對于人防大門門檻設計的一些思考

對于人防大門門檻設計的一些思考何東瑞【摘要】人防工程是位于城市中心結合民用建筑修建的各類防空地下等的總稱.人防門是人防口部設置的防護設備與設施,起到阻擋炸彈沖擊波、毒劑和放射性物質等從孔口進入人防工程內部，或限制泄露進入人防工程內部的沖擊波壓力小于人員或設備的允許值.本文主要討論人防雙扇鋼制大門門檻結構的設計注意事項.人防大門安裝于門框墻上，其受力的結構構件有兩側的暗柱，上擋墻,以及門檻地梁，本文就門檻地梁在設計計算過程中需注意的要點進行整理，以及對各工況門檻梁的受力情況進行分析，并對地梁在實際工程中的不同情況的設計進行探究.【期刊名稱】《建材與裝飾》【年(卷)，期】2018(000)030【總頁數(shù)】2頁(P88-89)【關鍵詞】人防工程;人防大門;門檻地梁;地梁設計【作者】何東瑞【作者單位】廣東中人設計有限公司廣東廣州510000【正文語種】中文【中圖分類】TU9271引言對于人防大門門檻，是人防工程設計中重要的且常遇到的結構構件。人防大門通常采用鋼制雙扇門，其在受到沖擊波荷載作用時荷載傳遞方式是由門扇中的肋梁將作用在門扇上的荷載傳遞到門框墻上，鋼結構雙扇門近似于單向受力。在設計過程中設計人員常常只驗算了門檻在受到戰(zhàn)時沖擊波作用下的門檻水平方向的受力，并未就門檻地梁豎直方向上（向下、向上）受到的荷載分開進行驗算后取包絡值。所以，要注意對門檻梁各工況下的設計工作引起足夠的重視。2人防門概述2.1人防的種類結建式人防地下室人防門的防護種類通常有防護密閉門、密閉門、活門以及消波系統(tǒng)等。根據(jù)《人民防空工程防護設備選用圖集》可知，常用的人防門種類共有36種。單扇人防門用于人防出入口出處，人防的出入口都是結合人防設備房間設計，房間的墻體都為鋼筋混凝土，因此單扇人防門在此處的結構設計計算的跨度較小，人防門的重量也較小，通常這些位置的門框墻設計計算較容易保證，故不作論述。鋼結構雙扇防護密閉門通常設置于車道出入口處，和地下室行車道處；連通口雙向受力雙扇防護密閉門常設置于兩個人防單元相連的人防區(qū)行車道處。本文就這兩種類型的人防門檻設計計算展開探究，因連通口雙向受力雙扇防護密閉門和鋼結構雙扇防護密閉門在受力種類上相同，只是量值上的不同，所以選取常用的鋼結構雙扇防護密閉門（GSFM6025（6））作為本文的設計舉例，其門洞寬6000mm，門高2500mm，門厚156mm，總質量為5794kg，則單扇門重2897kg。2.2人防大門在地下室的位置人防大門在地下室內的位置常有以下幾種情況：①兩側有框柱；②一側有框柱，一側位于底板中間；③兩側無框柱，位于底板的中間，如圖1所示。圖13人防大門門檻的受力分析3.1門框墻的受力分析鋼結構雙扇防護密閉門其在受到沖擊波荷載作用時荷載傳遞方式是由門扇中的肋梁將作用在門扇上的荷載傳遞到門框墻上，鋼結構雙扇門近似于單向受力。因此鋼制雙扇門荷載按單向受力形式傳遞到上、下門框墻。門框墻在受到水平方向沖擊波做用時上方通常設置暗梁，由暗梁將門扇傳過來的等效荷載、暗梁自身受到的等效荷載和暗梁上方臨空墻傳來的等效荷載傳遞到門框墻兩側的暗柱上，門框墻的下方是由人防門門檻抵抗由人防門傳來的水平方向上的等效荷載及其自身受到的等效荷載;豎直方向上，鋼制人防門通過鉸頁將人防門的重量傳遞給門檻地梁。3.2底板結構形式分析門檻梁的受力情況常常和底板的結構形式息息相關，沿海地區(qū)因地下水位通常高于基礎底板，所以常采用箱基、筏基、條基和獨立柱基加防水底板結構形式。因為箱基和筏基變形能力差，難平衡高層建筑和純地下室的沉降差，在工程實踐中運用的較少，而獨立柱基加防水底板能較好的減少差異沉降，并且具有傳力明確，構造簡單，經濟適用的優(yōu)點，因此這種結構在工程建設中廣泛使用。本文就以這種底板結構形式作為研究對象，研究其在人防工程的運用對門檻地梁的影響。在獨基加防水板基礎中，其結構設計思想是，在防水板下設置軟墊層的結構構造措施，保證防水板只用來抵抗水浮力，不承擔或承擔最少量的地基反力，地基反力由獨立柱基全部承擔。3.3門檻梁的受力分析門檻地梁在平時工況下，受到的向下荷載有：門框墻兩側暗柱傳遞到，地梁的門扇的重量和暗柱自身的重量和頂板傳來的力以及底板和面層的自重等；向上的荷載只有底板傳來的水壓力。戰(zhàn)時工況下，受到的向下荷載有：門框墻兩側暗柱傳遞門扇的重量和暗柱自身的重量和頂板戰(zhàn)時工況傳來的力到門檻梁上；向上的荷載有：底板傳來的水壓力、底板的人防等效荷載等。4人防大門門檻的設計4.1設計現(xiàn)狀目前結建式人防地下設計通常由兩家設計單位共同完成，地面設計院完成豎向結構構件、樁基承臺和底板結構，人防設計院完成人防側墻、頂板和門框墻等的人防構件設計。往往地面設計院設計師在進行底板結構設計時，不考慮人防墻體人防門框墻在底板設計時的影響，設計建模時未將人防構件畫到模型中進行整體分析計算，存在這樣的情況有可能是，對門框墻門檻受力分析不足，人防結構設計專業(yè)性較強，且市面上少有相關人防結構設計經驗和資料，所以這部分設計缺失了。而從結構概念上來說，不管是人防或是非人防結構，其都符合結構中力的平衡、變形的協(xié)調以及由此產生的構件內力都是通過構件自身的線剛度以及連接構件之間的相對剛度的大小來體現(xiàn)，而人防構件都為鋼筋混凝土結構，在底板建模計算中不予以考慮，從概念上來是說不過去的。而人防設計院在對人防大門門檻設計時僅就門檻受到的水平方向上的等效靜載進行驗算，未對門檻梁的綜合受力情況進行分析設計并取包絡值。設計截面為突出底板結構面高度加底板厚度，通常截面尺寸僅有600mmx450mm,上下各配625通長鋼筋，導致人防工程的重要構件設計存在較大的安全隱患。4.2整體建模及計算結果分析根據(jù)3.3條的門檻地梁的受力情況，在PKPM中分別建立平時向下荷載模型、戰(zhàn)時向下荷載模型、平時向上荷載模型和戰(zhàn)時向上荷載模型計算，柱跨按8400mmx8400mm考慮，頂板覆土按1m考慮，設防水位按低于地坪面0.5考慮，地下室層高按3.8m，頂、底板按300mm厚考慮，地庫內建筑面層按100mm考慮，如圖2所示。根據(jù)2.2條人防大門所在位置的不同，門檻梁的結構布置有所不同，但不同的結構布置目的都只有一個，門檻梁的應將荷載以最短路徑傳遞給框柱承臺，再由承臺傳給樁基。此處門檻梁應設計成轉換梁，將上部暗柱的荷載和底板的荷載傳遞給基礎承臺，轉換梁梁高取柱跨的1/8，則截面取600mmx1100mm。圖2整體建模參數(shù)示意圖對以上設計原則和設計參數(shù)在PKPM中整體建模計算，通過對整體計算結果分析可知，平時和戰(zhàn)時向下荷載模型按600mmx450mm門檻梁設計配筋是能滿足設計要求的，因為頂板和荷載由板傳給框梁，再由框梁傳給框柱，最后由框柱傳給基礎了，人防大門兩側的暗柱僅傳遞人防大門的重量和其自身重量給門檻梁。對平時和戰(zhàn)時向上荷載的計算結果分析可知，模型中門檻梁按梁截面600mmx1100mm設計計算，平時荷載作用下兩端有框柱的情況，梁面鋼筋需配通長筋1025，梁底兩側支座鋼筋需配1025；位于板跨中間的情況，梁面鋼筋需配通長筋725，梁底兩側支座鋼筋需配625；—側有框柱一側位于板跨中間的情況，梁面鋼筋需配通長筋725，梁底框柱側支座鋼筋需配1025，通長筋需配425；戰(zhàn)時荷載作用下兩端有框柱的情況，梁面鋼筋需配通長筋1125，梁底兩側支座鋼筋需配1125；位于板跨中間的情況，梁面鋼筋需配通長筋625，梁底兩側支座鋼筋需配625；一側有框柱一側位于板跨中間的情況，梁面鋼筋需配通長筋725,梁底框柱側支座鋼筋需配1125，通長筋需配625。由上知按600mmx450mm的截面設計門檻梁，不能滿足設計需求。4.3設計改進建議在設計人防大門門檻時應與人防上擋梁設計方法相同，采用整體建模計算?？蓮椭埔环蓓敯迥Ｐ?，底板按倒樓蓋設計，將荷載替換成底板相關荷載，門檻梁計算結果在配筋時應該倒過來配鋼筋。人防設計院在底板設計未考慮門檻梁的作用時，應在繪制大門門框墻時將門檻梁也一并繪出，并注意梁鋼筋應與承臺框柱鋼筋連接。5人防大門門檻的施工措施在工地施工過程中門檻與門檻的門框角鋼往往不能同時澆筑，通常是底板先澆筑，門檻處留出鋼筋，等人防墻體澆筑時再與墻體一起澆筑，這樣的施工步驟常常出現(xiàn)，門檻鋼筋預留不足，門檻梁與門檻副梁間距過大，不能很好的起到對鋼門框的固定和錨固作用，因此建議土建施工單位和人防的設備安裝單位應該統(tǒng)籌施工步驟，保證門檻與底板整體澆筑，以確保門檻梁的澆筑質量，實現(xiàn)門檻梁的設計思想。6結束語防空地下室是戰(zhàn)時城市在遭受空襲時保護人民生命、財產，保護工業(yè)經濟資源的一種特殊工程，人防大門是抵抗沖擊波破壞的重要防護設備，為保證其戰(zhàn)時能發(fā)揮預定的防護性能，大門四周的門