受力情況不同，各類構(gòu)件所能提供的延性性能也不相同，即各種不同的受力構(gòu)件在達(dá)到最后破壞時(shí)所具有的安全儲(chǔ)備相差較大，因此當(dāng)按彈塑性工作階段設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使體系中安全儲(chǔ)備較大的受彎截面先出現(xiàn)塑性鉸，以防止安全儲(chǔ)備較小的受壓、受剪截面先達(dá)到最大抗力而導(dǎo)致體系的脆性破壞。由于在核爆動(dòng)荷載作用下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形極限已用允許延性比控制，且在確定各種構(gòu)件允許延性比時(shí)

7、，已考慮了對(duì)變形的限制，因而在防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不必再單獨(dú)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形與裂縫開展進(jìn)行驗(yàn)算。 c、材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度可提高： 在核爆動(dòng)荷載作用下，材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度可適當(dāng)提高，安全度可適當(dāng)調(diào)整。實(shí)驗(yàn)表明，加載速度直接影響材料的力學(xué)性能，在核爆動(dòng)荷載作用下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件所經(jīng)受的毫秒級(jí)快速變形過程，與標(biāo)準(zhǔn)靜載試驗(yàn)速度比要快千百倍，這時(shí)材料力學(xué)性能發(fā)生比較明顯的變化，主要表現(xiàn)為強(qiáng)度提高，但變形性能包括塑性性能等基本不變，這對(duì)結(jié)構(gòu)工作起到有利作用。動(dòng)力試驗(yàn)還表明，初始施加的靜應(yīng)力即使高達(dá)70%屈服應(yīng)力，然后再加動(dòng)荷載，此時(shí)材料強(qiáng)度的提高值仍與單獨(dú)施加瞬間動(dòng)載時(shí)一致。所以在設(shè)計(jì)中當(dāng)核爆動(dòng)荷載與靜荷載同時(shí)作用下，仍

8、可取同樣的動(dòng)力強(qiáng)度提高系數(shù)。 二、人防規(guī)范的適用范圍 ： 人防規(guī)范適用于新建或改建的 4、4B、5、6級(jí)的各類防空地下室設(shè)計(jì)。 在工程設(shè)計(jì)中大家一般重視人防等級(jí)而忽視平戰(zhàn)時(shí)的使用性質(zhì)，人防平戰(zhàn)時(shí)的使用性質(zhì)與有些人防規(guī)定是有密切聯(lián)系的。三、防空地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟： 1、經(jīng)查表或計(jì)算確定等效靜載標(biāo)準(zhǔn)值及永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值。 2、進(jìn)行防空地下室結(jié)構(gòu)荷載組合；按人防規(guī)范4.6.2條的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行承載力設(shè)計(jì)。其中，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0取1.0；永久荷載分項(xiàng)系數(shù)G當(dāng)效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)取1.2，有利時(shí)取1.0。人防等效靜載分項(xiàng)系數(shù)Q取1.0。 3、防空地下室戰(zhàn)時(shí)設(shè)計(jì)荷載確定后，可按靜力設(shè)計(jì)方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力

9、分析。 4、在戰(zhàn)時(shí)荷載作用下進(jìn)行截面設(shè)計(jì)時(shí)，材料動(dòng)力強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取靜荷載作用下材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以材料強(qiáng)度綜合調(diào)整系數(shù)d，其值按人防規(guī)范表4.6.3采用。四、防空地下室的荷載組合： 作用在防空地下室結(jié)構(gòu)上的荷載，應(yīng)包括核爆動(dòng)荷載、上部建筑物自重、土壓力、水壓力及防空地下室自重等。防空地下室結(jié)構(gòu)不同部位應(yīng)考慮的荷載組合見人防規(guī)范表4.3.14。在防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，將核爆動(dòng)荷載與靜力荷載組合后的荷載稱為“人防荷載”，它包括了核爆動(dòng)荷載及同時(shí)存在的所有靜力荷載。 1、頂板： 在頂板荷載組合中，不必同時(shí)考慮上部建筑物產(chǎn)生倒塌的荷載值，其理由是倒塌荷載的作用時(shí)間滯后于沖擊波峰值作用時(shí)間，即倒塌荷載作用時(shí)

10、，沖擊波對(duì)頂板的主要作用已經(jīng)過去，且規(guī)范規(guī)定的倒塌荷載產(chǎn)生的等效靜載值為50KN/m2，小于沖擊波對(duì)頂板的等效靜載值，因此在頂板荷載組合中不必計(jì)入倒塌荷載值。頂板按表進(jìn)行荷載組合就可以。 2、外墻： 目前工程中大部分外墻是按受彎構(gòu)件計(jì)算的，因此，荷載組合主要包括核爆動(dòng)荷載產(chǎn)生的水平動(dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（即等效靜載）、水壓力和土壓力標(biāo)準(zhǔn)值、地面堆積物荷載標(biāo)準(zhǔn)值。3、基礎(chǔ)： 人防底板計(jì)算應(yīng)進(jìn)行人防荷載組合和非人防荷載組合比較，用起控制作用的組合進(jìn)行底板計(jì)算。 人防荷載組合： a、人防底板等效靜載標(biāo)準(zhǔn)值。 b、上部建筑物自重標(biāo)準(zhǔn)值（5級(jí)人防上部為砌體結(jié)構(gòu)時(shí)，取、1/2自重標(biāo)準(zhǔn)值）。 c、人防頂板傳來的靜載標(biāo)

11、準(zhǔn)值。 d、人防墻體自重標(biāo)準(zhǔn)值。 非人防荷載組合： a、上部建筑物自重及永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值。 b、上部建筑物活載標(biāo)準(zhǔn)值。 c、人防頂板傳來的靜載標(biāo)準(zhǔn)值。 d、人防頂板傳來的活載標(biāo)準(zhǔn)值。 e、人防墻體自重標(biāo)準(zhǔn)值。 人防底板進(jìn)行人防荷載組合和非人防荷載組合比較時(shí)要考慮到：非人防荷載組合時(shí)，對(duì)由永久荷載效應(yīng)控制的組合，永久荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)取1.35；人防荷載組合時(shí)，永久荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.20。在比較時(shí)人防荷載組合應(yīng)大于非人防荷載組合1.35（或1.20）倍才能起控制作用（1.35為材料強(qiáng)度綜合調(diào)整數(shù)）。 在按表4.3.14組合時(shí)請(qǐng)注意表下注釋。五、防空地下室的等效靜載： 1、頂板等效靜載： 按人防規(guī)范4.

12、5.2條及表4.5.2取值。 表4.5.2注中提到計(jì)入上部建筑物影響這個(gè)概念.5、6級(jí)人防當(dāng)符合下列條件之一時(shí)可計(jì)入上部建筑物影響 ：1、人防上部地面上建筑物層數(shù)不小于兩層，其首層外墻為不低于240mm厚磚砌體，且任何一面外墻墻面開孔面積不大于該墻面面積的50%。2、人防上部地面上建筑物為單層，其承重外墻使用的材料和開孔比例符合上款規(guī)定，且屋頂為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。上部建筑物對(duì)防空地下室的影響是在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上分析得出的?，F(xiàn)在有許多防空地下室建在地下三、四層而地上又無建筑物，對(duì)于這種情況也應(yīng)計(jì)入上部建筑物的影響。 2、外墻等效靜載： 按人防規(guī)范4.5.3條及表4.5.3-14.5.3-2取值。 3、

13、底板等效靜載： 按人防規(guī)范4.5.5條及表4.5.5取值。 當(dāng)人防采用獨(dú)立柱基加防水板時(shí)，其等效靜載：5級(jí)：50KN/m2；6級(jí)：25KN/m2。 4、門框墻等效靜載： 按人防規(guī)范4.5.6條及表4.5.6-1取值。 門框墻的計(jì)算中，門扇傳給門框墻的等效靜載同樣按表4.5.6-1取值，再按表4.5.6-2、表4.5.6-3的反力系數(shù)分配給門框墻。 5、臨空墻等效靜載： 按人防規(guī)范4.5.7條及表4.5.7取值。 表中提供了出入口部位及形式，這里說明一點(diǎn)：室外多跑式樓梯出入口按照室外豎井取值。 6、大于等于二層室外多跑式樓梯出入口內(nèi)門框墻、臨空墻按人防規(guī)范4.5.14條取值。 7、相鄰防護(hù)單元隔

14、墻及門框墻等效靜載： 按人防規(guī)范4.5. 8條及表4.5.8-14.5.8-2取值。 8、防倒塌棚架等效靜載： 按人防規(guī)范4.5.10條及表4.5.10取值。 9、人防室外出入口通道外墻的等效靜載： 同防空地下室的外墻等效靜載取值。 一般通道外墻外側(cè)是土，如果通道一側(cè)外墻外側(cè)不是土是普通地下室，可按臨空墻取值乘0.85系數(shù)。 10、人防室外出入口通道頂板、底板的等效靜載： 按人防規(guī)范4.5.11條及表4.5.11-14.5.11-2取值。 11、人防采用多跑式室外出入口，樓梯踏步與休息板等效靜載： 按人防規(guī)范4.5.13條及表4.5.13取值。 12、擴(kuò)散室安裝懸板活門墻的等效靜載： 按臨空墻

15、等效靜載取值。 擴(kuò)散室除安裝懸板活門的墻外，其它內(nèi)墻的等效靜載：a、設(shè)有濾毒通風(fēng)進(jìn)風(fēng)口擴(kuò)散室（擴(kuò)散室允許余壓值0.03N/mm2）為40KN/m2；b、排風(fēng)口和未設(shè)濾毒通風(fēng)進(jìn)風(fēng)口擴(kuò)散室（擴(kuò)散室允許余壓值0.05N/mm2）為65KN/m2。 13、人防規(guī)范4.5.9-3條中高出地面的人防外墻和擋窗板水平等效靜載： 130KN/m2；150KN/m2（此條僅用于6級(jí)人防）。六、常用結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)：1、室外出入口防倒塌棚架： 一般采用開敞式，即由現(xiàn)澆頂板、鋼筋混凝土梁、柱和非承重的脆性圍護(hù)構(gòu)件組成。防倒塌棚架的受力狀態(tài)為：在地面沖擊波作用下，圍護(hù)構(gòu)件迅速遭受破壞被摧毀，僅剩下開敞式的承重結(jié)構(gòu)。由于開

16、敞式結(jié)構(gòu)的梁、柱等斷面較小，因此在沖擊波荷載作用下可按僅受水平動(dòng)壓考慮。作用在開敞式防倒塌棚架上的水平等效靜載值前面已經(jīng)講過。設(shè)計(jì)時(shí)除每根柱子迎爆面均受水平動(dòng)荷載外，頂板與梁相應(yīng)截面也承受水平動(dòng)荷載，并將此荷載傳給柱子。由于在同一方向上各柱子側(cè)移剛度相等，因此，可把水平動(dòng)荷載均勻分配到每根柱上。為簡(jiǎn)化計(jì)算，柱子可視作為下端固定的懸臂梁來確定內(nèi)力。作用在棚架上的垂直荷載包括結(jié)構(gòu)自重及倒塌荷載與水平動(dòng)荷載按不同時(shí)作用考慮，可以分別計(jì)算，其結(jié)果不必疊加。圍護(hù)墻應(yīng)采用在沖擊波作用下易破碎的材料，圍護(hù)墻與柱不應(yīng)采用鋼筋拉接。棚架頂板上不應(yīng)做鋼筋混凝土女兒墻。如棚架頂板挑出檐板，柱的縱筋上端不得錨入挑檐板

17、。柱截面盡量做小。柱基埋深大于1米，目前工程設(shè)計(jì)中柱縱筋基本都生根于地下墻體。具體設(shè)計(jì)詳2003全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施-防空地下室第53頁(yè)。也可按防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)FG0103標(biāo)準(zhǔn)圖集第133頁(yè)選用。2、門框墻： 門框墻的設(shè)計(jì)可以直接按防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)FG0103標(biāo)準(zhǔn)圖集第40頁(yè)選用。下面介紹一下門框墻的受力情況，在水平荷載作用下，門框墻是一塊受彎工作的開口平板，為簡(jiǎn)化計(jì)算往往劃分成側(cè)墻、上過梁及門檻幾部分獨(dú)立計(jì)算。規(guī)范在4.6.13 條規(guī)定當(dāng)門洞邊長(zhǎng)大于或等于2倍墻體懸挑長(zhǎng)度時(shí)可視為單向受力，宜按牛腿或懸臂梁計(jì)算。當(dāng)門洞邊長(zhǎng)小于2倍墻體懸挑長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)為雙向受力構(gòu)件，為使受力明確，宜在

18、洞邊設(shè)梁（柱）。加設(shè)的梁（柱）在水平荷載作用下可按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，此時(shí)與梁（柱）相連的墻體成為四邊支承板，在此情況下，該墻體已不再是門的支承構(gòu)件，因此作用在墻體上的荷載可按臨空墻荷載作用。上過梁按垂直荷載作用和水平荷載作用的組合進(jìn)行計(jì)算。門上過梁除自身受水平動(dòng)荷載外還承受由門傳來的水平動(dòng)荷載。具體設(shè)計(jì)詳2003全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施-防空地下室第49頁(yè)。 3、臨空墻： 臨空墻分為整片臨空墻和安裝防爆活門的開孔臨空墻，整片臨空墻在水平荷載作用下可根據(jù)支承情況按雙向或單向板計(jì)算。安裝防爆活門的開孔臨空墻除墻體本身受到水平荷載外還應(yīng)計(jì)入防爆活門傳來的荷載，計(jì)算方法與門框墻基本一致，只是荷載應(yīng)按臨空墻荷載取值。安裝防爆活門的開孔臨空墻的設(shè)計(jì)可以直接按防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)FG0103標(biāo)準(zhǔn)圖第187頁(yè)選用。七、構(gòu)造措施： 1、材料強(qiáng)度等級(jí)：不應(yīng)低于規(guī)范表4.7.1的規(guī)定。 2、結(jié)構(gòu)構(gòu)件最小