人防荷载在地下室结构设计中应用
建筑工程人防地下室结构设计分析
建筑工程人防地下室结构设计分析摘要:以《人民防空地下室设计规范(gb 50038-2005)》所提出的要求为准则,浅谈人防地下室结构的设计特点、原则以及具体内容。
关键词:等效静载法;围护结构;人防荷载0前言人民防空地下室(以下简称人防地下室)是人防工程的重要组成部分,是战时提供人员、车辆、物资等掩蔽的主要场所,在平时由于地下室的特殊性,也是作为防灾、减灾指挥所及避难所。
人防地下室和普通地下室有着很多相同点,这使很多人认为普通地下室就是人防地下室。
人民防空地下室在战时可对人员、车辆、物资等起到掩护的作用,是重要的人防工程。
1人防地下室结构设计特点(1)人防地下室结构可靠度比一般建筑结构要低。
《建筑结构可靠度设计统一标准(gb 50068-2001)》规定一般混凝土结构构件延性破坏时可靠指标β= 3.2,失效概率为pf = 0.069% ,脆性破坏可靠指标β= 3.7,失效概率为pf = 0.011%;《人民防空地下室设计规范(gb 50038-2005)》(以下简称《规范》)规定人防地下室结构构件延性破坏时可靠指标β= 1.55,失效概率为pf = 6.1% ,脆性破坏可靠指标β= 2.4,失效概率为pf = 0.8%。
(2)常规武器爆炸动荷载和核武器爆炸动荷载作用下,人防地下室结构动力分析可采用等效静荷载法,在等效静荷载和静荷载确定后按静力计算方法进行结构内力分析。
(3)由于核爆炸荷载和常规武器爆炸荷载均只按一次作用考虑,因此结构构件可考虑进入塑性工作状态,按弹塑性工作阶段计算结构内力,以便节约建筑材料,充分发挥结构的潜力。
(4)人防地下室结构设计时材料设计强度可以提高。
材料设计强度的提高在设计中是通过考虑材料强度综合调整系数来完成的,如钢材 = 1.15~1.5,混凝土= 1.5。
(5)一般钢筋混凝土结构,依其性能和使用要求,要进行两种极限状态的验算,即:承载能力极限状态(包括强度、稳定和疲劳验算)和正常使用极限状态(包括变形、裂缝出现和裂缝宽度等的验算)。
人防地下室结构设计要点
人防地下室结构设计要点摘要:人防地下室结构设计涉及的相关规范及图集较多,随着通用规范的推出,明确了逐步用全文强制性工程建设规范取代现行标准中分散的强制性条文的改革任务,逐步形成由法律、行政法规、部门规章中的技术性规定与全文强制性工程建设法规构成“的技术法规”体系,本文论述了人防地下室结构设计要点,以期为结构工程师在符合战时及平时的功能要求的前提下设计成果做到安全、适用、经济、合理做出参考。
关键词:人防等效静荷载,人防配筋率,人防构件截面尺寸引言:人防区域的划分要正确、密闭,人防构件与主体结构构件位置重合时,应以大值(砼强度、截面、配筋、构造要求等)设计施工。
一、人防地下室结构设计概述1人防地下室结构设计特点:相较于普通地下室,人防地下室的结构要求更高,在设计中需要考虑的问题更多,要充分考虑人防地下室战时防范作用,同时也要考虑其在平时的应用。
人防地下室暴露于空气中的部分,在发生爆炸时会受到空气冲击波的作用,而埋入土中的部分则会受到土带来的压缩波的作用。
对于人防地下室的墙以及柱等结构来讲,不仅会受到自身以及上部建筑和土带来的荷载,而且还会承受上部结构爆炸动荷载作用。
在设计过程中需要充分考虑爆炸动荷载问题。
孔口防护设计以及主体结构设计是人防地下室结构设计应关注的重点。
在人防地下室结构设计过程中,通常需要应用等效静荷载法进行动力分析,并且在为了保障计算结果的精确性,需要将整个结构进行拆分,拆分成单个构件进行计算。
如果人防地下室存在地面建筑,则需将其作为人防地下室结构的一部分来考虑,既要保证地上建筑战时的抗力要求,也要保证地面建筑结构能够满足平时的使用要求,以便提升地上建筑的使用率。
因此在设计时需要采用平战兼顾的方法,使其能够同时满足平时与战时的应用需求。
但是由于地面建筑在平时使用与战时使用过程中的要求存在较大的差异,因此在设计时应确保地面建筑能够进行功能转换。
除此之外,在人防地下室结构设计过程中应做好各部件的协调,保证设计标准的一致性。
人防地下室结构设计
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。
2.2 内力计算与截面设计中应注意的有关问题 ① 人防板或无梁楼盖的计算弯矩可以折减,按规范 条;
② 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;
③ 人防无梁楼盖的正负弯矩调幅按附录C; ④ 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1.5×0.8=1.2。 ⑤ 为保证受弯构件不出现脆性破坏,必须满足规范的构造
④ 门框墙:按表查取 注意一:门框墙比同一面临空墙的荷载取高,原因是: 临空墙[β]=2,门框墙[β]=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。
⑤ 人防单元间的隔墙:按表,查取 ⑥ 平时设备房间与人防区之间的隔墙:当前可以参照第③
条取,但可以作为建议向规范编写组提出。
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; 各部位荷载按第确定。 荷载点包括: ① 首层楼梯间的墙体上; ② 或首层楼梯间的框架柱梁上; ③ 首层至二层楼面的梯段板、平台板上;
④ 地下室至首层的梯段板、平台板上; ⑤ 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 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。
人防地下室结构设计经验总结 人防地下室结构设计规范
人防地下室结构设计经验总结人防地下室结构设计规范广东建材2009年第11期建筑设计与装饰人防地下室结构设计经验卓毅刚摘(广州市人防建筑设计研究院有限公司)要:本文较系统的结合规范介绍了人防地下事结构设计特点和设计原则,对人防地下室结构设计中的主要构件进行了设计分析,并对设计中应注意的几个问题进行了探讨,供同行参考。
关键词:人防地下室;结构设计;经验;经济性随着经济建设的迅速发展,高层、超高层建筑在全国各大中等城市拔地而起,地下停车库、地下商场等地下建筑物的大量兴建,人防工程建设逐步走向与城市建设相结合的道路。
特别在经济发达的地区和城市,繁华的商业地段成为地下空间开发的热点和焦点,其地下空间的利用离不了以防灾救灾为目的的人防工程。
本文就人防工程中最常见的低抗力等级人防地下室(核5,常5级以下)为例子,进行结构设计经验总结。
1材料人防地下室在有人防荷载参与结构计算过程中,应注意乘以材料强度综合调整系数Yd。
详见GB50038-2005《人民防空地下室设计规范》(以下简称《人防规范》)4.2条。
1.1混凝土人防地下室选用混凝土的强度等级一般为C30C35。
笔者不建议选用C40以上的混凝土,原因有二:(1)C40--一C55混凝土中受拉钢筋的最小配筋率为0.3,而C25~C35混凝土中受拉钢筋的最小配筋率为0.25。
由于人防地下室考虑防辐射及密闭防毒作用,墙体及顶板较厚,所以对于低抗力等级的人防地下室,结构设计计算中会出现较多构造钢筋就能满足受力要求的情况。
故在抗力等级及平时荷载不大的情况下,采用强度等级低于C40的混凝土,可降低工程的含钢量,其经济性是显而易见的。
(2)人防地下室的墙体及顶底板一般较厚,采用的混凝土强度登记越高,其水化热越大,就越容易开裂,增加混凝土养护难度。
1.2钢筋人防地下室可采用除了经过冷加工处理之类延性差的钢筋作为人防荷载参与计算过程中的受力钢筋(认防规渤4.2.2)。
此外,在核爆动荷载作用下,结构构件变形极限已采用允许延性比的控制。
有关地下室人防结构设计中重点问题分析与研究
有关地下室人防结构设计中的重点问题分析与研究摘要:人防地下室是为战时服务,具有预定战时防空功能的特殊地下建筑,与普通地下建筑相比较,其使用对象、条件、要求均有明显差别,从而在设计原则、设计标准和处理方法上,均与普通地下建筑不同。
本文首先概述了地下室人防结构设计的特点和设计原则,然后重点就地下室人防结构设计中的主要构件及孔口防护两方面进行了分析和探讨,希望同行业设计人员参考。
关键词:地下室;人防;结构设计;探讨;中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号:一、地下室人防结构设计的特点分析地下室人防结构结构设计具有以下特点:第一,结构设计的可靠性可以降低,一般建筑结构 pf ≈ 10,而人防结构 pf ≈ 6%。
第二,考虑结构的动力响应。
第三,结构构件可考虑进入塑性工作状态。
第四、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,例如钢材强度可提高 1 .15~1.5 倍,对砼强度可提高 1.5 倍,这是在设计中考虑材料强度综合调整系数来完成的。
第五,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,故仅仅只考虑受力计算,不考虑构造措施是不合理的。
二、地下室人防结构设计的原则分析根据以上所述的结构设计的特点,可以确定地下室人防结构设计相应的原则: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,而侧墙和底板则因地下室的结构型式的不同而由实际情况确定;2、只进行强度的验算,由于在核爆动荷载作用下,结构构件变形极限已用允许延性比的控制,且在确定各种构件允许延性比时,已考虑了对变形的限制,因而在地下室人防结构设计中,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。
浅谈地下室人防结构设计
63科技资讯科技资讯S I N &T NOLOG Y I NFORM TI ON 2008N O.23SC I ENC E &TEC HNO LO GY I N FO RM A TI ON 建筑科学得试样破坏时的荷载值、作用半径和试样厚度,然后通过计算得到相当于标准立方体试块的抗压强度值。
这种方法是利用砂浆的点荷强度与抗压强度的关系提出的。
通过对砂浆片点荷法与立方体抗压法的实验数据的比较分析认为,当砂浆强度大于10.0M pa 时,点荷法的试验数据比立方体抗压法的实验数据明显偏大。
当砂浆强度小于10.0M pa 时,点荷法的试验数据与立方体抗压法的实验数据比较接近。
另外点荷法不适用于砂浆强度小于2.0M pa 的砂浆,跟回弹法相比,工序较为繁琐,但数据相对正确,比较适合房屋的司法鉴定。
2.6射钉法射钉法属原位无损检测,测区选择不受限制,射钉抢、子弹、射钉有配套定型产品,设备较轻便,墙体装修面层仅局部损伤。
检测时,采用射钉射入墙体水平灰缝中,根据射钉的射入量推定砂浆强度,宜与其他检测方法配合使用,砂浆强度不应小于2M pa ,检测前需要标准靶检校。
本方法适用于推定烧结普通砖和多孔砖砌体中的M 5~M 5范围内的砌体砂浆强度。
2.7原位检测法扁顶法、原位单剪法、原位单砖双剪法属原位检测,直接在墙体上测试,测定结果综合反映了材料质量和施工质量,具有较强的直观性、可比性,设备较轻。
但扁顶法存在一定的缺点,扁顶重复使用率较低,砌体强度较高或轴向变形较大时,难以测出抗压强度,检测部位存在局部损伤。
扁顶法适用于检测普通砖砌体的抗压强度,测试古建筑或重要建筑的实际应力,测试具体工程的砌体弹性模量。
槽间砌体每侧的墙体强度不应小于1.5m ,同一墙体上的测点数量不宜多于1个,测点数量不宜太多。
原位单剪法适用于检测各种砌体的抗剪强度,测定选在窗下墙部位,且承受反作用力的墙体应有足够长度。
原位单砖双剪法适用于检测烧结普通砖砌体的抗剪强度,当砂浆强度低于5M pa 时,误差较大。
建筑地下室结构设计要点分析
建筑地下室结构设计要点分析摘要:近年来,我国的经济快速发展,城市空间愈发紧张,较多的高层建筑在城市当中得到了建设。
在此当中,对于地下空间的利用也是现阶段城市建筑业发展的重要方向。
同时,为了能够满足国家在人防工程方面的要求,则需要在设计当中在做好地下室用处考虑的同时做好荷载问题的考虑,保证防空地下室能够充分发挥平战结合作用。
关键词:建筑;地下室;结构设计前言地下室结构设计复杂,为避免地下室建设质量受到影响,应在结构设计工作开展阶段,针对常见的问题,采取针对性解决措施,消除设计安全隐患与质量缺陷,为地下室项目整体建设奠定安全基础。
1地下室设计的具体要求在地下室内部结构设计时,需进行主体结构设计、孔口防护设计、出入口防护设计、顶部结构设计,以保证地下室整体建设可行性与有效性。
在主体结构设计工作开展过程中,应突出对地下室顶板、底板、外侧墙等结构的设计;在孔口防护设计时,应重点关注地下室孔口的防护设计,针对消防系统进行设计优化。
地下室出入口防护设计时,重点进行密闭性防护门、风井、通道、临空墙等设计,设计人员进行消防设备设计时,应考量消防设备的防爆破性能,合理应用消防防护门与防爆散热箱;在地下室结构开展顶部设计工作时,为保证设计工作开展的可行性与有效性,应对相关结构设计方案的数据进行计算,及时发现设计不足,对其进行完善优化。
在设计地下室底板结构时,设计人员应考量地基的反作用力,保证顶板与底板设计的可行性与安全性。
在设计地下室外侧墙结构时,应计算侧向建筑材料的组合作用力,及时对结构设计方案进行完善优化,保证地下室结构设计的可行性与有效性。
2主要构件设计2.1局部地下室在局部地下室结构设计当中,作为设计人员可以在需要计算房间做好人防荷载的施加,而对于不需要计算荷载的房间,则可以通过人防荷载为零的方式进行处理。
相关程序在计算当中,构件将形成人防工况效应。
对于存在人防参与的组合,在实际设计配筋时,程序将自动实现材料强度综合调整系数的执行,调整最小配筋率。
人防工程附建式防空地下室结构设计研究
人防工程附建式防空地下室结构设计研究作者:曹佳莹来源:《建筑工程技术与设计》2014年第05期摘要:目前,防空地下室设计中,相当部分的设计单位对人防规范不熟悉,甚至专业人才配备不齐,使设计出来的防空地下室难以达到要求。
下面着重,就防空地下室结构设计的特点和相关注意事项以及主要设计内容和方法进行相关的研究与探讨,以供大家参考借鉴。
关键词:防空地下室;结构设计引言:防空地下室是国防的重要组成部分,它在提供突发事故的避难场所上发挥着重要的作用,维护了社会的稳定。
防空地下室是和地面修建在一起的,在战争爆发的时候,被应用为人民防空的建筑地下空间,可以躲避战争带来的核武器、生化武器及常规武器的危害,从而在最大程度上保证民众的生命安全。
1 防空地下室结构设计的主要特点1.1结构可采用按弹塑性体系设计静荷载作用下的钢筋混凝土构件,如果构件的变形进入了塑性阶段,此时构件就会在静载的持续作用下失去承载能力而破坏,而防空地下室的人防荷载是动荷载,具有瞬息和短暂作用的性质,并随时间而衰减,因此即使结构构件进入了塑性屈服状态,只要动荷载作用引起的构件最大变形不超过结构破坏的极限变形,在荷载作用消失以后,构件作有阻尼的自由振动,其振动变形将因阻尼的影响而不断衰减,最后恢复到一定的静止平衡状态,此时虽然会出现残余变形,但对防空地下室而言仍能达到承载能力和密闭性的要求。
1.2设计采用的材料强度值要提高人防结构承受的是瞬间作用的动荷载,在快速加载时,由于材料达到破坏的变形来不及展开,加载的数值已经达到最大并开始卸载,反映在材料试验加载的数值上,就表现为材料的强度的提高,对于地基的承载力,人防动荷载作用时,其承载力也是要提高的,能提高几倍到十几倍,甚至更高。
1.3设计目标可靠指标可适当降低一般的工业与民用建筑在使用时的静荷载,是其永久作用的主要荷载,一旦造成破坏,造成的后果非常严重,因此要求在民用工程设计中对结构构件承载能力极限状态的可靠指标要求很高,而对人防工程而言,由于炮航弹的冲击爆炸荷载或核爆炸冲击波荷载作用时间很短,而且是只分别考虑一次瞬时作用,所以可以允许防空地下室防护结构有相对较低的安全度,承载能力极限状态的可靠指标要低很多。
人防地下室结构设计荷载分析
人防地下室结构设计荷载分析建筑设计CONSTRUCTION人防地下室结构设计荷载分析吴德伦浙江丽水市人民防空办公室浙江丽水323000摘要:笔者首先分析了地下室结构荷载的影响因素,介绍了综合反射系数法、不考虑压缩波反射作用的简化方法、一维波理论分析法三种计算方法,最后,阐述了等效静荷载的确定,主要包括等效静载、自振频率、动力系数。
关键词:人防地下室、荷载、冲击波1引文2.1.2顶盖尺寸土中压缩波作用下,结构动载的确定方法很复杂。
目前所用方法顶盖的横向尺寸对荷载也有影响。
顶盖的大小是有限的,它的二就其采用的力学模型可归纳为两类:一是首先确定作用于结构周边侧是上下连续的土壤介质。
压缩波遇到顶盖反射,但通过二侧的土壤上的荷载,将荷载和结构脱离开来,如同地上结构那样去作动力分时不存在反射。
因此在顶盖的边缘上将产生压力差。
顶盖上方的土壤析;一是将结构视为岩土中孔洞的加固镶边,将土体和结构作为一个因受较大的反射压力,有向二侧挤压的趋势,逐次向中间疏松,致使整体统一考虑,然后应用波动理论或动力理论的解析方法或应用有顶盖上的反射压力降低。
顶盖尺寸较小时,反射压力很快疏散,结构限元分析的数值方法,按无限(或半无限)平面(或空间)问题求解。
后受到压缩波荷载的动力作用减弱。
此外,由于顶盖上面的土壤受阻不一方法很复杂,设计中常采用前者。
能与二侧土壤一起向下运动,并由于土壤内部的摩擦力和粘结力,使土中结构所受到的荷载和许多因素有关:1)地面空气冲击波压结构顶盖二侧边缘上的压力又有所增加。
由此可见,顶盖上的反射压力参数,它引起岩土压缩波向下传播;2)压缩波在自由场中传播时的力并非均匀分布,就其平均值来说,顶盖的横向尺寸越大,受到的平参数变化;3)压缩波遇到结构时产生反射,这个反射压力取决于波与均反射压力也越大。
结构的相互作用。
2.1.3介质与结构的相互作用2地下室结构荷载分析当压缩波作用于结构顶盖上时,结构将发生整体位移和变形,这2.1影响土中压缩波荷载的因素些又会反过来影响原来的压缩波荷载。
地下室人防结构的主要构件设计
地下室人防结构的主要构件设计摘要:人防建筑不但要求满足一般建筑的基本功能,还要做好给排水、通风、电气设备和照明等方面相互之间的协调配合,以保证建筑物在平时阶段具有合理、经济和舒适的特点,在战时阶段则达到安全、通畅、便捷的特性。
关键词:地下室;人防结构;构件设计1结构设计要求在人防地下室设计中,结构防护设计一般由两个重要方面组成:3360主体结构设计,包括外墙、楼板、屋面的设计。
孔口保护系统设计,包括消波控制系统及其出口保护,同时,出口防护包括门框墙、人防门的选择、机场墙的计算、出入口通道的计算等。
在实际的人防设计工作中,应掌握以下条件:在结构设计中,人防地下室平战荷载效应与工况相匹配,做到两者兼顾。
在结构寿命期内,武器加载效应只考虑一次性效应,不考虑裂纹效应。
2人防地下室结构的设计特点及荷载取值分析2.1 顶板在对人防地下室顶部的动负荷计算上,就需要同时兼顾平时和战时工况:在平时工作,就需要同时兼顾建筑物顶部的动荷载和静荷载,结合施工情况,完成地下室的综合计算,并验算建筑的裂缝。
战时情况下,也需要考虑静荷载和爆炸的等效负荷综合效果。
但根据这些情况,当需要分别根据顶板、梁、墙等基础结构在平时情况和战时情况中所需要承受的压力组合方式计算得出结果时,再进行对比以确定其中的较大数值。
因此通常,防空地下室顶板的基本构造形式都是普通的梁板结构、无梁楼盖、密肋楼盖等类型。
其中,梁板式结构在实际应用中抗震特性良好,也是现阶段最广泛应用的建筑结构形式。
无梁楼盖、密肋楼盖结构的设计较难把握。
受到建筑柱网的不规则,顶板高差变动过大等因素的制约,但也具有如层高较小,主体构件施工简便,工期短等特点。
因此人防地下室顶盖的结构型式选择,需要综合其抗力等级,地下室顶板覆土厚度、柱网、地下水位等多方面条件确定。
尤其是人防地下室顶盖施工时,存在较大的施工荷载,钢筋施工困难,合理的结构型式、构造可以避免安全隐患的出现。
2.2 墙体在人防地下室设计中,人防墙主要由封闭隔墙、门框墙、外立面、防单元隔墙和临空墙构成,同时,封闭隔墙一般不计入核兵器、普通兵器爆破的水平荷载,当考虑从顶板传来的竖向等效静负荷时,封闭隔墙也应该按大偏心受压构件计算,根据计算结果进行结构配筋即可。
对某人防结构设计荷载问题的
对某人防结构设计荷载问题的浅谈摘要:本文这里以人防地下室结构设计为例,探讨了某人防结构设计荷载的若干问题,仅供交流。
关键词:人防地下室;结构设计;荷载人防地下室应能承受常规武器或核武器爆炸动荷载的作用,人防地下室一般也有抗震设防要求,设计时应使之能承受地震动荷载及武器爆炸动荷载作用。
1.人防结构设计特点及荷载特征分析结构设计,就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要表达的东西。
结构语言就是结构师从建筑及其它专业图纸中所提炼简化出来的结构元素。
包括基础,墙,柱,梁,板,楼梯,大样细部等等。
然后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系,包括竖向和水平的承重及抗力体系。
把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。
结构设计的内容由上可知为:基础的设计、上部结构的设计和细部设计。
无论那个部分,其特点主要有:1.1人防地下室水平荷载作用及变形特征(1)风荷载计算均扣除地下室的高度。
地下室是否约束、约束的程度与风荷载计算无关。
(2)设计设定地下室部分的基本风压为零;在地上部分的风荷载计算中,自动扣除地下室部分的高度,地下室顶板作为风压高度变化系数的起算点。
结构在地震作用下的反应受地下室外的回填土约束程度的影响。
(3)由地下室质量产生的地震力,主要被室外的回填土吸收。
1.2人防地下室竖向荷载作用及变形特征对于一般结构而言,地下室外的回填土约束对竖向荷载作用几乎没有影响。
当地下室出现悬挑结构,则地下室外的回填土约束对竖向荷载作用有一定影响。
所以,地下室不应有悬挑结构。
首选地下室与上部结构整体分析。
因为竖向变形的协调是非常重要的。
当地下室体量、面积很大时,与上部结构所占面积差异太大,如超大地下室、底盘等,此时可以根据上部结构的底面积取外伸2~3跨作为地下室,并与上部结构共同分析。
2. 人防结构设计中案例工程荷载的分析本文这里以人防地下室结构设计为例,进行探讨,内容如下:2.1工程案例简述某地项目的甲类防空地下室总建筑面积约8000平,局部配电房、水泵房、消防水池为非人防区,其余大部分为人防区。
地下室结构设计要点
地下室结构设计要点摘要: 目前大部分工程项目都设计有地下室,有些工程的地下室因为设计的不合理造成结构整体上浮、局部底板开裂漏水,或设计过于保守造成成本浪费。
本文根据笔者多个地下工程的设计经验,结合现行规范资料就地下室结构设计的荷载作用取值、抗震设计、外墙设计、抗浮设计等方面与各位同行作一些技术性的探讨。
关键词:地下室,结构设计,荷载取值,抗浮设计Abstract: At present most of the projects are designed with basements, the basementof some project, because of the unreasonable design, float, part of the floor crack leaking, or the cost of conservative design is too waste. According to a number of underground engineering design experience of the author, combined with information on the existing norms and standards, make ​​some summary on basement construction anti-floating design , together with the peers to explore learning.Keywords: basement, structural Design,load value, anti-floating design伴随着城镇化建设的快速发展,大规模的城市建设使得城市用地越来越紧张,人们对地下空间的需求迅速增长,对地下空间的利用也越来越重视,地下工程越来越多,大多数工程都会有地下室。
人防荷载在地下室结构设计中应用
人防荷载在地下室结构设计中的应用摘要:文章首先针对地下室结构人防荷载进行了分析,介绍了综合反射系数法、不考虑压缩波反射作用的简化方法、一维波理论分析法三种计算方法,最后,阐述了等效静荷载的确定,主要包括等效静载、自振频率、动力系数。
关键词:人防地下室土中结构人防荷载压缩波目前,由于土中压缩波作用下,结构动载的确定方法很复杂。
采用的方法可归纳为两类:一是首先确定作用于结构周边上的荷载,将荷载和结构脱离开来,如同地上结构那样去作动力分析;一是将结构视为岩土中孔洞的加固镶边,将土体和结构作为一个整体统一考虑,然后应用波动理论或动力理论的解析方法或应用有限元分析的数值方法,按无限(或半无限)平面(或空间)问题求解。
土中结构所受到的荷载和许多因素有关:(1)地面空气冲击波压力参数,它引起岩土压缩波向下传播;(2)压缩波在自由场中传播时的参数变化;(3)压缩波遇到结构时产生反射,这个反射压力取决于波与结构的相互作用。
1地下室结构荷载分析1.1影响土中压缩波荷载的因素1.1.1结构埋深(1)随传播距离的增加,土中压缩波峰值压力近似按指数规律衰减,升压时间近似按线性比例增长,其效果是随深度的增加结构的动力作用逐渐降低。
(2)当压缩波遇到结构顶板时,将会产生反射压缩波并朝反向传播,当它达到自由表面时,因地表无阻挡面使土体趋向疏松,形成向下传播的拉伸波。
拉伸波所到之处压力将迅速降低,当拉伸波传到顶板时,顶板压力也将随之减小。
如果顶板埋置较深,拉伸波到达时间较晚,在此之前结构顶板可能已,达到最大变形,因而拉伸波不能起到卸载作用;如果埋深很浅,由于拉伸波产生的卸载作用,将会抵消大部分入射波在顶板上形成的反射作用。
根据以上多种影响因素综合考虑,承受压缩波作用的土中浅埋构件,会有一个顶板不利覆土厚度。
1.1.2顶盖尺寸顶盖的横向尺寸对荷载也有影响。
顶盖的大小是有限的,它的二侧是上下连续的土壤介质。
压缩波遇到顶盖反射,但通过二侧的土壤时不存在反射。
人防荷载在地下室结构设计中的运用解析
人防荷载在地下室结构设计中的运用解析摘要:随着中国社会经济的蓬勃发展,城市建筑与人防工程建设也随处可见,但地下室建筑设计在实际工程中仍面临着不少的技术问题,在荷载确定、内力分析与结构设计上均表现各自的优越性。
地下室结构是建筑施工的当中环,其用途也显易可见。
本篇文章重点介绍了地下室结构设计中人防荷载的使用,并分别从人防结构设计的基本特性、人防荷载的确定等方面剖析与探究,给有关的设计人员提供了借鉴。
关键词:人防荷载;地下室结构设计;运用解析引言随着中国人防工程建设和城市规划建设相组建的进一步发展,地下室的功能和使用情况越来越普遍,规模也得到了扩大,但同时,在施工中的问题也逐渐的暴露出来,因此需要充分考虑在平常使用时荷载的状况,还必须符合小建筑使用上的条件等,并且要注意在人防时负荷过大,建筑结构上也无法适应更大空间的条件和标准,落实在这二个状态下不同的应用情况的工作。
1人防设计结构的特点分析1.1设计原则在地下室的设计过程中,首先需要遵循的是人防施工设计原则,并且与城市建筑设计相关的结构进行融合。
结合平面布置,以及整体的构造上,包括通气的排放情况,以及采光照明水平、在给水排水等不同的方面,要做到和地上的建筑物的相得益彰。
这也是保证地下室能够成为民用的较为方便的一项选择。
1.2地下室的人防主体结构设计按照地下室人防建筑设计的基本原则,在进行建筑设计的过程中,需要保证相应的主体构造真题的安全性,尤其是在虑塑性阶段之中,整体的构建材料是否能够承受较大的动力荷载,与其是否能够发挥出较大的社会经济意义与军事安全意义都有着密切的关联。
经证实,在高速加载的前提下,建筑材料的动力学特性也可以出现比较显著的变化,这些改变主要体现为建筑材料抗拉强度的增加。
但建筑材料的变化特性,主要是塑性性能等则基本维持恒定。
因此建筑材料抗拉强度的改变可以对主体结构设计工作条件产生有利影响。
由于重视主体结构,人防建筑设计的许多结构特点都是与普通的建筑物的主体结构设计特点不同,因此人员安全设计的工作条件也和其他建筑特点一样较为严格。
地下室结构设计中人防荷载的运用
地下室结构设计中人防荷载的运用摘要:随着社会经济的飞速发展,城市建设和人防建设也随处可见。
地下室设计在工程建设中仍存在着许多的问题,荷载确定、内力分析和结构设计都表现各自的优势。
地下室是建筑建设的当中环节,其功能也显易可见。
本文主要阐述地下室结构设计中人防荷载的运用,分别从人防结构设计的特点、人防荷载的确定等方面分析和研究,为相关的工作人员提供参考。
关键词:地下室;结构设计;人防荷载;运用1引言随着人防建设与城市建设相组建的不断发展,地下室的功能和用途更加广泛,规模也得到加大,同时,建设当中的问题也逐渐暴露,因此应当考虑平常使用时荷载的情况,但也需要达到建筑使用上的要求等,又要注意人防时荷载较大,结构上无法达到大空间的要求和标准,落实这两种状态下不同的使用情况的工作,对城市地下空间充分利用的现代化水平的提高提供积极的作用。
《中华人民共和国人民防空法》表明,人民防空,国家根据国防实际情况,鼓励和组织群众制定防护措施,应对以及降低空袭灾害的力度。
人民防空工程(也即人防工程),是为提供战时工兵与物资协调、人防指挥、医疗救护等情况而建设的地下室结构。
地下室结合人防设计,特别是需要与平战结合,地下室是根据地面建筑修建的战时使用到的建设建筑结构,是起到较大的防护能力。
与普通类型人防工程有着差异,其起到国家规定的防护作用和战时防空用途,是保障人民防空最主要的物质基础。
2人防结构设计的特点地下室结构设计的一般分为两部分,主体结构设计和口部防护设计,又分为顶板、外墙、底板等构件,同时分为出入口的防护以及防护设备,由于出入口的防护包含防护密闭门的类型、门框墙、临空墙的规划、出入口通道的组建等等,分为防爆破活门的类型和扩散箱的规格。
一般的武器爆炸动荷载和核武器爆炸在动荷载的影响下,地下室结构动力方面可选用等效静荷载法,在等效静荷载和静荷载确定后通过静力分析的思路对结构内力进行考虑。
因为核爆炸荷载和一般的武器爆炸荷载都按照理想状态分析,所以,结构构件可通过进入塑性的情况考虑,通过弹塑性工作阶段分析结构内力,达到节省建筑材料,使得材料充分利用。
人防工程附建式防空地下室结构设计探讨
人防工程附建式防空地下室结构设计探讨摘要:随着我国社会经济不断发展,建筑行业也进入了高速发展阶段。
现如今,城市建设与人防建设不断结合。
但我国人防工程附建式防空地下室建设还处于初期发展阶段,在结构设计中还存在很多问题。
由于防空地下室结构的荷载确定、内力分析、结构设计都具备独特的特点。
基于此,本文重点探究人防工程附建式防控地下室结构设计特点与原则,进而对地下室结构设计进行探究。
关键词:人防工程;附建式;防控地下室;结构设计引言随着我国建筑行业不断发展,建筑行业作为我国国民经济的支柱型产业,因此,我们必须要发挥建筑行业的龙头作用,加强人防工程附建式建设进程。
防控地下室作为人防工程的重要组成部分,更是保障人民生命安全、战时防空的重要措施。
防控地下室作为的显著特点除了在设计中要求达到规定的抗力级别,同时也必须要保障战时密闭性要求。
这就对防控地下室设计提出了要个的要求,严格按照《人民防空地下室设计规范》进行工程设计。
1、人防工程防空地下室结构设计特点与原则分析1.1防空地下室结果设计特点(1)可靠性指标设计通常情况下,由于我国民用建筑和工业建筑都是静荷载形式,是永久作用的主要荷载,如果遭到破坏,造成的后果非常严重,基于此,在民用工程设计过程中,对建筑结构构件承载力极限状态的可靠性指标要求非常高。
但对于人防工程而言,由于炮航弹冲击荷载作用时间较短,也就是一次性瞬间的荷载作用,因此,可以在一定程度上降低地下室防护结构的安全度,其承载能力极限状态可靠性指标也要低一些。
2)采用弹塑性体系设计通过分析防空地下室钢筋混凝土构件可知,如果混凝土构建变形到了塑性阶段,此时构件就会在静载持续作用下因失去承载力而遭到破坏。
防空地下室的荷载形式是动荷载,具备短暂作用和瞬息的性质,并且会随着时间不短推进而衰减,因此结构会进入到塑性屈服状态,只要动荷载所导致的构建最大变形低于构件极限变形值内,当荷载作用结束后,构件作有阻尼自由振动,振动变形会由于阻尼影响不断衰减,逐渐恢复到静止的状态,这时虽然变形程度会大大降低,但会存在一定的残余变形,对于防控地下室而言,依然能够达到密闭性和承载能力要求。
人防荷载在地下室结构设计中的运用解析
人防荷载在地下室结构设计中的运用解析摘要:随着我国经济的不断发展,人们的生活水平有了前所未有的提升,无论是城市建筑规模还是建筑数量都在短时间内实现了迅速增加,再加上城市内人口密度越来越大,有限的土地资源稀缺,人们慢慢把注意力放在了对地下空间的利用上。
人防地下工程在设计过程中,必须要考虑全方位的因素,才能保证地下室结构的科学性和合理性。
文章首先分析了人防荷载工程的主要特征,随后提出了人防荷载在地下室结构设计当中的应用。
关键词:人防荷载;地下室结构设计;运用引言在现阶段的城市建设当中,国家对建筑中的人防工程提出了更为严格的要求,这是因为建筑工程中的人防工程是我国经济的重要组成,不仅能够满足人们的日常生活使用需求,还能在特殊时期保护人们的生命财产安全。
随着我国经济社会的不断发展壮大,我国人防部门对城市建筑的人防结构设计提出了很多要求,希望能够以此来提高城市建筑当中的人防工程使用寿命和性能。
1.人防荷载工程的主要特征建筑人防地下工程主要有四点主要特征。
第一点,在相关政策和法律法规方面,设计工作人员在开展地下人防工程结构设计中时,必须要确定建筑人防地下工程的承压等级,在确定承压等级的过程当中,相关设计人员要始终按照我国制定的人防工程法律法规来进行,分析建筑地下人防工程能够承受的冲击,配置相关措施,以此保证地下人防工程的安全性。
第二:在设计方面,设计人员要考虑整个建筑的结构体系,在这一基础上来开展人防下辖工程的墙体、主梁等结构的设计。
第三:在动力效应也应该加入到建筑的承重能力当中,以此来提升建筑人防地下工程的稳定性和质量性。
第四:在结构塑性方面,通常来说,民用住宅的可塑性可能会比公用住宅的可塑性更低一些,这也就要求地下人防工程的设计人员需要根据建筑时机的要求,在设计不同建筑类型的人防地下工程时,仔细探索、考量。
1.人防荷载在地下室结构设计当中的应用2.1建筑人防地下工程的结构设计内容建筑人防地下工程的结构设计过程中主要包含了三个方面的内容。
PKPM人防地下室结构的设计
PKPM⼈防地下室结构的设计第五章⼈防地下室结构的设计⼀、概述⼈防荷载需要在PMCAD的“建筑模型与荷载输⼊”菜单⾥的“荷载输⼊—⼈防荷载”⼦菜单中输⼊,输⼊的是作⽤在有⼈防要求的楼⾯上的⼈防荷载。
在此项⼦菜单⾥,设计⼈员可以对不同房间的⼈防荷载进⾏修改,也可以只在局部平⾯的房间布置⼈防。
⼈防⼯程的梁、柱、墙、临空墙的内⼒和配筋计算可以在SATWE 、PMSAP 、SPAS-SATWE、TAT软件中进⾏。
⼈防顶板的内⼒和配筋计算可以在PMCAD“画结构平⾯图”⾥完成。
⼈防基础的设计需要在JCCAD软件中进⾏,在JCCAD软件的“基础⼈机交互”菜单⾥输⼊⼈防顶板和⼈防底板荷载,在“基础梁板弹性地基梁法”和“桩筏筏板有限元”菜单中进⾏⼈防基础的内⼒和配筋计算。
在JCCAD软件的“⼯具箱”⾥可以进⾏单元隔墙、门框墙和窗井墙的计算。
此外,基础“⼯具箱”还根据《⼈民防空地下室设计规范GB50038-2005》(以下简称《⼈防规范》)的要求进⾏⼈防荷载和⼈防构件的计算与校核,内容⼗分丰富。
在SPAS-SATWE软件⾥可以直接导⼊PMCAD模型和相应的⼈防荷载,并进⾏⼈防构件的设计。
⼆、⼈防荷载组合与效应根据《⼈防规范》的相关规定,对于甲类防空地下室,⼈防荷载主要包括常规武器爆炸动荷载和核武器爆炸动荷载,对于⼄类防空地下室,⼈防荷载主要包括常规武器爆炸动荷载。
对于常规和核爆炸两种武器产⽣的动荷载的确定,《⼈防规范》提供了两种⽅法,⼀种是按照动荷载的相关公式确定,另⼀种是按照等效静荷载确定。
在⽬前的PKPM 系列软件中,在PMCAD⾥输⼊的⼈防荷载是按照等效静荷载输⼊的,在JCCAD软件的基础“⼯具箱”⾥,设计⼈员可以根据需要选择按“公式法”还是按等效静荷载⽅法计算⼈防荷载。
1、⼈防荷载组合应注意的问题在采⽤SATWE软件进⾏⼈防⼯程设计前,必须在PMCAD软件中定义活荷载。
08版已经要求⽤户必须将活荷载单独当作⼀个荷载⼯况来处理,同时,对于需要计算⼈防设计的房间楼板,其上必须布置有活荷载的均布⾯荷载值,不能为0,哪怕是⼀个很⼩的数值。
附建式地下空间开发利用兼顾人防要求工程设计导则
附建式地下空间开发利用兼顾人防要求工程设计导则目录1总则 (1)2术语 (2)3基本规定 (3)4建筑 (4)4.1主体 (4)4.2出入口 (4)4.3孔口 (5)4.4辅助房间 (5)4.5防护功能平战转换 (5)5结构 (7)5.1一般规定 (7)5.2爆炸动荷载作用下结构等效静荷载 (7)5.3构造规定 (8)6通风 (10)7给排水 (12)8电气 (13)9引用规范名录 (15)1总则1.0.1为使附建式地下空间开发利用项目兼顾人防要求,做到安全、适用、经济、合理,参照现行的《人民防空地下室设计规范》(GB50038—2005)制定本导则。
1.0.2本导则适用于指导本省行政区域内新建(I类)、改造(II类)的附建式地下空间开发利用工程兼顾人防要求的设计。
1.0.3I、II类工程设计应满足其预定的战时对常规武器的各项防护要求。
1.0.4I、II类工程抗常规武器动荷载分别以抗力级别6级(常6级)的70%、50%为准。
1.0.5兼顾人防要求工程不划分抗爆单元。
1.0.6具有下列条件之一的地下空间开发利用项目可不兼顾人防要求:1.距生产、储存易燃易爆物品厂房、库房的距离小于50m,距有害液体、重毒气体的贮罐距离小于100m的;2.顶板底面高出室外地平面的高度大于该地下空间净高1/2的;3.室内地平面至梁底和管底的净高小于2.00m的;4.单体建筑面积小于400m2。
1.0.7兼顾人防要求工程的设计除执行本导则外,还应符合其他相关现行设计规范、标准和吉林省的有关规定。
2术语2.0.1兼顾人防要求工程除单建式人防工程、防空地下室、地铁人防工程之外,结合附建式地下空间开发利用或地下工程建设,通过适当增加必要的防护设备设施,发挥预定人防防护功能的地下建筑。
2.0.2附建式地下空间上部有非临时性地面建筑的掘开式地下建筑。
2.0.3人员临时掩蔽工程临战时,主要用于保障人员临时掩蔽的人防工程,警报解除后人员即进行疏散转移。
人防荷载在地下室结构设计中的选用
人防荷载在地下室结构设计中的选用发布时间:2021-07-26T16:02:27.333Z 来源:《基层建设》2021年第13期作者:程演[导读] 摘要:和平和发展是当今时代的两大主题,但仍有诸多不确定因素存在,战争的威胁始终存在,特别是我国面临着现代技术特别是高技术条件下局部战争的威胁。
上海市地下空间设计研究总院有限公司上海 200120摘要:和平和发展是当今时代的两大主题,但仍有诸多不确定因素存在,战争的威胁始终存在,特别是我国面临着现代技术特别是高技术条件下局部战争的威胁。
人防工程在抵御外敌侵略、巩固国防建设方面起到重要作用,本文首先简要介绍了人防工程,作为地下室结构设计的重要步骤,人防荷载的选用十分重要。
本文以上海地区某项目为例,对地下室结构设计中的人防荷载的选用进行了探讨,最后结合人防工程设计中存在的问题提出了一些建议。
关键词:人防荷载;地下室;结构设计引言根据中共中央关于制定的国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议,推动重点区域、重点领域、新兴领域协调发展,集中力量实施国防领域重大工程。
优化国防科技工业布局,加快标准化通用化进程。
上海城市濒临东南沿海,是国家一类人防重点城市,战略位置十分重要,是未来战争的主要作战方向,一旦发生战争,也是敌人空袭破坏的重点目标,防护工程的建设面临诸多新的挑战。
加强民防建设,提高城市防空抗毁能力,是保护人民生命财产安全和国家经济建设成果的艰巨使命。
1人防工程概述人防工程即“人民防空工程”,是战时掩蔽人员、物资,保护人民生命和财产安全的重要场所。
人防工程按构筑类型可以划分为坑道式、地道式、单建掘开式和附建式(防空地下室)。
按战时功能可以分为指挥工程、医疗救护工程、防空专业队工程、人员掩蔽工程和配套工程。
民用工程中常见的工程类型为二等人员掩蔽所、人防物资库、一等人员掩蔽所、防空专业队工程、医疗救护工程、汽车库和指挥工程。
按抗力等级划分为八个等级:1级、2级、2B级、3级、4级、4B级、5级、6级和6B级。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
人防荷载在地下室结构设计中的应用摘要:文章首先针对地下室结构人防荷载进行了分析,介绍了综合反射系数法、不考虑压缩波反射作用的简化方法、一维波理论分析法三种计算方法,最后,阐述了等效静荷载的确定,主要包括等效静载、自振频率、动力系数。
关键词:人防地下室土中结构人防荷载压缩波
目前,由于土中压缩波作用下,结构动载的确定方法很复杂。
采用的方法可归纳为两类:一是首先确定作用于结构周边上的荷载,将荷载和结构脱离开来,如同地上结构那样去作动力分析;一是将结构视为岩土中孔洞的加固镶边,将土体和结构作为一个整体统一考虑,然后应用波动理论或动力理论的解析方法或应用有限元分析的数值方法,按无限(或半无限)平面(或空间)问题求解。
土中结构所受到的荷载和许多因素有关:(1)地面空气冲击波压力参数,它引起岩土压缩波向下传播;(2)压缩波在自由场中传播时的参数变化;(3)压缩波遇到结构时产生反射,这个反射压力取决于波与结构的相互作用。
1地下室结构荷载分析
1.1影响土中压缩波荷载的因素
1.1.1结构埋深
(1)随传播距离的增加,土中压缩波峰值压力近似按指数规律衰减,升压时间近似按线性比例增长,其效果是随深度的增加结构的动力作用逐渐降低。
(2)当压缩波遇到结构顶板时,将会产生反射压缩波并朝反向传播,当它达到自由表面时,因地表无阻挡面使土体趋向疏松,形成向下传播的拉伸波。
拉伸波所到之处压力将迅速降低,当拉伸波传到顶板时,顶板压力也将随之减小。
如果顶板埋置较深,拉伸波到达时间较晚,在此之前结构顶板可能已,达到最大变形,因而拉伸波不能起到卸载作用;如果埋深很浅,由于拉伸波产生的卸载作用,将会抵消大部分入射波在顶板上形成的反射作用。
根据以上多种影响因素综合考虑,承受压缩波作用的土中浅埋构件,会有一个顶板不利覆土厚度。
1.1.2顶盖尺寸
顶盖的横向尺寸对荷载也有影响。
顶盖的大小是有限的,它的二侧是上下连续的土壤介质。
压缩波遇到顶盖反射,但通过二侧的土壤时不存在反射。
因此在顶盖的边缘上将产生压力差。
顶盖上方的土壤因受较大的反射压力,有向二侧挤压的趋势,逐次向中间疏松,致使顶盖上的反射压力降低。
顶盖尺寸较小时,反射压力很快疏散,结构受到压缩波荷载的动力作用减弱。
此外,由于顶盖上面的土壤受阻不能与二侧土壤一起向下运动,并由于土壤内部的摩擦力和粘结力,使结构顶盖二侧边缘上的压力又有所增加。
由此可见,顶盖上的反射压力并非均匀分布,就其平均值来说,顶盖的横向尺寸越大,受到的平均反射压力也越大。
1.1.3介质与结构的相互作用
当压缩波作用于结构顶盖上时,结构将发生整体位移和变形,
这些又会反过来影响原来的压缩波荷载。
这种力学现象称为介质与结构之间的动态相互作用。
对平顶结构而言,压缩波作用下顶盖的变形是顺着波的传播方向的,所以结构变形使得压缩波荷载减小。
同理,柔性地基有较大沉降,使结构获得较大的整体位移,所以柔性地基结构的顶盖荷载比刚性地基时小。
1.1.4土含水量
压缩波荷载与土壤含水量关系极大。
当结构处于地下水位较高的地区,更要考虑地下水的影响。
压缩波在饱和土层中传播时很少衰减,同时因为饱和土的压缩性极小,使得结构所受的荷载大幅度增加。
1.1.5土体力学特性
压缩波荷载与土体力学特性密切有关。
如具有抗剪强度的非饱和土壤,当结构埋深较大时,一般使结构的荷载减小,而饱和土则不能。
1.2土中结构荷载的分析方法
1.2.1综合反射系数法(三系数法)
综合反射系数法是一种半经验性实用方法。
它考虑了压缩波在传播过程中的衰减,引入衰减系数α;在确定顶盖上的荷载时,综合考虑波与结构以及自由地表之间的相互作用影响,引入综合反射系数kf;并在最后采用等效静载法,引入动力系数kd或荷载系数kh,给出作用于结构上的等效静载。
1.2.2不考虑压缩波反射作用的简化方法
这种方法的观点是,如果结构的刚度不是很强、不处于饱和土中,则波的反射作用不明显,因而不必考虑压缩波的反射作用;如果结构埋深不大,也不必考虑波的衰减。
于是作用于顶盖上的动载就是地面冲击波超压,即作用于侧墙上的动载峰值取为地面冲击波超压峰值乘侧压系数,即作用于底板上的动载认为与顶盖上完全一致。
1.2.3一维波理论分析
按一维波理论分析土中结构顶盖的荷载时,假定结构上方的土体为互不联系的土柱。
为了简化,在考虑界面的反射时,认为土壤的弹性极限应力非常低,土壤的应力应变曲线在加载时可以看成为一条斜率等于e1的直线。
1.2.4关于土中结构荷载确定方法的几点讨论
(1)综合反射系数方法是一种半经验性的实用方法,是《人民防空地下室设计规范》gb50038—2005和《人民防空工程设计规范》gb50225—2003计算核爆炸时地下结构荷载的方法。
(2)不考虑压缩波反射作用来确定结构荷载的方法最为简单。
由于不考虑反射,可能低估了加于结构的压力荷载峰值。
但另一方面,它不考虑压缩波在传播中的衰减以及升压时间增长,这却高估了压缩波对结构的动力作用。
最后的结果同别的方法得出的相比有时可能相差不多。
(3)按一维波理论考虑介质与结构相互作用的方法,用于定性的阐明土中结构荷载的规律是很有价值的,但用于定量分析还有不
少问题,主要是计算公式中的许多参数很难准确给定。
2等效静荷载的确定
2.1等效静载法
工程实际中为了便于解决问题,常把核爆动荷载变换为等效静荷载,所采用的方法称为等效静载法,是一种近似的动力分析方法。
等效静载法的优点在于计算简单,并能沿用静力计算的公式和图表,因此为广大人防工程设计人员所采用。
但它有一定的局限性,一般对于掘开式浅埋结构是适用的,对于大跨度和复杂的结构,宜采用有限自由度法求其动力解。
按等效静载法计算的误差为以下情况:
2.1.1挠度的计算误差最小,弯矩次之,剪力及轴向力最大;
2.1.2梁、板体系的计算误差较拱结构小;
2.1.3受分布荷载作用的结构计算误差较受集中荷载作用的结
构要小。
采用等效静载法的基本假定和原则为:
2.1.
3.1假定荷载同时作用在整个结构上;
2.1.
3.2假定结构或构件为单自由度体系,并按照某一假定的振型振动,不论在弹性或弹塑性阶段,认为振型的形状不变;
2.1.
3.3结构或构件在动载作用下的最大内力和反力是等效静
载作用下的内力和反力。
等效静载的数值按结构的工作状态可分为弹性阶段和弹塑性阶段两种动力计算方法。
通常确定等效静载时宜采用弹塑性阶段,即等效静载的数值是动载最大值与动力系数或荷载系数的乘积。
2.1.
3.4结构或构件的动力系数与荷载系数认为与同样自振频率的简单弹簧质点体系完全相同。
为了确定动力系数和荷载系数,需要计算结构或构件的自振频率。
首先选择合适的振型,然后用能量法求得自振频率,最后考虑覆土附加质量和附加刚度对自振频率的影响。
2.2自振频率的计算方法
在强迫振动下哪一种主振型占主要成分与动载的分布形式有很大关系。
一般来说与以动载作为静力作用时的挠曲线相接近的主振型起着主导作用,因此宜取将动载视为静力所产生的静挠曲线形状作为基本振型。
2.3动力系数
计算等效静载所涉及的动力系数,需要根据构件的延性比来确定。
结构构件的延性比是构件出现最大变位与弹性极限变位的比值。
3结束词
结构在弹性工作阶段,在荷载作用下构件产生的变形和位移随作用力增大而增大。
力和位移的比值为常数,并且当作用力消失由作用力所产生的变位也随之消失,构件恢复到原来的位置,没有任何残余变形存在;而构件在弹塑性工作阶段所产生的变位,在荷载停止作用和并不完全消除掉时,有残余变形存在,然而正是这种变位使得构件在弹塑性阶段比弹性工作阶段吸收更多的核爆炸的能量,这对结构抵抗核爆动荷载是十分有利的。
参考文献:
[1]杨林德,马险峰.冲击波荷载下大楼地下室的三维动力分析[j].同济大学学报,2003,26(5):488-491.
[2]张晓漪.人防工程结构设计中的等价等效静载法[j].地下空间,2004,12(2):105-109.。