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713 附建式地下结构的构造pdf

归档日期:06-20       文本归类:工事防护等级      文章编辑:爱尚语录

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  附建式地下结构 1 7.1 概述 附建式结构: 是指根据一定的防护要求修建的 附属于较坚固的建筑物的地下室,又 称 “防空地下室”或“附件式人防工 事”。在已有的地面建筑内构筑掘开 式工事,也可称为附件式工事。 2 7.1.1 特点 优点与不足:  节省 建设用地和投资;  便于平战结合 ,人员和设备容易在战时迅速转入地下;  增强 上层建筑的抗地震能力;  上层建筑对战时核爆炸冲击波、光辐射、早期核辐射以及炮(炸)弹有 一定的防护作用;防空地下室的造价比单建式防空地下室要低 ;  结合基本建设同时施工,便于施工管理 ,同时也便于使用过程中的维护。  上层建筑遭到破坏时容易造成出入口的堵塞、引起火灾等不利因素。 3 7.1.1 特点 由于附建式地下结构不仅承受上部地面建筑传来的静载,而且承受核 爆炸冲击波的动荷载 ,所以不同于一般工业和民用建筑,结构允许出现一 定的塑性变形。 4 7.1.1 特点  防空地下室的顶板一般都是钢筋混凝土结构 ,按弹塑性阶段进行 设计。  附建式地下结构不必单独进行结构变形的验算。  在控制延性比的条件下,不再进行结构构件裂缝开展的计算。  不必单独验算地基变形。 5 7.1.1 特点 平战结合是地下工程建设的基本原则之一。  平时利用:外墙上开设通风采光洞,允许防空地下室顶板底面高出室外 地面 ;没有内墙的大房间,可以采用板柱结构。  战时防护:限制开洞的面积,并且采取加强、密闭等措施;限制地下室 顶板高出的高度 ,并且在临战前要进行覆土;为了承受战时较大的荷载, 要对柱距加以限制。  某些内墙可在平时暂不砌筑而在临战前再行补砌等等。 6 7.1.2 附建式地下结构的形式 附建式地下结构选型的依据: 临战前覆土 ≥1.0m 室内地面 +0.00  上部地面建筑的类型、 室外地面  战时防护能力的要求、 防护盖板  地质及水文地质条件、  战时与平时使用的要求、  建筑材料的供应情况、  施工条件等等。 平战结合地下室 图 7-1 7 7.1.2 附建式地下结构的形式 (一)梁板结构 面层 填充层 防空地下室属于大量性防空工事,防护能力要 钢筋混凝土梁板 求较低,其上部地面建筑,多为民用房屋或一般 中小型工业厂房。 地下室的结构形式、材料、施工方法等,基本 与上部地面建筑相同,主要承重结构有顶盖、墙 (柱)及基础等。 已建工程以现浇钢筋混凝土梁板居多。 图 7-2 8 7.1.2 附建式地下结构的形式 (二)板柱结构 板柱结构即采用无梁楼盖的型式。 地质条件较好,可在柱下设单独基础 ;地质条件较差,可设筏式基 础。为使顶板受力合理,柱距一般不宜过大。 对通风、采光都比较有利,并可减少建筑高度 ,满足大房间的要求, 平时做商店、食堂的效果也比较好。 9 7.1.2 附建式地下结构的形式 (三)箱形结构 以下几种情况一般采用箱形结构:  工事的防护等级较高 ;  土质条件差,在地面上部是高层建筑物;  地下室处于饱和状态的土层中,结构要有较高的防水要求 ;  根据平时使用的要求,需要密封的房间(如冷藏库);  采用诸如沉井法、地下连续墙法等特殊的施工方法等等。 10 7.1.2 附建式地下结构的形式 (三)箱形结构 面层 多为钢筋混凝土空间结构,一般采用简化的 填充层 钢筋混凝土梁板 近似方法 : 1. 将箱形整体结构分解为纵向框架、横向框 架和水平框架,然后按平面框架计算 ; 钢筋混凝土柱 2. 或将箱形结构拆开为顶板、底板、墙板, 分别计算 ; 图 7-3 11 7.1.2 附建式地下结构的形式 (四)其他结构 地下室的顶盖一般采用受力性能较好的钢筋混凝土壳体(双曲扁壳或 筒壳)、单跨或多跨拱和折板结构。 (a )壳体顶盖 (b )这版结构 12 7.1.3 附建式地下结构的构造 为了适应现代战争中防核武器、化学武器、生物武器的要求:  要根据强度和稳定性的要求确定其断面尺寸与配筋;  对结构进行防光辐射和早期核辐射的验算;  对其延性比加以限制不使结构的变形过大;  同时要保证整体工事具有足够的密闭性和整体性。 13 7.1.3 附建式地下结构的构造 构造要求如下: (一)建筑材料的最低强度等级应不低于相关设计规范(如混凝土结构设 计规范、砌体结构设计规范)所规定的数值。 (二)结构的最小厚度应不低于表7-1的数值。 (三)保护层最小厚度应比地面结构增加一些,因为地下结构的外侧与土 壤接触,内侧的相对湿度较高。可按表7-2的规定取值。 14 7.1.3 附建式地下结构的构造 (四)变形缝的设置 设置原则上应服从地面建筑的要求 ,应考虑下列几点情况: 1. 在地震区设有局部地下室的建筑物,应设置沉降缝,把有地下室与不设 地下室的建筑物断开 ,以避免二者相互干扰。 2. 当地面建筑设置防震缝时,其防空地下室可不设置防震缝。 3. 在地下室的室外出入口与主体结构的连接处,应设置沉降缝 ,以防止产 生不均匀沉降时断裂。 15 7.1.3 附建式地下结构的构造 4. 当防空地下室设置沉降缝时,其上部地面建筑也要在其对应的位置设 置沉降缝。 5. 多数是在施工中采取措施控制混凝土的收缩,以便适当放大地下室伸 缩缝的间距,使它能设在与地面建筑伸缩缝的相应位置上。 6. 应当注意:在防空地下室的一个防护单元内,不允许设置沉降缝、伸 缩缝等 ,以满足防护要求(特别有密闭性要求的)。 16 7.1.3 附建式地下结构的构造 (五)圈梁的设置 为保持结构的整体性 ,对于混合结构来说,可按以下俩种情况设置圈梁: 1 .当防空地下室的顶盖采用迭合板、装配整体式平板或拱形结构时,应 沿着内墙与外墙的顶部设置圈梁一道。圈梁应设置在同一个水平面上,并 且要相互连通,不得断开;圈梁兼作过梁时,应另行验算。 2 .当防空地下室顶盖采用现浇钢筋混凝土结构时,除沿外墙顶部的同一 水平面上按上述要求设置圈梁外,还可在内隔墙上间隔设置圈梁 ,但其间 距不宜大于12m。 17 7.1.3 附建式地下结构的构造 (六)构件相接处的锚固 1 .钢筋混凝土顶板与内、外墙的相接处,应设置锚固钢筋。 2 .砖墙转角处及内外墙的交接处,除应同时咬槎砌筑外,还应沿墙高设 置拉结筋。 a) b) L/6 L/6 L/6 L/6 a) b) 圈梁 8@200 圈梁 8@200 8@200 8@200 0 预制板 5 4 0 预留孔60x60 5 图7—5 :a )现浇钢筋混凝土顶板与砖外墙上圈 图7—6 :a )顶板与砖内墙的锚固,b )顶 梁的锚固,b )迭合板与砖外墙上圈梁的锚固 板与砖内墙上的圈梁的锚固。 18 7.1.3 附建式地下结构的构造 (七)其它构造要求 1. 对于双向配筋的钢筋混凝土顶板、底板或墙板,均应设置呈梅花形排列 的联系筋或拉结筋。 2. 钢筋混凝土受弯构件的受拉钢筋配筋率 ,一般控制在0.15 ~1.5%的范 围内。 19 7.2 梁板式结构 主要用作人员掩蔽工事的防空地下室,其顶盖常采用整体式钢筋混凝 土梁板结构或无梁结构。顶板的支撑可以是承重墙或梁,梁的断面较大, 影响净空高度,并增加施工麻烦;开间小的房间可以不设梁,使顶板直接 将荷载传给四周的承重墙。 20 7.2.1 顶板 (一)荷载 1 .核爆炸冲击波超压所产生的动载,等效静载考虑。 2 .顶板以上的静荷载 ,包括设备夹层、房屋底层地坪和覆土层重以及战 时不迁动的固定设备等。不包括人重、上层建筑碎块重量。 3 .顶板自重 21 7.2.1 顶板 (二)计算简图  在计算简图中应表示出:荷载的形式、位置和数量;板的跨数、各跨的 跨度尺寸,板的支承条件等。  整体式梁板结构,可分为单向板梁板结构和双向板梁板结构 ;  属于多列双向板情况的顶板可简化为单跨双向板或单向连续板进行近似 计算。 22 7.2.1 顶板 (三)内力计算 1 .单向连续板 当防水要求较高时,整浇钢筋混凝土顶板应按弹性法计算;当防水要 求不高时,可按塑性法计算。 2 .多列双向板 多列双向板的计算也分弹性法和塑性法两种。 23 7.2.1 顶板 (四)截面设计  由战时动载作用的荷载组合控制,可只验算强度 ,但要考虑材料动力强 度的提高和动荷安全系数。  当按弹塑性工作阶段计算时,为防止钢筋混凝土结构的突然脆性破坏, 保证结构的延性 ,应满足要求的条件。  双向板的受力钢筋是纵横迭置的,跨中顺短边方向的应放在顺长边方向 的下面 ,计算时取其各自的截面有效高度。 24 7.2.2 侧墙 (一)荷载 1. 压缩波形成的水平方向动载,按等效静载考虑。 25 7.2.2 侧墙 2.顶板传来的动荷载与静荷载 3.上部地面建筑自重  一是只有一部分上部地面建筑破坏并随冲击波吹走,取上部地面 建筑自重的一半作为荷载作用在侧墙上。  二是当冲击波超压较大,上部地面建筑全部破坏并吹走。不考虑 作用在侧墙上的上部地面建筑重量。 4.侧墙自重 5.土体侧压力及水压力,分算考虑 26 7.2.2 侧墙 (二)计算简图  水平方向荷载 ,一般取为均布荷载,甚至不考虑墙顶所受的轴向压力, 简化为受弯构件。  砖砌外墙的高度:当为条形基础时,取顶板或圈梁下皮至室内地坪 ; 当为整体式底板时,取顶板或圈梁下皮至底板上表面。 27 7.2.2 侧墙  支承条件:  在混合结构中,当砖墙厚度 与基础宽度 之比≤0.7 时,按上端简支、 下端固定计算 ;  当基础为整体式底板时,按上端和下端均为简支计算。  在钢筋混凝土结构中,当顶板、墙板与底板分开计算时,墙板成为 上端铰支、下端固定的有轴压梁。  据根两个方向上长度比值的不同,墙板可能是单向板或双向板。 28 7.2.2 侧墙 (三)内力计算 根据上述原则确定计算简图底则可求出其内力。 (四)截面设计  钢筋混凝土侧墙的截面设计中,一般多为双向配 筋。  应将“战时动载作用”阶段和“平时正常使用” 阶段所得出的结构截面及配筋进行比较,取其较 大值。 29 7.2.3 基础 (一)条形基础 地基的允许承载能力,可以适当提高,提高系数见表7-6。 表7-6 30 7.2.3 基础 (二)整体基础 第一种情况,大量性防空地下室底板的荷载组合 (1 )底板核爆炸动载,常化为等效静载; (2 )上部地面建筑自重的一半。 (3 )顶板传来的静载,包括顶板自重、覆土重、 设备夹层以及在战时不拆迁的固定设备重量等。 (4 )墙重。由于底板自重与底压抵消,故不应计 入。 31 7.2.3 基础 第二种情况,防护等级更高防空地下室底板的荷载 组合有: (1 )底板核爆炸动载,如果是条形基础或单独柱 基,则为墙(柱)传来的核爆炸动载,亦化为等效 静载。 (2 )顶板传来的静载。 (3 )墙重。不包括上部地面建筑自重,理由亦如 侧墙所分析。 32 7.2.4 承重内墙(柱) (一)荷载 1 .上部地面建筑的部分自重(目前建议取其一半)不应计入。 2 .顶板传来的动荷载,一般化为等效静载。 3 .顶板传来的静荷载。 4 .地下室内墙(柱)的自重。除防护隔墙外,一股内墙(柱)不承受侧向 水平荷载。 确定荷载后则不难进行内力计算和截面选择。 33 7.3 口部结构 防空地下室的口部,是整个建筑物的一个重 要部位。在战时它比较容易被摧毁,造成口部的 堵塞,影响整个工事的使用和人员的安全。因此, 设计中必须给予足够的重视。 34 7.3.1 室内出入口  每个独立的防空地下室至少要有一个室内出入口。  室内出入口有阶梯式与竖井式两种。  作为人员出入的主要出入口,多采用阶梯式 ,它的位置往往设在上层建 筑楼梯间的附近。  竖井式的出入口,主要的用作战时安全出入口 ,平时可供运送物品之用。 35 7.3.2 室外出入口  每一个独立防空地下室应设有一个室外出入口 ,作为战时的主要出入口。 室外出入口口部应尽量布置在地面建筑倒塌范围以外。  室外出入口也有阶梯式与竖井式两种形式。  设于室外阶梯式出入口的伪装遮雨棚,应采用轻型结构 ,使它在冲击波 作用下能被吹走,以避免堵塞出入口,不宜修建高出地面的口部其它建 筑物。  没有条件设在地面建筑物倒塌范围以外,可考虑在室外出入口口部设置 坚固棚架的方案。 36 7.3.3 通风采光洞 为了贯彻平战结合的原则 ,给平时使用所需自然通风和天然采光创造 条件可在地下室砌墙开设通风采光洞,但必须在设计上采取必要的措施, 保证地下室防核爆炸冲击波和早期核辐射的能力。 (一)设计的一般原则 1. 仅大量性防空地下室才开设通风采光洞。等级稍高的防空地下室不宜开 设通风采光洞,而以采用机械通风为好。 2. 外墙开设的洞口宽度,不应大于地下室开间尺寸的1/3 ,且不应大于 1.0m。 37 7.3.3 通风采光洞 (一)设计的一般原则 3 .临战前必须用粘性土将通风采光井填土。 4 .在通风采光洞上,应设防护挡板一道。 5 .洞口的周边应采用钢筋混凝土柱和梁予 以加强,使侧墙的承强力不因开洞而降 低。 6 .在洞口上缘的圈梁应按过梁进行验算。 38 7.3.3 通风采光洞 (二)洞口的构造措施 1. 砖外墙洞口两侧钢筋混凝土柱的上端主筋应伸入顶板 ,其锚固长度 不小于30d ;柱下端如为条形基础应嵌入室内地面以下500mm。 如为钢筋混凝土整体基础应将主筋伸入底板其锚固长度不小于30d。 2. 砖砌外墙,应在沿洞口两侧每六皮砖加三根直径6mm的拉结筋 , 拉结筋的一端伸入墙身长度不小于500mm ,另一端与柱内的钢筋 扎结。 39 7.3.3 通风采光洞 (二)洞口的构造措施 3 .素混凝土外墙,在洞口两侧沿墙高设钢筋混凝土柱 ,柱的上、下两 端的主筋应分别伸入顶板与底板 ,其锚固长度不小于30d。 圈梁 圈梁圈梁 4φ 12 每6皮3φ 16 4φ 12 0 6 0 8 8 8 1 1 1 ≥ 内2φ 16 φ 6@200 ≥ 内2φ 16 φ 6@200 ≥ 外2φ 16 外2φ 16 条形基础 0 0 0 0 5 5 ≥ ≥ 钢筋混凝土整体基础 ≥240 ≥240 砖外墙洞口两侧钢筋混凝土柱的 钢筋混凝土整体基础应 上端主筋应伸入顶板 将主筋伸入底板 40 7.3.3 通风采光洞 (二)洞口的构造措施 每边各3φ 12 锚长30d 4 .钢筋混凝土外墙,除按素混凝土外墙在 内外各2φ 12 锚长大于30d 洞口两侧设置加固钢筋外,应将洞口范 内侧3φ 18 外侧3φ 12 围内被截断的钢筋与洞口周边的加固钢 筋扎结。 5 .洞口四角应设置斜向构造钢筋 ,洞口四 两侧设柱上、下两端的主筋 应分别伸入顶板与底板 角各配三根,直径为12mm ,一端锚固 长度不小于30d。 41 思考题 1. 何谓附建式结构?附建式结构的形式、用途及特点有哪些? 2. 附建式人防工事在设计时,需要注意那些事项? 3. 附建式结构的荷载有哪几类?如何确定附建式结构的荷载? 4. 附建式结构设计需符合哪些规范要求?如何做到平战结合? 5. 附建式结构顶板、临空墙、洞口的防护要求有何特点?构造上如何处理? 6. 简述附建式结构的口部设计的重要性及其特点。 42

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