人防计算总结

下面就我的工作经历给大家做个介绍，本人水平有限，如有不恰当之处也恳请各位大侠指出。我所在的单位虽具有人防甲级资质，但是单位小，所做的工程也只局限与4级以下的人防工程（如普通的人防地下室，指挥所、救护站等等），级别更高的人防工程一般都是一些人防大院和军区院来做。人防设计讲究平战结合，既要满足平时的使用功能，也要为战时的人员、设备掩护做保障。在设计顶板时，首先要确定人防荷载，这在规范的相关表格中可以查到。建好模型，输入相关荷载和参数便可以进行计算。一般我建两个模型，平时的和战时的，平时主要是裂缝控制（地下室多位于地下水位以下，因此对裂缝要求很严，一般取0.2），按弹性计算，顶板梁亦是如此，裂缝可以适当放宽，取到0.25或0.3。战时主要是人防荷载控制，按塑性计算，不考虑裂缝。分别计算以后把两者计算结果做比较取大者。对于核6或6B级的工程，顶板的人防荷载在50～60kN/^2之间，一般我是以一米的覆土为界限，覆土超过一米，基本为平时荷载控制，小于一米的，就要分别考虑两种情况了。人防顶板的厚度规范要求不小于250mm，如果覆土浅可以采用框架梁（顶板300mm厚），配筋跨中主筋＋支座负筋；覆土厚可以做主次梁（顶板一般可取250mm），钢筋双层双向拉通，可以大大节省板钢筋。板钢筋的直径一般取12mm～18mm之间，间距尽量不大于150mm。钢筋讲究“细而密”，一般用2级钢，因为2级钢延性高。记得以前做框架梁形式的时候，跨中主筋间距多取200的间距，后来审图有要求，现在多控制在150间距内。除了以上两种形式，还有无梁楼盖，采用混凝土空心管，可以节省净高。底板设计时，首先要区分单建和附建两种情况，单建地下室要考虑抗浮，适当增加覆土或底板厚度、打抗浮桩或锚杆都可行。附建的地下室一般都有承压桩，底板仅为止水作用。一般无桩地下室（不包括抗浮桩）底板的人防荷载为50kN/^2，有桩的取25kN/^2。其实我个人认为（仅指普通级别的人防地下室），一般地下室底板底面距地下水位都很深，水压力通常很大，所以底板一般都为平时荷载控制，在进行战时荷载计算时，完全可以仅按有桩（25）和无桩（50）两种荷载计算，而不必按规范上根据土层和板跨详细的划分人防荷载。底板板厚不小于400mm，对于不设底板梁的整板基础还要适当加厚，钢筋间距也要控制在150mm以内。墙体设计中，人防最主要的是口部设计，建筑上有密闭通道、简洗间、扩散室等等，对于结构则主要是区分外墙、临空墙、单元隔墙和内墙等，在区分的基础上作相应配筋。规范要求人防墙体厚度不小于250mm。对于外墙，一般为平时控制，为节省钢筋可以分离式配筋。临空墙和隔墙可以根据人防级别作相应计算，要注意区分人防区和非人防区，内墙一般都为构造配筋。门框墙配筋时，首先要区分是否为第一道门，即直接承受冲击波荷载的防护密闭门，配筋要适当增加。一般我以300mm长度为界限，超过300的，用14或以上的钢筋，150间距，小于300的构造配筋。大于700的门框墙则要做侧档加强，同时还要设计上档。第一道门以后通常是密闭门或仅为普通门，门框都按构造配筋，不需加强。在画施工图时，还要注上预埋件的位置，方便施工。人防出入口（楼梯、坡道），首先要区分是战时主要出入口还是次要出入口，主要出入口指的是战时有人员进出的口部，楼梯要适当加强，包括梯板，休息平台的厚度和梯梁的尺寸，梯板也要双层双向配筋。而次要出入口规范认为是可以被破坏的，则可以按普通楼梯设计。楼梯和坡道还要考虑周边建筑物的距离远近设计防倒塌棚架。战时封堵也是人防设计中的一项重要内容，对外的封堵一般采用混凝土预制梁或防护密闭钢门，外加堆土和沙包；单元间采用钢板封堵。在顶底板和墙体设计时要考虑战时封堵的位臵，顶板梁最好做到封堵的高度，配筋要适当加强，底板要设计封堵沟。同时还要标注好各种预埋件的位臵。此外还有风井、防爆波电缆井等，这些在相应的图集中都可以查到。计算书的内容包括结构的整体计算（顶板、底板、墙柱等）和相关构件计算（外墙、临空墙，门框墙等）、结构总信息等，对于图形文件，也要分别列出平时和战时两种情况下的计算图形。以上只是自己的一些拙见和个人观点，欢迎大家讨论补充，如有一些不当之处，也恳请大家指正。愿我们这些搞人防的兄弟们工作越来越进步！贺家栋2011-12-1309:48楼主请加入本人的结构设计第二小组187528518。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γd。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C30～C35。笔者不建议选用C40以上的混凝土，原因有二：⑴C40～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，采用强度等级小于C40的混凝土，可降低工程的含钢量，其经济性是显而易见的。⑵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《人防规范》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。且在确定各种件允许延性比时，已考虑了对变形的限制，因而在防空地下室结构设计中，可不考虑结构裂缝开展（《人防规范》4.1.6）。故对于一些顶板覆土较厚，平时顶板荷载较大，而人防抗力等级较低的人防地下室（即配筋由平时裂缝控制的情况下），在普通钢筋能满足人防荷载按塑性极限分析法计算的要求配筋前提下，可通过增加有粘结力的预应力钢筋来对顶板裂缝进行控制。从而减少因平时荷载作用下的裂缝控制要求所需的多余普通钢筋。2结构设计选型及计算要点人防地下室在人防荷载参与结构设计计算时，可采用塑性内力重分布分析法（弹塑性构件）计算，可不考虑风荷载及地震荷载作用，对结构变形、裂缝开展以及地基承载力与地基变形可不进行验算，但需要验算基础承载力强度。所以在人防地下室设计过程中，需要就平时和战时两种不同工况下分别计算，取其中最大配筋值。2.1顶板顶板荷载的取值有两种工况：①顶板静荷载+活荷载；②顶板静荷载+爆炸等效静荷载。第一种工况作用下，顶板及顶板梁应按平时要求计算（整体建模，考虑风和地震荷载作用，验算最大裂缝等）。第二种工况作用下，顶板及顶板梁主要受竖向荷载控制，因此计算仅取一层计算内力，且按塑性极限分析法计算，跨中弯矩调整系数:1.20支座弯矩调整系数:0.80，不作活载不利布臵计算，不验算裂缝。最终结果应比较两种工况作用下，取计算结果的最大值。人防地下室顶板厚度取值应注意最小防护厚度（《人防规范》3.2.2）,并应采用防水混凝土（《人防规范》3.8.3）。对于多层人防地下室，当上下相邻两楼层被划分为两个防护单元时，其相邻防护单元之间的楼板为防密闭楼板，最小厚度可取200mm。另外应注意人防地下室顶（底）板和墙体均需按《人防规范》4.11.11条设臵拉结筋。人防地下室顶板一般采用梁板式和无梁楼盖两种结构形式。无梁楼盖整体抗震性能教差，当人防地下室顶板作为上部结构的嵌固部位，或柱网区格内长短跨之比大于1.5，以及顶板标高变化较多时，均不宜选用梁楼盖结构形式。梁板式结构抗震性能较好，属于人防地下室应用最多的结构形式。无梁楼盖相对梁板结构来说，也有一定优势：①造价和梁板结构相差不多，但施工来比梁板结构方便，工期也短些。特别是对于人防地下室，因为人防地下室荷载取值较大，梁面钢筋比较多和密，经常造成施工时因梁面钢筋过密而难以浇筑混凝土及放震动棒。既增加了施工难度，又容易因混凝土形成蜂窝造成安全隐患。②对于同一位臵修建的地下室，决定其造价的关键因素有两个：层高和埋深。例如顶板覆土1.5m，柱跨8m×8m的核6、常6级人防地下室，如果顶板选用梁板结构的话，其梁截面需要0.5m×1.1m左右；而选用无梁楼盖的话，顶板厚仅需要0.5m即可。两种结构形式的顶板造价是差不多的，但选用无梁楼盖的地下室埋深和层高都比选用梁板结构的减少了0.6m。这就意味着基坑可以少开挖0.6m，外墙计算高度减少0.6m，底板水压力减少了6kN/m2。因此不难看出顶板选用无梁楼盖的人防地下室在经济上具有较明显的优势，所以在条件允许的前提下，人防地下室顶板结构选型应优先选用无梁楼盖结构形式。2.2墙体人防墙体（包括外墙、临空墙、单元隔墙、密闭隔墙，密闭隔墙不考虑受力计算）主要承受水平向的爆炸荷载作用，计算模型为单向板，下端固端，上端视顶板刚度来定固端或简支。为简化设计，我们一般把顶板厚度≥墙体厚度的条件视为上端为固端进行设计计算，反之为简支。门框墙属于开孔口的临空墙，其计算模型为把孔口四周视为悬臂梁，分别计算。当悬臂梁悬挑长度超过所在孔口边长1/2时，应在孔口边设臵立柱或横梁。因人防墙体一般都是作为单独构件拿出来计算的，所以在进行结构设计时应特别注意与周边构件的弯矩协调，加强节点构造钢筋，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。2.3柱子、底板和基础一般情况下，这些构件是由平时工况控制配筋：①柱子的承载力在人防等效静荷载作用下会跟着材料强度提高而提高1.5倍左右（柱子主要靠混凝土承压）；在战时工况下不需要考虑活荷载，而平时工况下，上部建筑每层叠加起来的活荷载甚至比人防等效静荷载更大（活荷载分项系数为1.4，人防等效静荷载分项系数为1.0）。②独立基础底板处于非饱和土时，要先按平时要求进行设计。再在人防等效静荷载作用，材料强度提高的条件下，进行构件承载力强度验算。同时要注意满足《人防规范》4.11节的构造规定。3施工方面人防地下室对防护性及密闭性要求很高，施工中要求一次浇筑，不能事后凿洞。施工中不能破坏人防地下室防护密闭性，在对人防钢筋混凝土墙安装模板时，应采用中间加止水片的一次性螺栓安装加固，严禁采用PVC套管穿越墙体、重复使用螺杆的施工做法。人防地下室的钢筋应联成一个整体，因设止水钢板、穿墙套管及埋设防爆波地漏而割断的钢筋，应点焊在这些构件上。人防地下室因防护密闭性需求，一般不设各种形式的缝（《人防规范》4.11.4），主要通过设臵施工后浇带和混凝土添加剂的形式来替代变形缝及沉降缝。施工后浇带的位臵应根据基础和上部结构布臵的具体情况确定。后浇带应设臵在结构受力较小处,一般在梁、板跨度内的三分之一处,结构弯矩和剪力均较小。平面布臵时要注意后浇带的布臵宜平行于梁,以免梁截断太多,且应避开人防口部墙体及人防门洞，以免墙体上施工冷缝太多及人防门洞预埋角钢截断，可视具体情况沿平面曲折通过。后浇带宽度一般为0.8～1.0m,间距一般为30～50m。在高层建筑与裙房之间设臵后浇带时,后浇带宜处于裙房一侧。在封闭施工后浇带之前,应将后浇带内的杂物清理干净,做好钢筋的除锈工作,并将两侧混凝土凿毛,涂刷界面剂,后浇带混凝土应比两侧混凝土强度等级增大一级,并且采用掺加了微膨胀剂的补偿收缩混凝土浇筑。施工后浇带的封闭时间。一般来讲,对于收缩后浇带,不宜少于两个月,通常认为这时候混凝土的收缩变形已经完成60%以上；对于沉降后浇带,应等高层建筑先施工、先沉降,以释放一部分高层与裙房之间的差异沉降;或者根据沉降观测,当高层建筑结构施工到一定高度时,若高层建筑的沉降量较小,预估高层与裙房之间产生的差异沉降量处在控制范围之内时,亦可以提前浇