人防地下室结构混凝土楼板塑性计算方法的探讨

庆彦营

一、问题的提出

    人防荷载一般比平时荷载大的较多，楼板计算时如果按弹性计算，配筋较大，基于经济性及合理性考虑，结合平时楼板设计原理，在防水及密闭性要求不高的情况下，人防楼板是否可按塑性计算方法。

二、相关规范及参考文献规定

    1、根据《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）（以下简称人防规范），人防结构楼板是允许塑性变形的，常规武器作用下允许延性比是4.0，核武器作用下是3.0；且规范1.10.3给出了弹塑性设计时配筋量及延性比等要求。

    2、根据中国建筑设计院有限公司编著的《结构设计统一技术措施》2.4.2条：“人防荷载按《人民防空地下室设计规范》GB50038取值，当为人防设计状况时人防楼板可按塑性设计方法计算，但仍应符合非人防设计要求。”中国院为人防规范的主编单位，中国院编著的技术措施应具有很高的说服力。

    3、《人防工程结构设计手册》RFJ06-2009（国家人防办发布）第1.4.4条、1.5.2条等给出了可以按塑性计算的描述，及按塑性内力重分布计算时的计算跨度。

    4、《防空地下室结构设计手册》RFJ04-2015（国家人防办发布）第一册第十四章第1节给出了单向板塑性内力重分布系数，并指出双向板可以按塑性内力重分布计算内力。

    5、《地下防护结构》（清华大学土木系主编）第8章第4节4.1.2与4.1.3条均指出，对密闭要求不高的构件可以采用塑性内力重分布方法计算。

三、有关争议的分析

    结合近几年审图情况，有些技术人员认为：人防等效静荷载本身就是考虑了塑性变形等效计算出来的，比弹性状况下要小，如果再按塑性计算是不合理的，换言之，如果要按塑性计算，应选用弹性工作状况下（允许延性比[β]=1）计算出的等效静荷载。

    实际的人防荷载属于偶然性荷载，具有作用大、作用时间短同时不断衰减的特点，而静荷载是稳定的，没有衰减的。根据人防规范4.6.5条，允许延性比[β]是构件动力系数计算的重要参数，直接决定着等效静荷载的大小。参考相关资料，等效静荷载法的思想是考虑动载对结构的动力效应，将动载峰值乘以动力系数从而将作用在结构上的动荷载等效为一个静载，并使该静载作用下的位移和内力与动载作用下的最大动位移与最大动内力相等。对于弹塑性阶段工作的体系来讲，等效静荷载等于动载作用下位移达到规定延性比值时所需要的最大抗力，此时的抗力并不是等于[β]=1时的等效静荷载。

    因此，从设计角度来看，只要知道等效静荷载，并按等效静荷载确定体系内力，就能满足动载作用下最大抗力的要求。所以，采用塑性内力重分布计算时应采用考虑延性比的等效静荷载，如果用[β]=1时的等效静荷载进行楼板的塑性计算是不合理的。

四、结论

    综上，个人认为人防混凝土楼板计算时可以采用塑性内力重分布计算方式设计，负弯矩调幅系数不大于0.2，也可采用塑性铰线法（中国院技术统一措施提出的方式），人防荷载按等效静荷载即可。