人防地下室墙体结构优化分析及工程应用

作     者：温涛 

作者单位：广州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：宋金良;薛炜

授予年度：2012年

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：人防地下室 墙体结构 有限元 优化分析 

摘      要：人防地下室是一种在战时可以有效的保护人民生命财产安全的地下防护建筑物。随着经济的高速发展，城市建设对地下空间的要求越来越高，我国的人防工程还需要经历一个长期的发展过程。人防地下室墙体结构作为人防地下室中的主要受力构件，其在主体和口部的重要性将影响到整个人防地下室的使用功能和使用寿命。然而在传统的人防墙体结构设计中，是把空间结构简化为平面结构，然后取简图、分析内力和选取截面校核，主要是基于安全性考虑，却很少考虑其经济性。为了达到安全性与经济性的统一，本文采用有限元方法对人防地下室墙体结构的受力机理进行了深入研究以达到优化目的是很有必要和有意义的。 本文总结了人防地下室的组成、特点、设计原则、设计要点及其构造措施等，讨论了人防地下室墙体结构设计优化的方法。结合笔者在实习期间参与设计的东莞市宝豪通讯科技有限公司企业总部和研发中心人防地下室案例，首先对人防地下室墙体结构的荷载取值及其组合进行了分析，再从承载力极限状态和正常使用极限状态研究了人防外墙的承载力和裂缝，并分别对临空墙和门框墙进行了承载力极限状态分析计算，最后绘制了人防地下室墙体结构的施工图。 本文介绍了非线性有限元分析方法和钢筋混凝土模型，采用有限元方法对外墙的整体变形、承载力和裂缝等进行了研究，对临空墙和门框墙整体建模并从整体变形和承载力进行了研究。通过与静力分析结果比较分析，肯定了结构静力分析的安全性和可行性，并在结构静力分析简图、钢筋用量、构造措施等几个方面提出了合理性的建议。 此外，本文还从《混凝土结构设计规范》GB50010—2002与《混凝土结构设计规范》GB50010—2010对人防外墙进行了裂缝控制验算比较，得出了新规范采用准永久组合要比旧规范采用标准组合更合理的结论,并通过有限元方法分别对外墙裂缝的分析，进一步证实了新规范的有效性和进步性。