人防地下室門(mén)框墻計(jì)算方法

顏俊山 上海民防建筑研究設(shè)計(jì)院有限公司

1 門(mén)框墻設(shè)計(jì)情況概述

人防地下室建設(shè)正在全國(guó)各地大量展開(kāi)，門(mén)框墻作為人防地下室防護(hù)結(jié)構(gòu)的的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，其設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性非常重要。常規(guī)的民用建筑人防地下室，門(mén)框墻大多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，用于支撐防護(hù)密閉門(mén)，承受武器的動(dòng)荷載。人防門(mén)框墻只要控制不被結(jié)構(gòu)破壞即可，允許有塑性變形?，F(xiàn)有部分設(shè)計(jì)人員，對(duì)人防工程的抗一次打擊、武器荷載的特性、具體的荷載傳遞方式及計(jì)算方法沒(méi)有深入的認(rèn)識(shí)、學(xué)習(xí)和研究，依賴于查詢圖集《防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》（07FG04）。但是圖集也僅給出了樓層凈高不大于3.6m門(mén)框墻的配筋結(jié)果而無(wú)具體的計(jì)算過(guò)程。而在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，采用的設(shè)置加強(qiáng)梁（柱）法作為門(mén)框墻的支座，計(jì)算較為復(fù)雜，很多項(xiàng)目未經(jīng)計(jì)算就直接參照，存在很大隱患或浪費(fèi)。

2 現(xiàn)有的門(mén)框墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方法

2.1 懸挑構(gòu)件法（規(guī)范法）

對(duì)于低抗力等級(jí)人防工程的門(mén)框墻，當(dāng)門(mén)框墻長(zhǎng)度較小時(shí)，可用懸挑構(gòu)件法按牛腿進(jìn)行設(shè)計(jì)。懸挑構(gòu)件法計(jì)算簡(jiǎn)單，可以直接按規(guī)范公式計(jì)算或參照?qǐng)D集進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是當(dāng)計(jì)算構(gòu)件懸挑長(zhǎng)度超過(guò)一定長(zhǎng)度時(shí)，常規(guī)的門(mén)框墻厚度及配筋不能滿足抗力計(jì)算要求，因此不再適用此方法進(jìn)行計(jì)算。

2.2 增設(shè)加強(qiáng)梁柱法

當(dāng)門(mén)框墻長(zhǎng)度較大時(shí)，可考慮在門(mén)洞邊設(shè)置加強(qiáng)梁或柱直接承擔(dān)人防門(mén)及門(mén)框墻傳遞的荷載，但是增設(shè)梁柱后如何計(jì)算，人防規(guī)范未作明確規(guī)定。根據(jù)受力分析，可以采用常規(guī)的工程計(jì)算方法進(jìn)行分割，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)組成來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)算?，F(xiàn)以一個(gè)典型加強(qiáng)做法為例，給出計(jì)算簡(jiǎn)圖（圖1）。

圖1 門(mén)框墻計(jì)算簡(jiǎn)圖

加強(qiáng)柱的荷載由四部分組成：q1=0.5s×qe為右側(cè)臨空墻傳來(lái)的荷載；q2=qib為按人防規(guī)范4.8.7 條確定的門(mén)框傳來(lái)的荷載；q3=0.5(a+a1)×qe為加強(qiáng)梁上側(cè)臨空墻傳來(lái)的荷載；q4=d1×為直接作用到加強(qiáng)柱上的荷載。P=0.5(a+a1)×qia為加強(qiáng)梁以集中力的方式傳給加強(qiáng)柱的荷載。加強(qiáng)梁的荷載由三部分組成：q5=0.5k×qe為上側(cè)臨空墻傳來(lái)的荷載；q6=qia為按人防規(guī)范4.8.7 條確定的門(mén)框傳來(lái)的荷載；q7=0.4×為加強(qiáng)梁上的荷載。確定荷載和計(jì)算長(zhǎng)度后，即可計(jì)算梁的彎矩和剪力，并應(yīng)驗(yàn)算支承構(gòu)件強(qiáng)度和剛度。

2.3 整體有限元分析法

近年來(lái)各種有限元計(jì)算分析軟件的運(yùn)用，對(duì)門(mén)框墻進(jìn)行整體有限元分析也成為了分析門(mén)框墻內(nèi)力的一種補(bǔ)充手段。但由于人防門(mén)框墻的多樣化，已及受力特殊性，對(duì)人防工程實(shí)際設(shè)計(jì)人員而言，操作性不強(qiáng)，一般在對(duì)某些特殊工程上的復(fù)核驗(yàn)算上使用，常規(guī)的人防門(mén)框墻很少采用此方法。

3 對(duì)人防圖集《07FG04》中門(mén)框墻類型進(jìn)行補(bǔ)充完善

門(mén)框墻設(shè)計(jì)參考圖集中門(mén)框墻僅適用于層高小于3.6m的情況，對(duì)雙扇防護(hù)密閉門(mén)處的門(mén)框墻也均未考慮加強(qiáng)梁做法，而近年來(lái)實(shí)際設(shè)計(jì)的人防地下室，由于建筑要求安裝二層、甚至三層機(jī)械車位，導(dǎo)致層高遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了3.6m，但是人防門(mén)的高度是一定的，比如在作為主要出入口的汽車坡道處的門(mén)框墻，上檔墻懸挑長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于門(mén)框高度的1/2 倍，針對(duì)此種情況，筆者通過(guò)增設(shè)加強(qiáng)梁柱法，對(duì)層高4.5m～5.4m，最常用的門(mén)洞寬度為6.0m 的門(mén)框墻進(jìn)行了補(bǔ)充計(jì)算，具體結(jié)果詳見(jiàn)圖2及表1。

圖2 門(mén)框墻配筋圖

表1 荷載類型為D型最常用MK6025型及以下（雙扇鋼門(mén)）門(mén)框墻加強(qiáng)梁配筋

4 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合目前人防地下室的實(shí)際層高，參照?qǐng)D集《07FG04》，按照增設(shè)加強(qiáng)梁柱法，以列表方式補(bǔ)充了層高4.5m～5.4m 時(shí)門(mén)洞寬度分別為4.0m、5.5m、6.0m 的門(mén)框墻的門(mén)框加強(qiáng)梁配筋，設(shè)計(jì)人員可參照本文方法對(duì)圖集07FG04中未涉及的門(mén)框墻形式進(jìn)行列表歸納，在保證構(gòu)件安全的同時(shí)，可減少重復(fù)計(jì)算，提高效率及準(zhǔn)確率。