上部結(jié)構(gòu)與地下室共同工作及地下室設(shè)計(jì)、人防設(shè)計(jì)

1、邵 弘,上部結(jié)構(gòu)與地下室共同工作及地下室設(shè)計(jì)、人防設(shè)計(jì),1。地下室結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)2。分析模型3。風(fēng)、地震、恒活荷載作用計(jì)算 4。地下室抗震控制5。地下室外墻平面外設(shè)計(jì),,,,,,1。有地下室結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和變形特征,上部結(jié)構(gòu)與地下室組成一個(gè)承力體系，具有共同的位移場，相互協(xié)調(diào)變形。地下室外的回填土對結(jié)構(gòu)側(cè)向有一定的約束作用。地下室樓層側(cè)移剛度通常較大。,規(guī)范有關(guān)規(guī)定：嵌固部位如何定？,何為嵌固部位————能約束結(jié)構(gòu)所有位移和轉(zhuǎn)角（

2、Dx、Dy、Dz、θx、 θy、 θz ）的部位，稱為嵌固部位。何為側(cè)向約束————只約束結(jié)構(gòu)的水平位移和整體扭轉(zhuǎn)（Dx、Dy、 θz ）的部位，稱為側(cè)向約束。當(dāng)這種側(cè)向約束很大時(shí)，也可以稱之為側(cè)向嵌固?！犊拐鹨?guī)范》第6.1.14條、《高規(guī)》第5.3.7條都規(guī)定，當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固部位時(shí)，地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍。 《高規(guī)》的“宣貫培訓(xùn)材料”（P5-12）建議：當(dāng)剛度比不滿足嵌固部位

3、的樓層側(cè)向剛度比規(guī)定時(shí)，有條件可增加地下室樓層的側(cè)向剛度，或者將主體結(jié)構(gòu)的嵌固部位下移至符合要求的部位。,地下室側(cè)向剛度比計(jì)算：確定嵌固部位,《高規(guī)》的“宣貫培訓(xùn)材料”（P5-12）建議：方法1：按《抗震規(guī)范》的樓層剪力與層間位移比計(jì)算。方法2：按《高規(guī)》附錄E的剪切剛度比計(jì)算?！犊拐鹨?guī)范》第6.1.14條文說明中建議：當(dāng)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，側(cè)向剛度比可采用剪切剛度比估算。,1.1。地下室的特點(diǎn)和約束模型,上部結(jié)構(gòu)與地下室共同組成一

4、個(gè)承載力體系，具有共同的位移場，相互協(xié)調(diào)變形。地下室外回填土對結(jié)構(gòu)有一定的約束作用。且回填土的約束作用從上倒下越來越強(qiáng)?；靥钔林粚Y(jié)構(gòu)的側(cè)向變形有約束，對豎向變形沒有約束。,,,,,,,,,,地下室側(cè)向約束程度的變化,,1、高規(guī)5.3.7條，地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端時(shí)，地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍。2、地下室某一層頂板作為上部結(jié)構(gòu)嵌固端。用的很少。3、半地下室應(yīng)從嚴(yán)處理，即不考慮有回填土一

5、邊的側(cè)向約束作用。,簡化分析模型,,,,,滿足層剛度要求的簡化,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,單邊有回填土的簡化,協(xié)同工作分析模型,通過對地下室部分施加側(cè)向彈簧約束，考慮地下室外的回填土對結(jié)構(gòu)有一定的約束作用?；靥钔恋募s束與土的壓縮模量有關(guān)。程序采用簡化方式模擬地下室的側(cè)向約束。,地下室層數(shù)定義,,地下室約束剛度定義,,回填土對地下室約束相對剛度比：這個(gè)參數(shù)反映了側(cè)向土對結(jié)構(gòu)側(cè)向的約束作用。約束：可以用一

6、種剛度表示，當(dāng)剛度越大，反映在結(jié)構(gòu)上就是變形越小，當(dāng)剛度很大時(shí)，變形將趨于零。反過來約束加在結(jié)構(gòu)上也是這個(gè)現(xiàn)象。所以，約束可以用剛度來模擬。相對剛度比：反映約束與層剛度的比值，如認(rèn)為約束產(chǎn)生的等效剛度是層剛度的2倍，該系數(shù)則填2。當(dāng)需要無限約束，即側(cè)向完全嵌固不動(dòng)。可以按負(fù)值填入。程序?qū)匆粋€(gè)超大數(shù)來放大約束的等效剛度，以達(dá)到無限約束、嵌固不動(dòng)的目的。一般小于10以下的約束均為有限約束，地下室將會(huì)產(chǎn)生很小的側(cè)向位移。,協(xié)同工作模型

7、,,,,,,,,,,,,,,,加約束,1.2。水平荷載作用及變形特征,風(fēng)荷載計(jì)算均扣除地下室的高度。地下室是否約束、約束的程度與風(fēng)荷載（外力）計(jì)算無關(guān)。程序自動(dòng)考慮：1。地下室部分的基本風(fēng)壓為零；2。在地上部分的風(fēng)荷載計(jì)算中，自動(dòng)扣除地下室部分的高度，地下室頂板作為風(fēng)壓高度變化系數(shù)的起算點(diǎn)。結(jié)構(gòu)在地震作用下的反應(yīng)（周期、振型、位移、內(nèi)力）受地下室外的回填土約束程度的影響。由地下室質(zhì)量產(chǎn)生的地震力，主要被室外的回填土吸收。在控制結(jié)

8、構(gòu)剪重比時(shí)，不考慮地下室質(zhì)量。即不考慮地下室樓層的剪重比。,地下室的剪重比可以不予考慮,,越向下約束程度越大，地震反應(yīng)越小,,程序仍然給出調(diào)整，但影響不大,地下室也可以不調(diào)整,,水平位移的影響——有限約束,越向下約束程度越大，位移趨于0,,豎向位移沒有影響,,豎向位移不受側(cè)向約束的影響，所以仍然較大,在水平力作用下地下室約束的變形特征,1.3。豎向荷載作用及變形特征,對于一般結(jié)構(gòu)而言，地下室外的回填土約束對豎向荷載作用幾乎沒有影響。當(dāng)

9、地下室出現(xiàn)懸挑結(jié)構(gòu)，則地下室外的回填土約束對豎向荷載作用有一定影響。所以，地下室不應(yīng)有懸挑結(jié)構(gòu)。地下室與上部結(jié)構(gòu)整體分析，是首選。因?yàn)樨Q向變形的協(xié)調(diào)是非常重要的。當(dāng)?shù)叵率殷w量、面積很大時(shí)，與上部結(jié)構(gòu)所占面積差異太大，如超大地下室、底盤等，此時(shí)可以根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的底面積取外伸2～3跨作為地下室，并與上部結(jié)構(gòu)共同分析。,定義地下室,,定義側(cè)向約束,,豎向位移協(xié)調(diào),傳基礎(chǔ)力更合理,上部結(jié)構(gòu)與地下室共同分析，對超大地下室采用局部地下室與上部結(jié)

10、構(gòu)共同分析，對于傳基礎(chǔ)荷載也是可行的。分開計(jì)算，將導(dǎo)致豎向荷載局部的不協(xié)調(diào)性，與整體分析將產(chǎn)生差異。,,2。分析模型,簡化的分離模型（有條件的）：將上部結(jié)構(gòu)與地下室分開，分別設(shè)計(jì)計(jì)算。按規(guī)范確定嵌固層作為二者分界。共同工作分析（無條件的）：將上部結(jié)構(gòu)與地下室作為一個(gè)整體，考慮共同作用，采用如下兩種方式之一來考慮地下室外回填土對結(jié)構(gòu)的約束作用。方法1：地下室水平位移的側(cè)向嵌固（-K法）。方法2：地下室水平位移的有限（彈簧）約

11、束（K法）。,,,,,滿足層剛度要求的簡化嵌固端上移,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,單邊有回填土的簡化不考慮土的側(cè)向約束作用,地下室層剛度的計(jì)算,第2層（地下1層）的結(jié)構(gòu)平面,第3層的結(jié)構(gòu)平面,采用第3種層剛度的計(jì)算方法時(shí)，應(yīng)先不設(shè)地下室層數(shù),,查看所計(jì)算的層剛度及層剛度比值,,,第2層層剛度（5.6、5.9）大于第3層層剛度（1.7、2.5）的2倍，滿足規(guī)范要求，所以可以把第3層底作為嵌固端。,嵌固端上移的工

12、程實(shí)例——滿足層剛度的要求,分析模型的選擇,雖然滿足層剛度比的要求，但仍然選擇按共同分析通過對地下室部分施加側(cè)向約束，考慮地下室外的回填土對結(jié)構(gòu)有一定的約束作用。-K型：1-K層側(cè)向嵌固。K型：地下室外加K倍主元?jiǎng)偠?，?cè)向約束。,彈簧側(cè)移約束的圖示,,選擇K型約束，先定義地下室層數(shù),,選擇K型約束，定義地下室側(cè)向約束系數(shù),分析模型的選擇方法,一般結(jié)構(gòu)只要地下室體量滿足建模容量，最好首選“上部下部共同分析”的計(jì)算模型。當(dāng)?shù)叵率殷w量

13、太大，或上部有多個(gè)塔樓時(shí)，宜仍然考慮“上部下部共同分析”的計(jì)算模型。此時(shí)，地下室取上部結(jié)構(gòu)外圍輪廓向外2～3跨的結(jié)構(gòu)部分，作為該塔樓的地下室部分。只要采用共同工作的分析模型，無需考慮層剛度2倍（地下室層剛度仍應(yīng)大于上層的層剛度）的要求。當(dāng)上部多塔結(jié)構(gòu)靠的很近時(shí)，宜考慮與地下室共同工作的分析模型，地下室構(gòu)件盡量簡化，以滿足整體建模容量的要求。,地下室側(cè)向約束剛度的作用,地下室側(cè)向約束為什么能用大剛度來模擬？地下室側(cè)向受回填土的影響

14、，當(dāng)結(jié)構(gòu)側(cè)移時(shí)，回填土將對地下室部分的側(cè)移產(chǎn)生反作用力（被動(dòng)土壓力和側(cè)向摩擦力），并使側(cè)移減少。越往下，側(cè)移越小直至為0。這種限制側(cè)移的現(xiàn)象可以理解為一種約束。對結(jié)構(gòu)來說，剛度越大位移越小，當(dāng)剛度無限大時(shí)，位移為0。所以，剛度與約束是互通的。約束強(qiáng)可以理解為剛度大。,,,,,,,,,,±0.0,,,,,,,,,目前程序采用的約束,建議修改后采用的約束,地下室側(cè)向約束的模擬剛度，應(yīng)隨深度而增加,結(jié)構(gòu)的嵌固端與地下室有

15、什么關(guān)系？嵌固端是指對該點(diǎn)的各向位移進(jìn)行完全約束，使之不能發(fā)生任何移動(dòng)。真實(shí)的結(jié)構(gòu)不具備這樣的點(diǎn)。只有相對不動(dòng)點(diǎn)，所以嵌固也是相對的。抗震規(guī)范第6.1.14條，對地下室的剛度做了明確要求（層剛度、梁柱墻承載力配筋的放大等）。希望在大震作用下，結(jié)構(gòu)的（抗倒塌）塑性鉸出現(xiàn)在嵌固端。這是一種預(yù)期的假設(shè)。實(shí)際工程地下室剛度有較大的不確定性。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,半地下室,單邊有回

16、填土的地下室,地下室剛度很大土約束不住,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,規(guī)范本意，嵌固端對上部柱產(chǎn)生的塑性鉸形式,由于不能保證塑性鉸一定出現(xiàn)在±0.0處，可以把嵌固端與預(yù)設(shè)塑性鉸的設(shè)計(jì)概念區(qū)別開來。結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)塑性鉸，可以通過構(gòu)造、配筋等來假定。結(jié)構(gòu)嵌固端還是應(yīng)設(shè)在基礎(chǔ)頂面。即，考慮上下部結(jié)構(gòu)的共同作用。,,,,,,嵌固端取在地下室底面,地下室與上部結(jié)構(gòu)共同建模分析與側(cè)向約束的關(guān)系？上下部結(jié)構(gòu)的共同

17、建模、分析，使得整體結(jié)構(gòu)具有相同的位移場。上下部協(xié)調(diào)變形，傳力合理，尤其是豎向的協(xié)調(diào)變形具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。如柱墻軸壓比的連續(xù)性等。如果不考慮側(cè)向約束，剛度估計(jì)偏柔。有時(shí)位移處在臨界狀態(tài)時(shí)，往往對側(cè)向約束程度較為敏感。所以，對上部結(jié)構(gòu)的分析、設(shè)計(jì)，宜考慮地下室的側(cè)向約束。,,,,側(cè)向約束程度應(yīng)如何選擇？回填土對地下室的約束程序，與土質(zhì)有關(guān)，實(shí)際上難以確定。Satwe程序的地下室參數(shù)“回填土對地下室約束相對剛度比”如果填3，則

18、這個(gè)參數(shù)的含義是：回填土的約束取3倍的地下室層剛度來模擬。有時(shí)，地下室的體量、剛度本身就已經(jīng)很大了，再把其放大3倍作為土的側(cè)向約束，則土的約束估計(jì)就偏大很多了。建議應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況取值。取值范圍宜在0～1之間。,,3。風(fēng)、地震、恒活荷載作用計(jì)算,風(fēng)荷載計(jì)算無論地下室側(cè)向約束的程度如何，地下室部分的基本風(fēng)壓取為0。在地上部分的風(fēng)荷載計(jì)算中，自動(dòng)扣除地下室部分的高度，地下室頂板作為風(fēng)壓高度變化系數(shù)的起算點(diǎn)。結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用

19、下的效應(yīng)（位移、內(nèi)力），受地下室側(cè)向約束的程度的影響。,地下室對風(fēng)荷載計(jì)算的影響,,,,,地下室頂板,,,,,,,,地震作用計(jì)算,結(jié)構(gòu)的地震作用效應(yīng)（周期、振型、位移、內(nèi)力）受地下室側(cè)向約束約束程度的影響。由地下室質(zhì)量產(chǎn)生的地震力，主要被室外的回填土吸收。程序執(zhí)行抗規(guī)（5.2.5）控制結(jié)構(gòu)的“最小剪重比”時(shí)，地下室部分也考慮在內(nèi)，即自動(dòng)放大地震作用。注意：地下室剪重比不滿足規(guī)范要求，不作為結(jié)構(gòu)不合理的標(biāo)志。用K型約束方法考慮回填

20、土作用時(shí)，地下室地震作用減小，但并非沒有！,地下室對總地震作用的影響,若地下室約束剛度比填零，則對總地震作用無影響。若地下室約束剛度比大于零，則根據(jù)約束強(qiáng)弱調(diào)整地震作用，約束越強(qiáng)，地下室地震作用考慮越少，約束非常大時(shí)，相當(dāng)于不考慮地下室地震作用。若地下室約束剛度填負(fù)整數(shù)M，則對底部M層地下室的水平位移和扭轉(zhuǎn)角作完全嵌固，從而也就完全不考慮底部M層的地震作用（M<=MBASE）。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

21、地下室頂板,A,B,C,不同地下室側(cè)向約束剛度比下的地震作用示意,,恒活荷載作用計(jì)算,正確理解(-K法)嵌固的含義（水平嵌固；豎向可變形）。地下室部分豎向構(gòu)件的軸向變形和轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)恒活作用內(nèi)力的重分布。對于一般規(guī)則結(jié)構(gòu)，地下室外的回填土約束對豎向荷載作用影響很小。對于不規(guī)則結(jié)構(gòu)，地下室外的回填土約束對豎向荷載作用有一定影響，在計(jì)算中由程序自動(dòng)反映這一特點(diǎn)。,地下室的約束傳力,地下室的側(cè)向約束是如何影響水平力傳遞的？當(dāng)?shù)?/p>

22、下室側(cè)向施加約束時(shí)，水平剪力將隨著約束而減少，約束越強(qiáng)，上部結(jié)構(gòu)傳到地下室的剪力越小，直至為0。即，約束剛度將吸收剪力。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,上部結(jié)構(gòu)傳到地下室頂面的剪力,側(cè)向約束傳到土體內(nèi)的剪力,,,,上部結(jié)構(gòu)傳到地下室的剪力,4層地下室的超高層結(jié)構(gòu),,所觀察的柱,4層地下室的超高層結(jié)構(gòu),,所觀察的柱,地下室上層，第5層的柱內(nèi)力,,,柱剪力,柱彎矩,地下1層，第4層的柱內(nèi)力,,,柱剪力,柱彎矩,地下2層，第3層的柱內(nèi)

23、力,,,柱剪力,柱彎矩,地下3層，第2層的柱內(nèi)力,,,柱剪力,柱彎矩,地下4層，第1層的柱內(nèi)力,,柱彎矩,,柱剪力,由柱的彎矩、剪力隨地下室樓層的變化，可以看到彎矩在地下室樓層中急劇減小。剪力在地下室1層有應(yīng)力集中現(xiàn)象，導(dǎo)致地下室1層的剪力反而有所增加，再往下的變化規(guī)律與彎矩的變化一致。這種充大剛度模擬約束的方式，容易在地下室1層剛度突變，造成剪力的應(yīng)力集中，產(chǎn)生大于上1層（±0.0層）的剪力。,地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和剪力的調(diào)整

24、,地下室設(shè)計(jì)剪力應(yīng)如何確定？在《建筑抗震設(shè)計(jì)手冊》（按GB50011-2001編寫）中的第352頁，有關(guān)“基礎(chǔ)及地下室結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要求”中提出了地下室結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要求。如下圖所示：,,,,,,,,,,,,,,,,,上部結(jié)構(gòu)傳到地下室頂面的剪力、彎矩,作用在有整體基礎(chǔ)的主體結(jié)構(gòu)地下室底部總地震剪力V為： ——主體結(jié)構(gòu)在地下室頂部的地震剪力； ——主體結(jié)構(gòu)地下室引起的底部地震剪力；β——地下室結(jié)構(gòu)地震

25、作用降低系數(shù)；α1——主體結(jié)構(gòu)按結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)；GB——主體結(jié)構(gòu)地下室的重力荷載代表值。,這是一種手算的方法。還是比較繁瑣的?；谶@樣的設(shè)計(jì)思想，地下室的設(shè)計(jì)剪力在采用軟件計(jì)算時(shí)，可以按以下方法操作：（1）給地下室部分的側(cè)向施加較大的約束，來分析上部結(jié)構(gòu)的周期、地震力、位移、內(nèi)力等，并對上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行配筋、驗(yàn)算的設(shè)計(jì)；（2）給地下室部分的側(cè)向施加很小的約束（模擬β的折減），或不加側(cè)向約束，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體

26、分析。此時(shí)只對地下室部分進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)。,,,,,,,,,上部結(jié)構(gòu)分析時(shí)地下室的側(cè)向約束模型,建議修改后采用的側(cè)向約束模型,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析模型,,地下室分析采用微約束或無約束分析模型,,,,,,,,,,,地下室設(shè)計(jì)的分析模型,,,地下室上層，第5層的柱內(nèi)力,,,柱剪力,柱彎矩,地下1層，第4層的柱內(nèi)力,,,柱剪力,柱彎矩,地下2層，第3層的柱內(nèi)力,,,柱剪力,柱彎矩,地下3層，第2層的柱內(nèi)力,,,

27、柱剪力,柱彎矩,地下4層，第1層的柱內(nèi)力,,,柱剪力,柱彎矩,,4。地下室抗震控制,地下室的抗震等級（抗震規(guī)范第6.1.3條）。當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí)，地下一層的抗震等級應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同，地下一層以下的抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或更低等級。地下室無上部結(jié)構(gòu)的部分，可根據(jù)具體情況采用三級或更低等級。,地下室抗震等級和截面控制,構(gòu)造要求（抗震規(guī)范第6.1.14條）地下室柱截面每側(cè)的縱向鋼筋面積，除應(yīng)滿足計(jì)算要求外，不

28、應(yīng)少于地上一層對應(yīng)柱每側(cè)縱向鋼筋面積的1.1倍。地上一層框架結(jié)構(gòu)柱和抗震墻墻底截面的設(shè)計(jì)彎矩值應(yīng)符合6.2.3、 6.2.6、 6.2.7條規(guī)定。位于地下室頂板的梁柱節(jié)點(diǎn)左右梁端截面實(shí)際受彎承載力之和不宜小于上下柱端實(shí)際受彎承載力之和。,地下室強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎的調(diào)整系數(shù),有關(guān)調(diào)整底層柱、墻內(nèi)力的調(diào)整 ： A 在０.0標(biāo)高處； B 結(jié)構(gòu)最底部?？蛑е牡卣鹆φ{(diào)整。剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)。,剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)的控制,現(xiàn)在的版本中，地下室

29、是否作為剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)由剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)起算層號決定。 地下室以上底部加強(qiáng)區(qū)的范圍按照高規(guī)決定。 HS——加強(qiáng)區(qū)高度。H1、H2——結(jié)構(gòu)第1、2層層高。HT——轉(zhuǎn)換層高度。H——結(jié)構(gòu)±0.0以上的總高度。,帶框支層的結(jié)構(gòu)：,,,,,,,,,,,1,2,3,4,5,,,加強(qiáng)區(qū)起算層號為3層，則加強(qiáng)區(qū)范圍為3，4，5層。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,地下室抗震等級的調(diào)整,,,地下1層以下的抗震等級可以放松,

30、人防荷載的調(diào)整和作用,可以計(jì)算多層人防嗎？人防荷載怎樣調(diào)整？可以計(jì)算多層人防，并且可以通過調(diào)整人防的房間荷載，實(shí)現(xiàn)人防荷載的局部作用。局部人防荷載作用會(huì)影響到本層的其它構(gòu)件嗎？會(huì)的。在本層局部區(qū)域加人防荷載，本層所有的構(gòu)件都會(huì)有影響。而且也會(huì)在設(shè)計(jì)時(shí)考慮人防內(nèi)力。只是比直接承受人防的構(gòu)件內(nèi)力要小多了。,,SATWE人防參數(shù)定義,,SATWE人防荷載修改,,上部房間的人防荷載為60,下部房間不考慮人防荷載,,SATWE人防荷載

31、修改后，再次生成數(shù)據(jù)時(shí)的保留選擇,SATWE人防荷載修改后，上下部梁人防荷載下的彎矩圖,有人防荷載處，梁的彎矩,無人防荷載處，梁的彎矩,,人防荷載對相鄰無人防荷載構(gòu)件的影響,,人防荷載作用產(chǎn)生的內(nèi)力,,有人防荷載處，梁的配筋,,無人防荷載處，梁的配筋,,5。地下室外墻平面外設(shè)計(jì),恒活荷載作用結(jié)構(gòu)整體分析得到的恒活荷載的軸力、彎矩。面外土、水側(cè)作用按簡化方法計(jì)算面外土水側(cè)壓力作用的彎矩。配筋設(shè)計(jì)按壓彎構(gòu)件進(jìn)行配筋計(jì)算。,,,,,

32、,,,,,,,,,,,,,,,,,水土壓力分布,水土壓力分布的簡化,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,由上層傳來的荷載,,,,,,,,,,,,,,,,1m,,,上下樓板的側(cè)向約束,,,,由上層傳來的荷載,取單位寬度計(jì)算面外的配筋,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,計(jì)算模型1——適用于上沿到上部結(jié)構(gòu)中的外墻,計(jì)算模型2——適用于只到地下室頂板的外墻,,外墻的兩種不同的計(jì)算模型，目的是要保證地下室外墻具有足夠的面

33、外配筋,地下室外墻面外配筋的輸出,,,地下室外墻的豎向分布筋（即面外配筋）,,,,,,地下室人防設(shè)計(jì),人防荷載計(jì)算的輸入?yún)?shù)人防計(jì)算參數(shù)在“地下室信息”中定義，當(dāng)不計(jì)算人防時(shí)，人防等級、荷載均應(yīng)置0，以免計(jì)算出錯(cuò)。地下室層數(shù)與人防地下室層數(shù)人防層數(shù)應(yīng)小于等于地下室層數(shù)?？紤]了哪些構(gòu)件的人防設(shè)計(jì)SATWE在結(jié)構(gòu)整體分析時(shí)，可以考慮人防荷載對梁、柱和墻的作用，設(shè)計(jì)配筋將包含了人防的組合內(nèi)力。人防荷載對樓板作用，在整體分析時(shí)不予考慮

34、，板的設(shè)計(jì)將在SLABCAD軟件中彎成。,人防作用效應(yīng)組合人防荷載作用的效應(yīng)組合可以人工調(diào)整，否則程序?qū)⒛J(rèn)規(guī)范的組合方式。地下室構(gòu)件的人防設(shè)計(jì)在進(jìn)行人防荷載組合的構(gòu)件配筋驗(yàn)算設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)不同的混凝土材料、鋼材，強(qiáng)度按規(guī)范相應(yīng)提高。臨空墻的人防作用效應(yīng)分析模型對于抗爆的臨空墻，程序也按照外墻的方式處理。此時(shí)6級人防的臨空墻水平爆力取110kN/m2，4、5級人防取210kN/m2。,,地下室頂板人防荷載,,,下層人防荷載的局部

35、修改,,,,臨空墻定義,,,人防外荷載與水土壓力的疊加,人防層構(gòu)件的設(shè)計(jì),人防構(gòu)件的彈塑性設(shè)計(jì)是如何實(shí)現(xiàn)的？《人防規(guī)范》第4.6.1條：對人防構(gòu)件可以考慮非彈性變形的塑性重分布。對按彈塑性設(shè)計(jì)的構(gòu)件，可以按以下兩方面控制實(shí)現(xiàn)：（1）在人防設(shè)計(jì)內(nèi)力進(jìn)行截面配筋時(shí)，要考慮混凝土、鋼筋材料的強(qiáng)度提高；（2）要根據(jù)《人防規(guī)范》第4.6.5條，控制構(gòu)件的計(jì)算延性比（或延性系數(shù)）。,人防構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)強(qiáng)度是如何提高的？只有在設(shè)計(jì)內(nèi)力中有

36、人防荷載參與時(shí)，構(gòu)件的材料強(qiáng)度才提高。沒有人防荷載參與組合，材料強(qiáng)度不提高。,,,44、45類組合，有人防荷載參與，構(gòu)件的材料強(qiáng)度才提高,人防荷載組合分項(xiàng)系數(shù),在截面驗(yàn)算時(shí)，如控制內(nèi)力有人防荷載參與，則材料強(qiáng)度也將相應(yīng)提高后，再進(jìn)行截面強(qiáng)度（如抗剪截面等）驗(yàn)算。人防構(gòu)件為什么要控制延性比？爆炸荷載屬于突發(fā)性荷載，它使構(gòu)件在極短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)入塑性狀態(tài)，此時(shí)，如果構(gòu)件剛度過大，很容易產(chǎn)生脆性破壞，使該構(gòu)件完全失效。人防構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，

37、嚴(yán)格控制配筋率、保證延性比，就是要確保在爆炸荷載作用下，構(gòu)件還有一定的變形能力，從而達(dá)到耗能、延緩失效的目的。所以，人防構(gòu)件是按照延性設(shè)計(jì)控制。,,有人防荷載參與的柱設(shè)計(jì)控制內(nèi)力,,,人防荷載參與的連梁控制內(nèi)力,,,,人防荷載參與的梁控制內(nèi)力,,,,人防梁延性系數(shù)超限第1、2、17、18號截面超限,怎樣控制構(gòu)件的延性比？延性比可以通過配筋率來控制?！度朔酪?guī)范》第4.6.5-2條的最大配筋率表，給出了最大配筋率的控制。由構(gòu)件的

38、配筋，可以求出相對受壓區(qū)高度，從而求出構(gòu)件的計(jì)算延性比，即延性系數(shù)。,,允許延性比,計(jì)算延性比,相對受壓區(qū)高度，即延性系數(shù),,通過配筋率計(jì)算延性系數(shù),,構(gòu)件的延性比是如何確定的？由規(guī)范要求的延性比可以得到：梁為3.0，則延性系數(shù)控制在：0.5/3=0.17大偏壓柱、墻面外為2.0，則延性系數(shù)控制在：0.5/2=0.25其它情況按1.5，則延性系數(shù)控制在：0.5/1.5=0.333,1.2,1.5,2.0,3.0,[β],中心受

39、壓,小偏心受壓,大偏心受壓,受彎,受力狀態(tài),,,,,,,,,,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件允許延性比[β]值,,地下室外墻平面外受力是如何計(jì)算的？地下室外墻平面外按兩種模型計(jì)算平面外彎矩：（1）按上下端固接，左右端長度取4倍的墻高并固接。用這樣的模型1計(jì)算板上下端和中部的彎矩。（2）按上端鉸接，下端固接，左右端長度取4倍的墻高并固接。用這樣的模型2計(jì)算板上下端和中部的彎矩。對兩種模型得到的板上中下彎矩取平均值。取上端、下端、中部三

40、個(gè)彎矩平均值的最大值，作為設(shè)計(jì)彎矩。,,,,,,,,,,,,,,,,,,按模型1得到的面外彎矩,按模型2得到的面外彎矩,驗(yàn)算時(shí)采用的面外彎矩,面外墻長取4倍的墻高,彎矩單位：kN.m/m,地下室外墻平面外是如何配筋的？地下室剪力墻平面外的配筋采用兩種方式：（1）按板彎曲配筋，實(shí)際上就是按梁配筋。（2）按壓彎構(gòu)件配筋，實(shí)際上就是按柱配筋。彎矩取上、中、下端部截面平均彎矩的最大值；軸力取恒加人防的設(shè)計(jì)值（1.2恒+人防）。地