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1、-人民防空地下室构造设计计算方法随着建筑构造新规全面公布，新规在工程设计中已全面开场，这对于如何在工程设计中正确应用理解规条文,正确选择设计软件及合理选取设计参数显得优为重要。大家知道：各新规都明确要求构造设计必须对构造分析软件的计算结果进展分析判断，确认其合理有效前方可作为工程设计依据。如何判断.当然只能依靠概念设计来判断；另外大家一定要注意，编程序的人一再讲“设计者采用他们的程序计算，出了问题他们并不负责，仍然由设计者负责；另外施工图审查单位只承担相应的技术审查失察责任，主要的质量责任还由设计者负责在合理使用年限负终身责任。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组成一个承力体
2、系，具有共同的位移场，相互协调变形。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通常较大。上部构造与防空地下室分析模型可简化为：别离模型有条件的：将上部构造与地下室分开，分别设计计算，按规确定嵌固层作为二者分界；共同工作分析无条件的：将上部构造与地下室作为一个整体，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。方法1：地下室水平位移的侧向嵌固-K法。方法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要求应大于地下室外地面以上的高度，才能不计其层数，总高度才能从室外地面算起。地下室的墙柱与上部
3、构造的墙柱要协调统一。地下室顶板室外板面标高变化处，当标高变化超过梁高围时则形成错层，未采取措施不应作为上部构造的嵌固部位，规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要求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，并应包括地下层。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根底或桩一筏根底时，通常选择根底底板而非首层作为构造嵌固端，这有利于充分利用其根底的“无限刚度，为首层楼面的灵活构造选型创造条件，即使是首层楼面留有大孔洞，或选用无梁楼盖构造，都不会有什么影响。
4、此外，规规定地下一层的抗震等级与上部构造必须一致，以根底底板作为嵌固端不会造成地下室构造造价的提高，反而可能取得较好的经济效益。即使单层地下室底板是以桩为根底的普通梁板构造，一般情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，其顶板通常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、隔墙，门框墙等构件，不能进展整体构造计算。2、PKPM软件包中的一个SATWE模块可算高层下的人防地下室顶板和顶板梁，但对临空墙、门框墙等构件及
5、底板不能计算。BO*模块也可算人防地下室，并可计算底板，可惜BO*只能用于箱形根底。箱形根底计算机辅助设计软件BO*可对三层任意不规则平面形状的箱形根底进展构造计算和五、六级人防设计计算，并可绘制构造施工图。构造设计计算容包括：按箱基规程和人防规等要求，进展根底沉降与反力计算，箱基整体与局部弯矩及配筋计算，墙体、洞口、过梁等力及配筋计算。 构造施工图包括：各层顶板和底板以及墙体的配筋图，洞口图等。本程序可与PMCAD和TAT接力计算，数据共享，无需填写数据文件。计算结果有图形显示，可随时对计算结果和施工图的绘制进展干预。虽然用SATWE和TAT均可完成地下室的设计，但用TAT计算得到结果仅作参
6、考，最好用设有地下室人防设计功能的SATWE17。3、假设手头没有以上软件，用TBSA计算人防构造也未偿不可，不过要注意材料的调整系数。近期，由中国建筑标准设计研究院与金土木软件技术又开发了人防地下室构造分析与设计软件ADABS。ADABS基于新版人民防空地下室规编制，对构造进展整体分析计算、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展设计、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。ADABS以一种全新的操作方式展现给中国工程师。该系统将三维建模与菜单式操作结合起来，到达程序的灵活性与智能化的平衡。计算过程透明度高
7、，并辅以规条款及使用说明，分析、设计过程可以由工程师干预、控制。ADABS继承了ETABS的强大建模、分析功能，是中国规与国际知名构造分析核的经典结合。在设计单位普遍采用PKPM中SATWE做人防设计的时候，为什么还要再选择ADABS呢.理由1：ADABS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配。这是因为SATWE中板是不参与刚度计算的。ADABS计算时楼板是需要剖分的，板的刚度参与计算。结果更接近实际。理由2：ADABS设计现浇空心楼板有优势。PKPM中的SLABCAD计算现浇空心楼板没有方法计算空心楼板的刚度折减和两个方
8、向的刚度差，ADABS的核心模块同SAP2000和ETABS，可以准确的解决上述两个问题。理由3：柱帽的设计。PKPM中SLABCAD中的柱帽计算是按照平板刚度分配以后，再按照柱帽高度计算配筋，没有考虑柱帽刚度对力分配的影响，配筋偏小。ADABS采用壳单元计算柱帽(仅平板柱帽，变截面柱帽计算要在SAP2000中完成)，可靠度增加。理由4：根底变截面筏板计算。PKPM根底JCCAD计算框架柱下变截面筏板很难定义。ADABS直接定义壳单元，采用面弹簧计算根底荷载，直接准确。目前，设计人员习惯使用的方法，一是将整个人防构造拆成多个构造构件，使用“理正人防工程构造设计软件进展设计计算参见例一；二是将“
9、理正人防工程构造设计软件配合“PKPM软件包中的一个“SATWE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、隔墙、门框墙、柱和底板参见例二。根底形式为预应力混凝土时，也有采用“PKPM软件将底板梁按倒楼盖法分析参见例三。根底形式为桩筏根底时，用“理正人防工程构造设计软件按倒无梁楼盖计算底板可能更简便；三是查表法11、9、4。“查表法比用“PKPM软件设计计算结果省，就是说用“PKPM软件设计计算结果偏大。用PKPM建模时将地下室底板一同建入参加SATWE整体计算，这时仅有一层的地下室将有两个标准层，在satwe中地下室层数填2因为地
10、下室底板参加建模为第一标准层，地下室顶板建模为第二标准层，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，根底顶面荷载准确。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出现错误，提高劳动效率。但存在一个新问题即第一标准层的柱高该取多少才合理.一般取2500，2000，1500，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。因为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，所以底下的布置与上部无多大关系，当然不能变化太大。现在新版PKPM能计算人防顶板梁和板筋了，底板通常拿出来另外算，把人防荷载反过来输入算的，新版的PKPM里有
11、定义人防荷载的，在人防规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、梁的算法一样，门框墙、临空墙等最好用理正人防来算，防空地下室构造设计这本书里也有能查表查到大多数情况下的配筋。注意用PKPM来计算人防是有局限的。2005版的新人防规把核6级人防细分为核6级和核6B级，核6B级人防荷载比核6级要小不少，这局部人防荷载，注意要在PKPM核6级下修改。另外PKPM的人防顶板等效静荷载不考虑板的跨度，与人防规要求也不相符。PKPM软件的东西太理论化了，直接用来施工，给施工带来很多不便，需要进展调整。调整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，
12、这样有利于构造整体的刚度。对于构造上的要求一定要保证满足，例如，整榀框架需要在上部设置两根通长的角筋。梁的钢筋最好采取小直径小间距，这样有利于抗裂。对于相差不大的配筋可以归并，是施工当中减少钢筋种类，使配筋简单明了。使用PKPM软件需要特别注意的地方是构造要求的短柱需要全柱加密等的信息，软件并不能自动的全部给出，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置柱，在填充墙中设置构造柱。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PKPM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P
13、KPM自动生成的图纸，要根据需要改变字体样式，符合美观的要求。应使用探索者的外部接口工具来改变字体、编号、尺寸等。要对照施工图设计深度文件看漏掉什么容，在后期的施工图绘制过程当中补充进来。有些容在PKPM中不能表现的，需要在这里发现并添加，例如次梁的定位。注意，目前直至20060326版PKPM计算人防梁有问题，主要是错误的套用了人防规的条。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?GB 50038-2005、?混凝土构造设计规?GB 50010-2002和修订中的?人民防空地下室构造设计手册?为依据编制。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，完成不同
14、防护等级的板、连续梁、井字梁、无梁楼盖、刚架、扁壳及截面计算，输出完整规的计算书。采用等效静荷载法进展构造动力计算，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展动力分析。分别采用有限元准确分析和调整系数的简化计算方法，完成整个人防构造工程设计计算。该软件集成化程度高，可连续选择多个构件、多项设计容；计算速度快、结果准确可靠。采用动态可视化技术、图形与文件双重输出方式，自动生成全中文、规化、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。该软件操作简单、使用方便，在配筋计算时已按规要求对材料强度进展了调整。三、将构造体系拆成顶板、外墙、底板等构造构件的计
15、算一、人防地下室顶板计算可完成嵌固、简支边界条件下的顶板的力、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，通常情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成嵌固、简支边界条件下的外墙的力、配筋计算，可考虑相邻板支座弯矩的作用。通常情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10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
16、外墙带扶壁柱的，不区别扶壁柱尺寸大小，一律按双向板计算配筋，而扶壁柱按地下室构造整体电算分析结果配筋，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缺乏、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分布筋有充裕量。建议：除了垂直于外墙方向有钢筋混凝土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，其余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，其外侧主筋也应予以适当加强。外墙的水平分布筋要根据扶壁柱截面尺寸大小，可适当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适当加强。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一样，底板的抗弯能力不应小于侧壁，其厚度和配筋量应匹配，这方面问题在地下车道中最为典型，车道侧壁
