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亚洲国际游戏精品]层高大于3_6m门框墙构件的设计
发布时间:2020-07-09 01:23

  浙江建筑 ,第 26卷 ,第 7期 , 2009年 7月Zhejiang Construction, Vol . 26, No. 7, Jul . 2009收稿日期: 2009 - 01 - 06作者简介:陈少云 (1974) ,男 ,上海人 ,工程师 ,从事建筑结构设计工作。层高大于 3. 6m门框墙构件的设计Design ofDoorframe Component in WallWhereStory Height is Greater than 3. 6Meters陈少云CHEN Shao2yun(宁波建筑设计研究院有限公司 ,浙江 宁波 315012)摘 要: 2007版的《 防空地下室结构设计 (FG01~05) 》 ,对门框墙的设计深度比原 2004版加强了深度 ,给设计者有了更多的参考价值。但在实际结构设计中常见地下室层高大于 3. 6 m的情况 ,在此试对这类门框墙构件的结构设计提供一种计算方法 ,在保证构件安全性的同时 ,显著提高计算和绘图效率。关键词:人防工程;层高大于 3. 6m;门框墙;加强梁中图分类号: TU93+3 文献标识码:B 文章编号: 1008 - 3707 (2009) 07 - 0029 - 02 人防工程是防护建筑与结构和为保证完成工程所担负的战时职能的其他系统 (通风空调、 给排水、发供点、 防毒及防辐射等系统 )的总成。人防工程由于人员和设备的进出口 ,以及通风、 给排水、 排烟等的需要 ,在人防单元内设置出入口。相关资料表明 ,上述出入口是人防工程中的薄弱部位 ,设计中应对其安全性予以必要保证。1 门框墙的结构形式及荷载取值门框墙包括密闭门门框墙和防护密闭门门框墙。由于密闭门门框墙水平方向不受动力作用 ,仅受密闭条的反力 ,所以可按构造要求配筋。防护密闭门门框墙承受门扇传来的荷载且本身也受冲击波荷载作用。防护密闭门门框墙是一种特殊的临空墙。 《人民防空地下室设计规范 》 (以下简称规范 )第 4. 5. 8条中规定防空地下室出入口通道内门框墙与临空墙设计压力取值一致 ,但在计算等效静荷载时 ,临空墙是按照弹塑性工作阶段确定 ,而防护密闭门门框墙由于需要更严格地控制其变形 ,以保证受力时能和门扇共同作用。因此按照弹性工作阶段确定的 ,即核武器爆炸动荷载作用下允许延性比 [ ]1,常规武器爆炸动荷载作用下允许延性比 [ ] 2。由此可以看出虽然出入口通道内门框墙与临空墙处在相邻的位置 ,但作用在门框墙上的等效静荷载要比作用在临空墙上的等效静荷载值大。由于防空地下室不考虑常规武器的直接命中 ,只按非直接命中的地面爆炸作用设计 ,常规武器爆炸动荷载对结构构件往往只产生局部作用 ;又由于常规武器爆炸动荷载作用时间较短 ,易使结构构件产生回弹 ,结构构件允许延性比可比核武器爆炸作用时取大一些 ,以充分发挥结构材料的塑性性能。与《 规范 》 第 4. 5. 8条相对应 ,防空地下室室外出入口防护密闭门门框墙 ,其常规武器爆炸等效静荷载按《 规范 》 第 4. 7. 5条取值;防空地下室出入口防护密闭门门框墙 ,其核武器爆炸等效静荷载按规范第 4. 8. 7条取值。另外 ,防空地下室室内出入口防护密闭门门框墙 ,其常规武器爆炸等效静荷载按《规范 》 第 4. 7. 7条取值;甲类防空地下室相邻两个防护单元之间的 门框墙水平等效静荷载按 《 规范 》 第 4. 8. 9条取值。门框墙是受弯工作的开孔平板 ,由于门洞尺寸相对较大 ,可以将其分成侧墙、 上挡墙等几个部分独立计算比较窄 ,侧墙的计算可取为一端固定的悬臂构件 ,相关资料与图集较详细 ,本文对此不做赘述。当防护密闭门门框墙上的洞口边长小于 2倍墙体悬挑长度 ,即 L /h 2时 ,墙体应为双向受力构件 ,为使受力明确 ,可在洞口边设置加强梁 (见图 1)。此时与梁(柱 )相连的门框墙成为四边支撑板 ,此墙已不再是门的支撑构件 ,因此作用在墙体上的等效静荷载可按照临空墙取用。上挡墙除考虑战时水平等效静荷载作用外 ,还要进行平时和战时竖向荷载组合作用效用的承载力验算。[1 - 3 ]。通常门洞两边的侧墙宽度同其高度相图 1 门框墙墙面划分示意图2 门框墙加强梁的计算2007版的《 防空地下室结构设计 (FG01~05) 》中对层高 3. 6 m情况下的门框墙各构件的设计内容有详细的图表表达 ,而对于层高大于 3. 6 m的门框墙未有表述 (北京、 上海等地的地方标准通用图情况相同 )。在实际工程中战时人防 ,平时为立体车库、 附建式的人防工程等 ,往往利用主楼或裙房的结构进行布置出入口等 ,常见层高在 3. 7~4. 5 m的门框墙。算例 1: FMMK1020,考虑出入口极少采用室外直通式 ,以常见的室外单向出入口为例 , 6级人防 ,室外出入口至防护密闭门的距离 15 m、 30、 L=3. 0 m、 H = 4. 2 m,混凝土强度 C30、 主筋采用HRB335级钢筋:根据规范 ,核武器爆炸等效静荷载取240 kN /m常规武器爆炸等效静荷载取 190 kN /m较大值 240 kN /m2、2,本例取两者2计算 ,上挡墙计算模型见图 2。图 2 上挡墙计算模型示意图 由有限元内力分析可得加强梁弯距值:M跨中max=194. 8 kN m,M支座max= - 130. 6 kN m;由门扇传给加强梁的等效静荷载标准值qia =kqea =0. 37 ×240 × (1 +0. 2) =106. 6 kN /m。(注: 为沿上下门框的反力系数按规范表 4.7. 5 - 2采用; a代入时含加强梁两端各支承在门框上的长度 0. 1 m。 )按 l0 =1. 05L =3. 15 m两端嵌固受均布荷载的梁计算:M 跨中 =44. 4 kN m,M 支座 = - 87. 8 kN m;弯距叠加:M跨中max=M跨中max+M 跨中 =239. 2 kN m,M支座max=M支座max+M 支座 = - 218. 4 kN m考虑动荷载作用下材料强度提高可得:fyd =300 ×1. 35 =405 N /mmfcd =14. 3 ×1. 5 =21. 45 N /mm按梁截面 300 ×500计算 ,考虑冲击波能形成超压及负压;常规武器爆炸荷载作用时间很短。防护门在短时荷载作用下易发生反弹 ,门框墙各构件均采用对称配筋 ,加强梁即按对称配筋双筋梁计算。s =Mfcdbh021. 45 × 300 × 465= 1 -1 - 2 s = 1 -s = 1 - 0. 5 = 1 - 0. 5 × 0. 190 = 0. 905As =Msh0fyd=1 403 mm配筋率 =AsA根据弯距计算配筋也可以在 PKPM2 JCCAD工具箱中人防构件计算中实现。[2 - 3 ]:222=239. 2 × 1062 = 0. 1721 - 2 × 0. 172 = 0. 190=239. 2 ×100. 905 ×465 ×40562 实配 422=1 521300 ×415=1. 22% 1. 5%(下转第 38页 )03 浙 江 建 筑2009年 第 26卷 已知 6# “ 工”字钢弹性模量为 E =206 000N /mm惯性距 I =11 300 000mm即脚手架外排立杆位置采用斜支撑钢管支撑在下一层 ,起保险作用。(6)20钢筋制作的 U型螺栓验算:按单根圆钢受力计算:f =NA314=34. 264 N /mm已知20钢筋截面面积为 A =314mm满足要求。根据以上计算结果 ,水平支撑梁满足要求 !2,2。因挠度较大 ,型钢外端 ,=10 758. 942 [ f] =205 N /mm224 地基承载力验算根据上述钢管脚手架计算结果 ,脚手架立杆最大轴心压力:N外 =12 346. 56 N。所有落地式脚手架立杆下垫 80 ×80 × 5钢板。本工程的落地式脚手架基础的混凝土标号为 C35,所以 ,出于安全方面考虑 ,钢板只考虑 50 ×50范围受力。P =N /A = 12 346. 56 / (50 × 50) = 4. 94 N /mm fc=16. 7 N /mm故地基承载力满足要求。22(C35混凝土抗压强度设计值 ) ,5 结 语通过实践证明 ,本工程采用悬挑式与落地式相结合的外脚手架搭设方案合理可行 ,不仅节约了设施和材料的一次性投入 ,而且保证了施工的安全性及连续性。参 考 文 献[1 ] 袁必勤 ,徐祟宝 ,丁兆贤 ,等. JGJ 1302 2001建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 [ S]. 北京:中国建筑工业出版社 ,2002: 10 - 20.[2 ] 陈基发 ,金斜阳 ,张相庭 ,等. GB 500092 2001建筑结构荷载规范 [ S]. 北京:中国建筑工业出版社 , 2006: 6 - 9, 24 - 25.[3 ] 张启文 ,夏志斌 ,黄友明 ,等. GB 500172 2003,钢结构设计规范[ S]. 北京:中国计划出版社 , 2003: 24 - 25, 57 - 59.(上接第 30页 ) MK10202 D1,D2 (荷载类型根据作用在门框墙上的等效静荷载标准值 qe分为 A~F型六种 ,其中D型: 160 kN /m分为 1型两侧悬臂式、 2型一侧悬臂一侧柱式 )为计算结果筋表续表形式见表 1。2 qe240 kN /m2;根据门框墙类型[4 ],按《07FG04》 21页 MK1020型门框墙梁配表 1M K10202 D1, D2型门框墙三梁配筋表1 800C④318HL2 2003003222 6003504203 0004004223 8003004 000C④3003203503224004205004224 200C④3003203504224504225004224 500C④300320400422450422500222 +225注: 1. 长度单位均为 mm2. ④ 为加强梁单侧配筋 ,参见图 1。当门框墙一侧设有边柱时 , L 值取边柱边到侧墙边尺寸 ,地下室层高对侧墙的影响不大。双扇防护密闭门计算同单扇防护密闭门 ,应注意的是规范给出的单扇及双扇平板门反力系数 ,是门扇按双向平板受力模型经计算得出。由于钢结构门扇是由门扇中的肋梁将作用在门扇上的荷载传递到门框墙上 ,门扇受力模型明显不同于双向平板 ,钢结构双扇门近似于单向受力 ,因此按《 规范 》 表 4. 7. 5 - 3计算由门扇传给加强梁的等效静荷载标准值是偏大的。3 结 语随着防空地下室的设计在民用建筑中越来越普遍 ,结构设计人员在设计工作中人防设计的比重也越来越大。采用本文的方法对各种类型的门框墙加以列表归纳 ,在保证构件安全性的同时 ,可以显著提高计算和绘图的效率。参 考 文 献[1 ] 建设部建筑设计研究院. GB 500102 2002混凝土结构设计规范[ S]. 北京:中国建筑工业出版社 , 2002: 41 - 47.[2 ] 建设部 ,国家人民防空办公室. GB 500382 2005 人民防空地下室设计规范 [ S]. 北京:中国建筑工业出版社 , 2005: 51 - 91,231.[3 ] 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: 101 - 107.[4 ] 中国建筑设计研究院、 中国建筑标准研究院. 07FG04钢筋混凝土门框墙 [M ].北京:中国计划出版社 , 2007: 1 - 21.83 浙 江 建 筑2009年 第 26卷