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1、人民防空地下室构造设计计算措施随着建筑构造新规范全面颁布,新规范在工程设计中已全面开始，这对于如何在工程设计中对的应用理解规范条文,对的选择设计软件及合理选用设计参数显得优为重要。人们懂得:各新规范都明确规定构造设计必须对构造分析软件的计算成果进行分析判断，确认其合理有效后方可作为工程设计根据。如何判断?固然只能依托概念设计来判断;此外人们一定要注意，编程序的人多次讲“设计者采用她们的程序计算，出了问题她们并不负责，仍然由设计者负责”；此外施工图审查单位只承当相应的技术审查失察责任，重要的质量责任还由设计者负责(在合理使用年限内负终身责任)。一、上部构造与防空地下室分析模型上部构造与防空地下室
2、构成一种承力体系,具有共同的位移场，互相协调变形。地下室外的回填土对构造侧向有一定的约束作用,地下室楼层侧移刚度一般较大。上部构造与防空地下室分析模型可简化为:分离模型(有条件的)：将上部构造与地下室分开,分别设计计算,按规范拟定嵌固层作为两者分界;共同工作分析（无条件的):将上部构造与地下室作为一种整体,考虑共同作用,采用如下两种方式之一来考虑地下室外回填土对构造的约束作用。措施:地下室水平位移的侧向嵌固（-K法）。措施2:地下室水平位移的有限(弹簧)约束(K法)。地下室如果设计不当,对整体抗震性能会产生较大影响，对于半地下室的埋深规定应不小于地下室外地面以上的高度,才干不计其层数,总高度才
3、干从室外地面算起。地下室的墙柱与上部构造的墙柱要协调统一。地下室顶板室内外板面标高变化处,当标高变化超过梁高范畴时则形成错层，未采用措施不应作为上部构造的嵌固部位，规范明确规定作为上部构造嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板构造,地下室顶板为无梁楼盖时不应作为上部构造嵌固部位，构造计算应往下算至满足嵌固端规定的地下室楼层或底板，但剪力墙底部加强区层数应从地面往上算，并应涉及地下层。上部构造固定端,当高层建筑仅设单层地下室且底板采用天然地基筏板基本或桩一筏基本时，一般选择基本底板而非首层作为构造嵌固端，这有助于充足运用其基本的“无限”刚度,为首层楼面的灵活构造选型发明条件，虽然是首层楼面留有大
4、孔洞,或选用无梁楼盖构造，都不会有什么影响。此外，规范规定地下一层的抗震级别与上部构造必须一致，以基本底板作为嵌固端不会导致地下室构造造价的提高，反而也许获得较好的经济效益。虽然单层地下室底板是以桩为基本的一般梁板构造,一般状况下仍然取底板处为构造嵌固端，唯一例外的是地下室作为抗爆级别较高的防空地下室时，其顶板一般具有作为构造嵌固端的刚度，因此可取其作顶板为上部构造的嵌固端。二、可用于人防地下室构造设计设计软件可用于人防地下室构造设计软件有:1、理正人防设计软件包,只能计算顶、底板,外墙、临空墙、内隔墙,门框墙等构件,不能进行整体构造计算。2、KPM软件包中的一种SATWE模块可算高层下的人防
5、地下室顶板和顶板梁，但对临空墙、门框墙等构件及底板不能计算。BOX模块也可算人防地下室，并可计算底板，可惜OX只能用于箱形基本。箱形基本计算机辅助设计软件BOX可对三层内任意不规则平面形状的箱形基本进行构造计算和五、六级人防设计计算,并可绘制构造施工图。构造设计计算内容涉及:按箱基规程和人防规范等规定，进行基本沉降与反力计算，箱基整体与局部弯矩及配筋计算,墙体、洞口、过梁等内力及配筋计算。 构造施工图涉及:各层顶板和底板以及墙体的配筋图，洞口图等。本程序可与MCAD和AT接力计算，数据共享，无需填写数据文献。计算成果有图形显示,可随时对计算成果和施工图的绘制进行干预。虽然用STE和TT均可完毕
6、地下室的设计，但用TAT计算得到成果仅作参照，最佳用设有地下室人防设计功能的STWE17。3、若手头没有以上软件,用BS计算人防构造也未偿不可，但是要注意材料的调节系数。近期，由中国建筑原则设计研究院与北京金土木软件技术有限公司又开发了人防地下室构造分析与设计软件DS。ADABS基于新版人民防空地下室规范编制，对构造进行整体分析计算、考虑战时核武器和常规武器荷载、按战时和平时状态包络进行设计、给出构件计算书。程序以整体建模与构件计算相结合、与PKPM和ETABS实现数据兼容,突出了全面性与易用性的特点。DS以一种全新的操作方式呈现给中国工程师。该系统将三维建模与菜单式操作结合起来,达到程序的灵
7、活性与智能化的平衡。计算过程透明度高，并辅以规范条款及使用阐明,分析、设计过程可以由工程师干预、控制。ADABS继承了ES的强大建模、分析功能，是中国规范与国际出名构造分析内核的典型结合。在设计单位普遍采用PKM中SATWE做人防设计的时候,为什么还要再选择DBS呢?理由1:ADAB设计密肋楼盖有优势.SATWE设计密肋楼盖，柱上框架梁配筋太大,不能考虑柱上板带非柱上梁参与柱上板带的弯矩分派。这是由于SATWE中板是不参与刚度计算的。DAS计算时楼板是需要剖分的,板的刚度参与计算。成果更接近实际。理由2:ADABS设计现浇空心楼板有优势。PPM中的SLCAD计算现浇空心楼板没有措施计算空心楼板
8、的刚度折减和两个方向的刚度差,AAB的核心模块同P和EABS,可以精确的解决上述两个问题。理由3：柱帽的设计。PKPM中SACD中的柱帽计算是按照平板刚度分派后来，再按照柱帽高度计算配筋,没有考虑柱帽刚度对内力分派的影响,配筋偏小。ADBS采用壳单元计算柱帽（仅平板柱帽，变截面柱帽计算要在SP中完毕)，可靠度增长。理由4:基本变截面筏板计算。PM基本JCCAD计算框架柱下变截面筏板很难定义。AAS直接定义壳单元,采用面弹簧计算基本荷载,直接精确。目前，设计人员习惯使用的措施，一是将整个人防构造拆成多种构造构件,使用“理正人防工程构造设计软件”进行设计计算(参见例一）；二是将“理正人防工程构造设
9、计软件”配合“PKP软件包”中的一种“SW模块”一起使用。即用“PKPM软件”设计计算顶板和顶板梁，用“理正人防工程构造设计软件” 设计计算外墙、临空墙、内隔墙、门框墙、柱和底板（参见例二)。基本形式为预应力混凝土时，也有采用“PKM软件”将底板梁按倒楼盖法分析（参见例三)。基本形式为桩筏基本时,用“理正人防工程构造设计软件”按倒无梁楼盖计算底板也许更简便;三是查表法11、9、。“查表法”比用“PKM软件”设计计算成果省,就是说用“KPM软件”设计计算成果偏大。用PKP建模时将地下室底板一同建入参与SAE整体计算,这时仅有一层的地下室将有两个原则层，在satw中地下室层数填2（由于地下室底板参
10、与建模为第一原则层,地下室顶板建模为第二原则层，这样地下室就有两层，此刻地下室层数该填2）,这样做可以简化计算,基本顶面荷载精确。整体一次性建模的目的是导荷明确，减少地下室与上部构造分别计算容易浮现错误，提高劳动效率。但存在一种新问题即第一原则层的柱高该取多少才合理?一般取2500，,100,估计也不大,不就是柱的自重大点嘛。对于上部的周期、位移等等影响不大。由于一般你填了地下室层数后，电脑就默认地下室顶板处为嵌固层了，因此底下的布置与上部无多大关系，固然不能变化太大。目前新版PM能计算人防顶板梁和板筋了，底板一般拿出来此外算,把人防荷载反过来输入算的,新版的KPM里有定义人防荷载的,在人防规
11、范里查找到你需要的人防等效荷载，在SATWE里就有输入的地方，顶板底板、梁的算法同样,门框墙、临空墙等最佳用理正人防来算，防空地下室构造设计这本书里也有能查表查到大多数状况下的配筋。注意用PKPM来计算人防是有局限的。的新人防规范把核级人防细分为核6级和核级,核6B级人防荷载比核6级要小不少，这部分人防荷载，注意要在PM核6级下修改。此外PKPM的人防顶板等效静荷载不考虑板的跨度，与人防规范规定也不相符。PKPM软件的东西太理论化了，直接用来施工，给施工带来诸多不便,需要进行调节。调节的原则是根据计算得出的配筋信息，能归并的尽量归并,能拉通的钢筋尽量拉通，这样有助于构造整体的刚度。对于构造上的
12、规定一定要保证满足,例如，整榀框架需要在上部设立两根通长的角筋。梁的钢筋最佳采用小直径小间距，这样有助于抗裂。对于相差不大的配筋可以归并，是施工当中减少钢筋种类,使配筋简朴明了。使用PKM软件需要特别注意的地方是构造规定的短柱需要全柱加密等的信息，软件并不能自动的所有给出,需要设计人员在后期的绘图中自己添加上去;对于框架构造，需要在楼梯房间的四周设立柱，在填充墙中设立构造柱。构造施工图中的构件定位是很重要的,在施工图中一定要和建筑图配合，根据外观的需要,来决定梁柱的定位。对于次梁等在PKM中不能显示轴线的构件，必须在后期的施工图绘制中添加上去。对于用PKM自动生成的图纸,要根据需要变化字体样式
13、，符合美观的规定。应使用摸索者的外部接口工具来变化字体、编号、尺寸等。要对照施工图设计深度文献看漏掉什么内容,在后期的施工图绘制过程当中补充进来。有些内容在PKPM中不能体现的,需要在这里发现并添加，例如次梁的定位。注意,目前（直至26版）PKPM计算人防梁有问题,重要是错误的套用了人防规范的4.10条。理正人防工程构造设计软件3.0版根据现行人民防空地下室设计规范（GB5003-)、混凝土构造设计规范(B010-）和修订中的人民防空地下室构造设计手册为根据编制。与人民防空工程构造设计手册配套使用，自动导算人防荷载,完毕不同防护级别的板、持续梁、井字梁、无梁楼盖、刚架、扁壳及截面计算，输出完整
14、规范的计算书。采用等效静荷载法进行构造动力计算，将构造体系拆成顶板、外墙、底板等构造构件，分别按单独的等效自由度体系进行动力分析。分别采用有限元精确分析和调节系数的简化计算措施,完毕整个人防构造工程设计计算。该软件集成化限度高,可持续选择多种构件、多项设计内容；计算速度快、成果精确可靠。采用动态可视化技术、图形与文献双重输出方式，自动生成全中文、规范化、图文混排的计算书,是人防工程设计、管理、审核、存档的有效手段。该软件操作简朴、使用以便，在配筋计算时已按规范规定对材料强度进行了调节。三、将构造体系拆成顶板、外墙、底板等构造构件的计算(一)、人防地下室顶板计算可完毕嵌固、简支边界条件下的顶板的
15、内力、配筋计算,可考虑相邻板支座弯矩的作用。顶板为梁板构造时,一般状况按四边固定双向板计算。板长和板宽均取纵横两方向梁轴与梁轴之间尺寸。（二）、人防地下室外墙计算可完毕嵌固、简支边界条件下的外墙的内力、配筋计算,可考虑相邻板支座弯矩的作用。一般状况按上下固接左右简支的单向板计算。即根据边界约束条件，上、下顶、底板作为外墙的嵌固端，左、右的扶壁柱不能承受墙体传来的侧向力(因扶壁柱配筋计算一般没有考虑该侧向力),故不能以扶壁柱为两侧支座。在计算时取外墙的单位墙长1米，按变形协调原理,假设左右两侧为简支。墙宽一般取地下室层高。有的工程外墙配筋计算中,凡外墙带扶壁柱的，不区别扶壁柱尺寸大小,一律按双向
16、板计算配筋,而扶壁柱按地下室构造整体电算分析成果配筋，又未按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。按外墙与扶壁柱变形协调的原理，其外墙竖向受力筋配筋局限性、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋有富余量。建议:除了垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大（如高层建筑外框架柱之间)外墙板块按双向板计算配筋外,其他的外墙宜按竖向单向板计算配筋为妥。竖向荷载(轴力)较小的外墙扶壁桩,其内外侧主筋也应予以合适加强。外墙的水平分布筋要根据扶壁柱截面尺寸大小,可合适另配外侧附加短水平负筋予以加强,外墙转角处也同此予以合适加强。地下室外墙计算时,底部为固定支座(即底板作为外墙的嵌固端),侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩大小同样，底板的抗弯能力不应不不小于侧壁，其厚度和配筋
