人防计算简表

２０１３年８月　建黼岛蓑晦　规划与设计　简述人防地下室防护设计计算　’　钟小强　（厦门中合现代工程设计有限公司福建厦门３６１０１２）　摘　要：合理利用地下空间，可以在旧城改造方面拓展思维，打破旧的拆迁模式及拆迁与文物保护方面矛盾，能合理解　决新老建筑结合和功能拓展，并为地面创造了开敞空间，符合现代城市建设紧凑化及人文关怀的新理念。本文主要对人防　地下室工程设计实例工程，介绍门框墙部位构件计算的些内容，以供参考。　关键词：人防设计；受力分析结构计算　中图分类号：ＴＵ９６２　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７３—００３８（２０１３）２３—０００７—０３　１工程概况　某医院，由一栋住院楼（１７层）、门诊楼（４层）、放疗楼（３层）　台商救助中心（８层）和２层地下室组成，为框架剪力墙结构。地　下室总建筑面积为４０１８０．２４ｍ２其中人防面积为１０９５６ｍ２，按专业　队队员掩蔽部和５级防空地下室设计，人防区设置四个防护单　元，分为四个抗爆单元。该工程基础为冲钻孔灌注桩部分，桩端　持力层为中风化岩层。　２地下室人防结构设计的特点　地下室人防结构设计的主要内容包含两方面：①主体结构设　计，包括项板、外侧墙、底板等其他构件的结构设计；②孔口防护　设计，包括出入口的防护和消波系统（防护设备），其中出入口的　防护包含防护密闭门的选用、门框墙及临空墙的计算、出入口通　道（包括风井）的计算等几个方面，而消波系统则包含防爆破活　门的选用和扩散室（箱）的设计。因此地下室人防结构设计具有　以下特点：　（１）结构设计的可靠性可以降低，一般建筑结构Ｄｆ　１０，而人　防结构ｐｆ￣６％。　（２）考虑结构的动力响应。　（３）结构构件可考虑进入塑性工作状态。　（４）材料设计强度可以提高。实验表明，在快速加载的情况　下，这时材料力学性能发生比较明显的变化，主要表现为强度提　高，但变形性能包括塑性性能等基本不变，这对结构工作起到有　利作用，这是在设计中考虑材料强度综合调整系数来完成的。　（５）重视构造要求。人防设计的许多构造要求与一般的建筑　设计不同，要求更为严格，故仅仅只考虑受力计算、不考虑构造　措施是不合理的。　３地下室人防结构设计的原则　根据以上所述的结构设计特点，可以确定防空地下室结构设　计的一般要求：　（１）平战结合，取控制条件，‘在民用建筑的人防地下室的结构　设计中，一般只涉及５级或６级人防设计，结构的顶板基本上都　由战时控制，而侧墙和底板则因防空地下室结构形式的不同而　由实际情况确定。　（２）进行强度验算，由于在核爆动载荷作用下，结构构件变形　极限已由允许延性比控制，且在确定各种构件允许延性比时，考　虑了对变形的限制，因而在防空地下室的结构设计中，不必再单　独对结构构件的变形与裂缝开展进行验算。　（３）只考虑一次核袭击。　（４）注意各部件的协调，以免因设计控制标准不一致而导致　结构的局部先行破坏，失去整个防护建筑的作用。　（５）地面与地下承重结构体系要协调，不能出现两者强弱相　差较大的情况。了解了人防结构设计的特点及原则之后，必须确　定计算所需的载荷值。　４地下室人防设计　（１）等效静荷载标准值。等效静荷载是对核爆动荷载进行简　化动力分析得出的荷载值，为作用在结构构件上动荷载最大值　与系数的相乘积，其值与地面超压值、动荷载波形、构件工作阶　段及允许延性比有关。当条件符合时可由规范（ＧＢ５００３８—２００５）　中直接查取，当条件不符合时，应按规范中公式进行计算。本工　程根据规范要求，人防部分各部位的等效静荷载标准值选择见　表１。　表１等效静荷载标准值　位置　荷载（ｋＮ／ｍ　）　顶板　１ｏｏ　地下室　底板　５０　外侧壁　９０　防护单元与普通　隔墙　２１０　地下室　门框墙　３８０　相邻防护单元隔墙、门框墙　１ＯＯ　门框墙　４００　出入口临空墙、楼梯板　临空墙　２７０　楼梯板　６０　沣：无覆Ｉ谙口分讣入上｛；ｌ：建筑物对地面空气冲击波超　作用的影响　根据人防围护区各构件的受力情况及构造要求，该工程相应　各构件截面选择见表２。　表２构件截面选择值　构件名称　厚度（ｍｍ）　混凝士等级　’　地下室侧壁　６００　Ｃ４０　相邻防护单元分隔墙　２５０　Ｃ４０　外分隔墙临空墙　３ｏｏ　Ｃ４０　门框墙　３００　Ｃ４０　地下窀顶板　２５０　Ｃ４０　地下室底板　６ｏＯ　Ｃ４０　防塌楼梯板　２００　Ｃ３０　（２）口部设计。人防设计重点在于口部设计，口部设计有门框　墙设计，即侧挡板和上、下挡板设计，防塌楼梯和出入口项盖设　・７・

版本号：B

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哈尔滨工业大学建筑设计研究院文件

人 防 设 计 计 算 书

代码:［BＲ－７－13］

项目名称 哈尔滨世茂滨江新城新建地下人防工程

工程编号 17094 专 业 结 构

设 计 王 亮

校 对 柳少公

审 核 于福臻

哈尔滨工业大学建筑设计研究院

人防计算书

一、 设计依据

《人民防空地下室设计规范》GB50038—2005

《建筑地基基础设计规范》GB50007—2011

《混凝土结构设计规范》GB50010—2010

《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(2016版）

二、荷载取值

人防工程为地下两层，层高均为3.6m，地下二层为甲类核6级，常6级物资库，地下一层为甲类核6级，常6级二等人员掩蔽所，荷载根据《人民防空地下室设计规范》GB50038-2005取值，按承受常规武器爆炸动荷载、核武器爆炸动荷载、静荷载组合分别作用设计，日 期 2017-4 并取最不利组合配筋。

三、材料

墙、柱混凝土采用C35，梁、板采用C35混凝土，钢筋:采用HRB400级。

四、结构体系 人防地下室荷载（kN/m2）

地下车库顶板 70 通道底板 75

地下车库外墙 60 防护间单元隔墙 50

地下车库底板

（桩基础） 25 防护单元与地下室隔墙 110

临空墙 160 防护单元与地下室门框墙 170

门框墙 240 梯板正面 60

通道顶板 75 梯板反面 30

防倒塌棚架水平 15 防倒塌棚架垂直 50

上下防护单元间楼板 50 本工程采用钢筋混凝土框架结构，外墙、临空墙、隔墙等采用钢筋混凝土墙体，基础采用桩基础，地下室底板为桩基础防水板，地下室顶楼盖采用无梁楼盖体系，梁、板、墙、底板构件尺寸详见图纸。

五:设计方法

人防楼板及梁柱配筋采用盈建科1.8.2版，输入相应荷载进行设计.

地下室外墙，临空墙，人防隔墙等采用理正,scct等结构计算软件,按相应人防荷载进行设计.

一、门框墙等效静荷载标准值

qe=380KN/m2

2、由门扇传来的等效静荷载标准值qia、qib

门扇短边长a1.2m

门扇长边长b2.2ma/b=0.545查GB50038-2005表4.7.5-2

0.50.60.545

0.370.370.37

0.470.440.456

门洞短边单位长度作用力标准值qia=168.72KN/m

门洞长边单位长度作用力标准值qib=208.10KN/m

二、门框墙配筋计算

（一）、水平段

1、门框墙内力计算

见GB50038-2005图4.7.5-1

门框墙悬挑长度L(水平)390mm

门框墙厚度h350mm

门扇搭接长度100mm

门扇传来的作用力至悬臂根部的距离L1356.7mm

直接作用在墙上的等效静荷载标准值qe的分布宽度L2290mm

按GB50038-2005第4.10.12条计算门框墙内力

门洞边单位长度内悬臂根部弯矩M：

M=qib*L1+qe*L2*L2/2=90.20KN.m/m

门洞边单位长度内牛腿（或悬臂梁）根部剪力V：

V=qib+qe*L2=318.30KN/m

2 .构件截面设计

1).结构构件材料及材料强度,依据GB 50010-2002表3.4.1、表3.4.2、表4.1.4、

表4.2.3-1及GB50038-2005表4.2.3。

f

c(N/mm2)f

t(N/mm2)γdf

cd(N/mm2)f

td(N/mm2)

14.31.431.521.452.145

f

y(N/mm2)f'

y(N/mm2)γdf

yd(N/mm2)f '

yd(N/mm2)

3003001.35405405

f

y(N/mm2)f'

y(N/mm2)γdf

yd(N/mm2)f '

yd(N/mm2)

2102101.35283.5283.5

2). 正截面受弯承载能力验算(以1m长为计算单元)

悬臂构件宽度b=1000mm

悬臂构件有效厚度h0=330mm钢筋人防密闭门框墙按钢筋混凝土悬臂构件设计。本工程抗力等级为核5级。

0

人防荷载计算：

按设计技术要求，6级人防地面空气冲击波超压峰值为ΔPm=0.05MPa。采用等效静荷载计算。

a）顶板：覆土3.0m，取c0=200，γc=2，δ=0.2

由10ccc，得012001002cccm/s

土中压缩波的最大压力

121(1)41(10.2)0.051001.0448.5hmhPPctKPa

式中：mP——地面空气冲击波超压峰值，MPa；

h——土体的计算深度，m。计算结构顶板时，取土体实际厚度；计算侧墙时，可取各层外墙的中点至地表面的深度；

1c—土的峰值压力波速，m/s；

2t——降压时间，s；

——应变恢复比。

顶板最小净垮长5m，结构最不利覆土为2.54m。结构覆土大于最不利覆土厚度，综合反射系数K=1.35。

顶板为大偏心构件，允许延性比=3.0，顶板的动力系数Kd=2*/(2*-1)=1.2，顶板的均布等效静荷载标准值：

111.21.3548.578.57dhqKKPKPa

b）底板：

底板的动力系数Kd3=1.34，底压系数=0.8；

底板的均布等效静荷载标准值310.878.5762.86qqKPa

c）边墙：

覆土9.95m，取c0=300，γc=2，δ=0.1 1

由10ccc，得013001502cccm/s

土中压缩波的最大压力

121(1)9.951(10.1)0.051501.0447.13mhhPPctKPa

土的侧压系数ζ=0.54

边墙为大偏心构件，允许延性比=2.0

边墙的动力系数Kd2=1.34

边墙的均布等效静荷载标准值220.5447.131.3434.10dhqKPKPa