浅谈人防工程中门框墙设计-建筑设计论文发表

分类：推荐论文 时间：2011-06-30 08:33 关注：(1)

 

 

 

浅谈人防工程中门框墙设计

于雷轩

摘　要：介绍了人防工程的特点和防护原则，分析了门框墙计算模型的选取方法，总结了门框墙的荷载和构造，可供工程设计人员参考。

关键词：人防工程；人防地下室；人防口部；门框墙

 

1 引言



防空地下室是人防工程的主要建设形式，它具有国家规定的各项战时防空功能。

人防工程是防护建筑与结构为保证完成工程所负担的其他系统（通风空调、给排水、发供电、防毒及防辐射等系统）的总称。

人防结构设计所依据的计算杀伤武器即抗力要求，是工程技术要求的重要组成部分。一般应该由工程建设单位在下达的命令或工程任务书中提出，为了使工程设计更好的符合战术技术要求，设计人员应当对这方面的知识有基本的了解。

一般来说，人防结构（防空地下室）设计的计算杀伤武器，应按核武器和常规武器分别提出。

常规武器：应规定常规武器的口径、弹型、距离等，分为常5级、常6级。

核武器：直接给出核爆炸地面冲击波超压值和正压作用时间。防空地下室防核武器的分级是反映人防工程抵抗核爆炸空气冲击波能力的强弱。现行《人民防空地下室设计规范》GB50038-2005的适用范围为核4级、核4B级、核5级、核6级、核6B级。

防空地下室应能抵抗核武器和常规武器的杀伤破坏作用，其工程防护应遵循以下原则：

1.1 一次作用的原则



防空地下室抵抗常规武器或抵抗核武器作用时，只分别考虑一次作用。

1.2 综合防护的原则

人防工程应能抗御核爆炸空气冲击波及热辐射、早期核辐射、放射性沾染的作用。

人防工程应能抵御化学武器的作用，以及杀伤

破坏武器引起的其他次生灾害的作用。

1.3 等生存能力的原则

人防工程各组成部分应具有相等的生存能力，保证工程达到整体均衡的防护。

2 人防工程口部的特点



由于人员和设备的进出，以及通风、给排水、排烟等的需要，人防地下室有少量与外部连通的孔口。爆炸冲击波、毒剂、生物战剂和放射性微粒等，都有可能从这些孔口进入工程内部杀伤人员和破坏口部工程结构和设备。实践证明，上述各种孔口是人防工程中的薄弱环节。

人防口部的主要组成部分包括直接承受空气冲击波的防护门、防护密闭门、门框墙、以及门外通道等等。口部结构的强度有时可能决定整个工事

的防护等级，因此在工程设计时宜从计算分析和构造措施两方面上其设计的较强些，从而加强工程防护的“第一道防线”。

实验表明，有一定数量的工程其防护门的破坏可能并不是门扇的直接破坏，而首先是由于门框墙的破坏而引起。因此，对门框应该尤其提起重视，保证其具备足够的抵抗强度，才能保证其与防护门协调发挥作用。一般来说可以通过合理的建立计算模型和加强构造措施来实现。

3 门框墙设计

3.1 计算模型的选取

门框墙是临空墙的一部分，从受力特点来看应为受弯工作的开孔平板。根据其各组成构件所处位置和受力情况的不同，通常将其划分为上挡墙、侧挡墙、门槛墙三部分，各部分受力情况不尽相同，设计者应将其区别并独立计算。下面将对门框墙的各部分的受力模型予以探讨分析。

 

 

3.1.1 上挡墙

平板门框墙的上挡墙根据其宽高比（H／B）的不同可分为两种：当高度和宽度之比（H／B）小于1／2时，可以按上端嵌固的悬臂构件计算；当高度和宽度之比（H／B）大于等于1／2时，此时应在门洞紧临门洞上方增设一道横向的挡墙加强梁（见图.1），此时上挡墙可按四边支承的平板进行计算。

3.1.2 侧挡墙

侧挡墙一般可按一端嵌固的悬臂构件计算。当遇到墙面较宽的侧墙从而造成侧挡墙外伸长度较

 

 

大时，不能视为悬臂牛腿，此时应在洞口边增设一道竖向加强柱，按四边支承的平板进行计算。

3.1.3 门槛墙

门槛墙一般可按一端嵌固的悬臂构件计算。当

门槛墙外伸高度较大且基础底板上存在一定厚度的填土时，应考虑门槛墙内侧填土土压力的有利因素，并且应该按被动土压力进行计算。

需要着重指出的是，如果门框墙计算采用悬臂牛腿的模型时，就必须要求与门框墙相连的构件能够承受其产生的巨大弯矩，进而满足计算假定的嵌固要求。如果与门框墙相连的构件刚度较小，就不能保证门框墙按固端工作，即使从几何尺寸上门框墙能满足悬臂牛腿的要求，此时也应采用加强梁（柱）的方法按四边支承的平板进行计算。

3.2荷载的选取与等效

人防工程构件承受的荷载为动力荷载，各个构件有的直接承受不同峰值的外动荷载，有的还承受上部结构构件传来的反力，动荷载作用在作用时间上有先后，其变化规律也不一致，而且每一部分构件的延性不尽相同，对结构做综合的精确的动力分析是非常困难和费时的，所以在人防设计中荷载取值应采用等效静载法。

作用于门框墙上的荷载由两部分组成。一部分

是门扇传给门框的力，它在数值上等于防护门所承受的支座动反力；另一部分是门框墙直接承受的冲击波荷载，其数值与防护门所承受的冲击波压力是相同的。将以上两部分动荷载等效为静荷载，在门框墙设计时按两者同时作用进行计算（见图.2）。

3.2.1 常规武器作用下直接作用于门框墙上的等效静载



直接作用于门框墙上的冲击波超压的等效静荷载qce（详见图.2）可按表.1选取，当室外出入口净宽大于3.0m时，可将表中数值乘以0.9计算。

 

注：1.L为室外出入口至防护密闭门的距离。

2.当5m＜L＜10m及10m＜L＜15m时，可按线性内插法确定。

3.2.2 核武器作用下直接作用于门框墙上的等效静载

直接作用于门框墙上的冲击波超压的等效静荷载qce（详见图.2）可按表.2选取。（其中ξ为直通、单向出入口坡道的坡度角）

表.2 核武器作用下直接作用于门框墙上的

等效静载 qce（KN／m2）

3.2.3 单扇平板门传给门框墙的垂直力的等效静荷载

常规武器和核武器爆炸下单扇平板门门扇传给门框墙的垂直力的等效静荷载标注值qia、qib，按下式计算：

qia=γaqea

qib=γbqea

qia、qib------分别为沿上下门框和两侧单位长度作用力的标准值（KN/m）；

γa、γb-----分别为沿上下门框和两侧门框的反力系数，按表-3取值；

qe------作用在防护密闭门上的等效静荷载标准值；

a------单个门扇的宽度（m）

注：表中a／b为单个门扇宽度与高度的比值。

3.2.4 双扇平板门传给门框墙的垂直力的等效静荷载

常规武器和核武器爆炸下双扇平板门门扇传给门框墙的垂直力的等效静荷载标注值qia、qib，按下式计算：

qia=γaqea

qib=γbqea

qia、qib------分别为沿上下门框和两侧单位长度作用力的标准值（KN/m）；

γa、γb-----分别为沿上下门框和两侧门框的反力系数，按表-4取值；

qe------作用在防护密闭门上的等效静荷载标准值；

a------单个门扇的宽度（m）

3.3构造规定

⑴ 门框墙混凝土等级宜为C30；

⑵ 门框墙的厚度不宜小于300mm，当采用根部宽端部窄的变截面悬挑牛腿形式时，端部最小厚度不应小于300mm；

⑶ 门槛墙的高度不宜大于200mm；

⑷ 门框墙的受力钢筋直径不应小于12mm，间距不宜大于250mm，配筋率不宜小于0.25%；

⑸ 门洞四角的内外侧，应配置两根直径16mm的斜向钢筋，其长度不应小于1000mm；

4 结语



当前，城市地下空间的开发和利用越来越受到人们的重视，结合人民防空工程建设，人防地下室工程得到了空前的发展。这就对设计人员提出了更高的要求：熟练掌握人防工程构件的特点，建立起简单合理的计算模型，准确选取人防荷载，严格遵守构造要求。

参考文献:

[1]GB 50038—2005 《人民防空地下室设计规范》[S].

[2]曹继勇 张尚根. 人民防空地下室结构设计 [M].北京：中国计划出版社,2006.8.

[3]丁建光.人防地下室结构设计的几个问题[J].安徽建筑工业学院学报( 自然科学版),2005年8月,第13卷第4期:21-23