人防地下室洞口结构设计有哪些注意事项?

针对人防地下室入口,综合分析我院及几个人防图纸审查单位近年来在人防地下室施工图设计中发现的问题,分析扩散室及出入口常见问题,并给出解决这些问题的方法,以提高人防地下室结构设计质量。

1出入口

人防地下室洞口包括入口、通风口和其他开口(排烟、给排水、电气开口等。).其中,出入口设计是人防工程口防护和结构设计中的重要内容。

1.1防倒塌脚手架梁的箍筋间距问题1)常见问题。防倒塌脚手架梁的箍筋间距应考虑150mm或更大;2)原理分析。从防护的角度来说,防倒塌脚手架的屋顶承受两种荷载,一种是房屋倒塌引起的竖向等效静荷载,另一种是空气冲击波引起的水平等效静荷载。出于对这两部分荷载的考虑,防倒塌脚手架梁的构造要求应与地下室其他部分相同。根据第4条。11.GB 50038—2005《人民防空地下室设计规范》10,加密区箍筋间距不宜大于h0/4(h0为梁截面有效高度)且不宜大于主筋直径的5倍[3]。与此同时,根据1999年12月15日的文件北京石神专家委员会1 [2015],防倒塌脚手架也要求按相应的抗震措施进行设计[4],也列于表6。3.《建筑抗震设计规范》GB 50011—2010中的第3条。3)设计建议。对于出入口处的防倒塌棚架,应尽量采用不小于400 mm的梁高,钢筋直径不小于20 mm为了配合这些调整,防倒塌脚手架的柱距可适当加大。

1.2楼梯主出入口周边墙体荷载值及构造要求1)常见问题。楼梯主出入口周围墙体不考虑人防等效静荷载及相关构造要求;2)原理分析。随着城市地下空间需求的不断增加,人防地下室在地下空间的位置也是多样的,地下空间使用方式的多样性导致楼梯周围墙体的多样性,有时会出现非人防地下室和人防地下室使用楼梯的情况。对于与土体相邻的墙体,很难用简单的方法计算确定内压(空气冲击波)和外压(土体中的压缩波)的作用时间和大小。出于安全考虑,规范规定可以忽略内压,计算土中压缩波产生的爆炸动荷载[3]。对于与普通地下室相邻的墙体,只考虑空气冲击波进入主出入口的影响;对于普通地下室有洞口,普通地下室和人防地下室采用楼梯的情况,虽然空气冲击波会通过洞口传播,但由于没有相关的试验依据,在实际设计过程中不会降低空气冲击波荷载。3)设计建议。楼梯主要进出建筑周围的墙体。当与土壤直接接触时,墙体全高按土壤中的外墙考虑为人防等效静荷载。与普通地下室相邻时,无论墙体有无洞口,均按空墙确定等效静荷载;相应的楼梯式主要出入口周围的墙体应符合人民防空的相关构造要求。

1.3钢结构防护密封门荷载推导问题1)常见问题。钢结构防护密封门按混凝土防护密封门相关规定考虑作用在门框壁上的等效静荷载;2)原理分析。防空地下室常用的钢筋混凝土防护密封门在爆炸动荷载作用下进入塑性状态并达到极限抗力时,其破坏沿“塑性铰线”发展,故其计算简图可为四边简支矩形板。而钢人防门的内部结构是由主要受力方向传力的梁板体系决定的。因此,其大部分荷载传递给主应力方向对应的门框墙,而次应力方向对应的门框墙只承受局部梁板传递的等效静荷载。

1.4门框墙的设计存在平战工况不协调的问题。门框墙的配筋和结构只按战时工况考虑。2)原理分析。常规的门框墙设计是将一个完整的门框分成上、下、左、右四道挡墙。根据不同的人防等效静荷载,计算各挡土墙的配筋。但由于其定位为人防门的门框墙,而这些墙往往只有人防地下室才有,所以设计师往往忽略了其作为普通地下室的受力要求。比如经常忘记,从抗震角度看左右挡墙都要设置边缘构件,上挡墙在功能上是连梁,下挡墙也是地下室的地梁。3)设计建议。鉴于作为人防构件的门框墙的受力和结构与抗震构件的受力和结构不协调,建议在设计左右挡土墙时,根据门框墙和边缘构件的范围、配筋方式、水平配筋和竖向配筋进行围护设计。上部挡土墙与连梁、下部挡土墙与地梁采用相同的原理。

2扩散室

通风口是人防地下室的重要组成部分,其防护通常采用阻隔与扩散相结合的方式,即采用带有防爆阀和扩散室的消波系统来减弱冲击波的压力。扩散室设计的合理性和安全性对带通风口的防空结构设计起着决定性的作用。

2.扩散室各部分的受力情况和载荷值不合理是1)常见问题。在人防地下室结构设计中,经常出现以下情况:除扩散室与竖井之间的墙体外,其他墙体仅设计为封闭墙;扩散室各部件的等效静载荷没有考虑或取值不当。2)原理分析。如图3所示,扩散室是一个利用内部空间来削弱入射冲击波能量的房间。当冲击波从小截面的入口进入大截面、一定容积的扩散室时,高压气体迅速扩散膨胀,使其密度和压力下降,从而保证残余压力小于后续设备的允许压力。

竖井与扩散室之间的壁是扩散室的前壁,其外侧(竖井侧)承受来自竖井的空壁载荷,其内侧(扩散室侧)承受通过挂板阀进入扩散室的冲击波的残余压力载荷。与土壤接触的扩散室顶板、底板和外壁在内侧承受残余压力,在外侧承受土壤中压缩波引起的人防等效静荷载。由于残余压力的作用,土中的结构通常只有裂缝,不会向内坍塌,所以这些构件只承受土中压缩波引起的相当于人防的静荷载。

2.2吊板阀选择不当1)常见问题。不考虑扩散室余压的适用条件(针对不同的门和不同的扩散室尺寸),只要按照第2节设计方案中的等效静载荷选择扩散室即可。以上1。建筑在甲级、六级人防地下室选择HK系列人防门是常见的。2)原理分析。挂板阀的一个很重要的参数是阀门关闭时间。关闭时间是指作用在阀门上的超压(δ PT)等于阀门设计阻力(δ PS)时的关闭时间。当作用在阀门上的预定超压大于阀门的设计阻力时,阀门将被破坏;如果前者过小,阀门关闭时间会增加,波衰减率会降低。人防地下室工程常用的吊板阀门有HK系列和BMH系列,HK系列的设计抗力等级只有5级。BMH系列设计阻力等级有相应的5级和6级。HK系列用于甲、六级人防地下室时,会出现门上预定超压小于阀门设计阻力的情况。此时阀门的关闭时间会更长,波的衰减率会降低,导致扩散室内的残余压力增加。如果扩散室仍按照第2节中给出的数值设计。1,会有安全问题,连接到扩散室的设备可能会因超过允许的剩余压力而损坏。3)设计建议。鉴于这种情况对防空地下室可能造成的影响,建议在设计过程中及时与建筑沟通,要求其在6级防空地下室采用适用于6级的BMH系列吊板阀(当风量小于14 500 mm2时);鉴于有些地方只能使用HK系列吊板活板门,有必要根据GB50038—2005第F.0.3 [3]条调整扩散室的尺寸,以使剩余压力在允许范围内。

2.3扩散室前墙防护厚度不足的问题1)常见问题。如图4所示,扩散室前壁截面图中B的厚度为200mm 2)原理分析。根据第4条。11.GB 50038—2005第3条规定,钢筋混凝土防空地下室墙体最小厚度为250 mm扩散室前墙是竖井与扩散室之间的墙体,承受竖井传来的空墙荷载。因此,墙体最薄处(图中标注B处)应满足本条要求。

3)设计建议。扩散室前壁部分的厚度B大于或等于250毫米

人防地下室的结构设计与普通地下室有很大的不同,不仅因为其所承受的人防荷载是突然加速卸载的瞬时动荷载,还因为结构设计与建筑、通风、防护的要求密切相关。探索结构条文背后的防护原理,对于设计经济、合理、安全的人防工程尤为重要。

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