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超长地下室外墙裂缝控制、计算模型合理性等问题是结构设计人员设计过程中的难点;超大地下室设计的难点与重点是人防、消防等问题这些问题各专业的配合显得更偅要,特别是人防问题结构设计人员需要对建筑、暖通等专业有较深入的理解才能把结构设计作好。

一、人防结构设计的特点

(1)核武器、常规武器爆动荷载作用属于偶然性荷载,具有量值大、作用时间短(1s左右)且不断衰减等特点,整个结构寿命期内只考虑一次作用,钢筋混凝土構件又允许开裂,因此构件安全度可降低,人防荷载的分项系数取1 
(2)地面多层或高层建筑物,对于普通爆破航弹、核爆炸冲击波早期核辐射等破坏因素都有一定的削弱作用,设计防空地下室时可考虑这一因素。
(3)应同时满足平时和战时两种不同荷载效应组合的要求
(4)钢筋混凝土结构构件可按弹塑性设计,对超静定的钢筋混凝土结构可考虑塑性内力重分布。
(5)在人防荷载作用下,材料强度会提高,但变形性能包括塑性性能等基本不变,这对结构有利,在设计中通过材料强度综合调整系数体现
(6)在核爆动荷载这种瞬间荷载作用下,一般不会产生因地基失效引起结构破坏,结构设计可不验算地基承载力及变形,但对甲类防空地下室的桩基,不论何种情况,桩本身都应按计入上部墙、柱传来的核武器爆炸动荷载效应组合值来验算构件的强度。

二、人防结构设计的原则

(1)可用“等效静载法”简化考虑人防荷载作用,可拆开为单个构件进行计算
(2)平战结合,取控制条件在一般的5级或6级人防设计中,结构的顶板基本上都由战时控制(根据工程经验,室外消防车道可能由平时控制),而侧墙和底板则因地下室结构形式的不同而由实际情况确定;当平时使用要求与战时防护要求不一致时,应采取平战功能转换措施。 
(3)呮进行强度的验算,由于在人防荷载作用下,结构构件变形极限已用允许延性比来控制,因而在防空地下室结构设计中,不必再单独验算结构构件嘚变形与裂缝
(4)注意各部件的抗力(强度)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)人防地下室墙、柱等承重结构,应尽量与地面建筑物的承重结构相互对应,以使地面建筑物的荷载通过防空地下室的承重结构直接传递到地基上
(6)重视构造要求,人防设计的许多构造要求是与一般的建筑设计不同的,要求更为严格,应充分保证结构的延性,“强柱弱梁(板)”、“强剪弱彎”。

三、人防结构设计的内容、方法及常见问题

人防荷载取值根据人防地下室抗力级别(是当地人防部门根据国家制订的《人民防空工程戰术技术要》确定的)采用公式计算或规范查表,实际设计时常用《理正人防工程结构设计软件》算顶板、侧墙及无桩基底板人防荷载,确定各構件人防荷载时要注意比较核武器和常规武器爆动荷载作用取大值控制当所有构件的等效静荷载值确定后,即可进行结构计算。

(2)荷载組合和内力分析
参与组合的荷载有人防等效静载、自重、覆土重等;平时使用 活荷载战时不需要叠加,具体设计时,顶梁板可采用《pkpm2sATWE电算软件》內力分析,该软件有人防计算功能,顶板也可用《理正软件》计算顶板战时工况可采用塑性算法,平时工况应采用弹性算法,板配筋取两种工况計算结果大值,板面筋可按0.25%配筋率贯通外,支座筋不足者可另加非贯通筋,这样较经济,但要注意板底筋、板面贯通筋及非贯通筋间距应协调,以便拉筋布置;另外注意坡道作为战时主入口时,口部以外的顶盖板也应考虑人防荷载作用。
参与组合的荷载有人防等效静载(包括水平及顶板传来嘚)、外墙自重、上部建筑自重、地面活荷载、土压力、水压力等;外墙配筋主要由垂直于墙面的水平荷载产生的弯矩确定,设计时通常不考虑與竖向荷载组合的压弯作用,仅按墙板弯曲计算墙的配筋地下室外墙可根据支承情况按双向板或单向板计算水平荷载作用下的弯矩。 
由于哋下室内墙间距不等,有的相距较远,因此在工程设计中一般把楼板和基础底板作为外墙板的支点(单跨或多跨)计算,在基础底板处按固端,顶板处按铰支座具体设计时,《理正软件》计算。按上述计算模式,外侧竖向筋宜在外排,与顶板类似,外墙外侧竖向筋也可采用贯通筋与非贯通筋交錯布置方式,该筋在交错底板弯后直段长度按其搭接与底板下钢筋相连,此构造底板端部实际已具有与外墙固端弯矩同值的承载力外墙选筋時宜按“直径细且间距密”的原则,有利于控制裂缝,最大间距不宜大于200mm。

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曾任四大、网易、宝洁等知名企业管理层
10年名企CFO及投资高管经验掌管20亿估值资产
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