应用PKPM-KB进行抗爆结构设计

应用PKPM-KB进行抗爆结构设计

1、软件启动

(1)程序启动界面右上角切换至“工具集”选项，新建工程进入程序

0田,更新：：懵烷适程

CD改庭说明

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图1程序启动界面右上角切换至“工具集”

(2)程序启动后，点击“石化建筑物抗爆设计”按钮。

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图2石化建筑物抗爆设计按钮

2、某抗爆控制室算例

(5)

©

11------II-------II-------11------II-------II-------11

IIIIIIIIIIIIII

⑥

①②®⑤©⑦

图3抗爆控制室平面布置图

1

某抗爆控制室，平面布置图如图3所示，屋面板标高6.100m,室外地坪-0.600m,

基础底标高-2.100,修正后的地基承载力为150kPa。设计参数取值建筑物尺寸

B=27.46m,L=16.56m,H=7.7m。爆炸冲击波方向自下而上，峰值入射超压Pso=l()kPa,

正压作用时间td=0.045s。

3、墙板设计参数填写

抗爆工具箱x

墙相便|

41作的冲击波缘故

雌值入肘超王Pso(kPa):

正压作用时目td(s):

,设计信息

混度士强度等级：f«o3

浪凝土容童/0(kN/m3)：125.00

米爆炸源

痼保护层厚要cl(mm):120.00

Q建筑结构缪效

B垂直于冲击波方向建筑物尺寸B(m):墙里向单恻出筋：|C12@150

27.46

喝水平向单到鬣筋：|C12C>150

平行于冲击波方向建筑物尺寸L(m):16.56

建筑高度H(m):7.70砌墙边缘肉件配筋面根(mm2):|1068.00

ifiRh(m):0.28屋面板保护昙厚度c2(mm)：120.00

板厚d(m):0.15冲击波方向与屋面板署度方向：If5

o基础信息

屋面板计算博度Ll(mm):|2800.00

KMKftbl(m):2.00

屋面板面荷置Q(kN/m2)：|2.25

基地高度hl(m):|0.60

板单侧单向配薪：

修正后地基承费力特征值侑(kPa):1150.00~|C12O150

混凝土♦碣与地墓土词IB撑系数u:|0.35

基地及其上部土体平均重度v(kN/m3)：.

基磁埋深D(m):-

石化建筑物名称:讦算

图4抗爆工具箱墙板设计参数

(1)填写“建筑结构参数”

a.垂直于冲击波方向建筑物尺寸：按实际填写，本算例为27.46m。

b.平行于冲击波方向建筑尺寸：按实填写，本算例为16.56m。

c.建筑高度H：取屋面板到刚性地坪的高度，本算例为7.7m。

d.墙厚：需要先预设一个墙厚，再验算预设的墙厚是否满足计算要求，《抗

爆规范》6.5.1条要求，墙厚度不应小于200mm，且不宜小于层高的1/25,本

算例预设墙厚为280mm。

e.板厚：需要先预设一个板厚，再验算预设的板厚是否涉足计算要求，《抗

2

爆规范》6.5.4要求，板的厚度不应小于125mm,本算例预设板厚为150mm。

(2)填写“爆炸的冲击波参数”

a.峰值入射超压：由爆炸安全性评估确定后输入，本算例取lOkPao

b.正压作用时间：由爆炸安全性评估确定后输入，本算例取().05s。

(3)设计信息

a.混凝土强度等级：《抗爆规范》6.2.1要求，钢筋混凝土构件的混凝土强度等

级不应低于C30,且不宜超过C50。本算例取C40。

b.混凝土容重：按实际填写，默认取25kN/m3。

c.墙保护层厚度：据《混规》3.5.2条，该项目环境类别为“非严寒和非寒冷地

区的露天环境”Ha类；《混规》8.2.1条板、墙、壳保护层厚度取20mm。

d.墙竖向单侧钢筋：按《抗爆规范》6.5.1条第2款，抗爆墙应采用双层双向配

筋，且每层每个方向的配筋率不应小于0.25%,最大配筋率不应大于1.5%。本

算例中取墙单竖向单侧配筋取C12@150o

e.墙水平单侧钢筋：按《抗爆规范》6.5.1条第2款，抗爆墙应采用双层双向配

筋，且每层每个方向的配筋率不应小于0.25%：最大配筋率不应大于1.5%o本

算例中取墙水平单侧配筋取C12@150o

f.侧墙边缘构件面积：按《抗爆规范》6.5.6条，侧墙边缘构件配筋依据《抗规》

6.4.5条设置，按抗震墙一般部位，抗震等级三级；则配筋面积不小于0.005*

(480*280+200*280)=952mm之，依据钢筋布置选择4C14+4C12共计1068mm2。

作为受拉钢筋面积用于侧墙平面内抗弯承载力计算。

图5抗爆墙边缘构件钢筋配置示意

g.屋面板保护层厚度：据《混规》352条，该项目环境类别为“非严寒和非寒

3

冷地区的露天环境”Ila类；《混规》8.2.1条板、墙、壳保护层厚度取20mm。

h.冲击波方向与屋面板跨度方向：按实填写，用作屋面板爆炸荷载计算，由《抗

爆规范》4.2.3条参数说明L1解释中可以看到，当屋面板跨度方向与冲击波方

向一致时，荷载计算取实际跨度L1,当屋面板跨度方向与冲击波方向垂直时

荷载计算Ll=lmo

i.屋面板计算跨度：按实填写，用于屋面板简化成单自由度体系的计算跨度，

本例为2800mm,即《抗爆规范》附录C中计算长度L。

j.屋面板面荷载：此处的荷载为永久荷载和可变荷载组合之后的总荷载（注意：

不含屋面板自重），需要设计人员按《抗爆规范》6.3.1进行组合后填入，本

算例取2.25kN/m2o

k.板单侧单向配筋：按《抗爆规范》654条第2款，屋面板应采用双层双向配

筋，且每层每个方向的配筋率不应小于0.25%,最大配筋率不应大于1.5%。本

算例中取板单侧单向配筋C12@150o

（4）基础信息

a.基础宽度：按实填写，本算例取2m。

b.基础高度：按实填写，木算例取0.6m。

c.修正后地基承载力：按实填写，本算例取15（）kPa

d.混凝土基础与地某土间摩擦系数：用于整体滑移计算，按《抗爆规范》6.6.2

条第4款取值，本算例取0.35。

e.基础及其上部土的平均重度：按实际填写，本算例取20kN/m3。

f:基础埋深：按《抗爆规范》6.6.4条要求不小于1.5m,用来计算基础附加荷载，

本算例取1.8m。

4

4、梁设计参数填写

X

畤柒I

次累设计信息主梁设计信息

次梁温鬟土强度等级主魏温奥二属度等级网jJ

次梁温卷土咨重。他加

Y3)125.00主粢累菱二苔重Q皿M3)125.00

次累混餐土侵护层厚度clgn)：133.00主米溜赛二保护居厚度c1(E)：|3S.OO

次荣■面宽度b(mm):|300.00主粢被面底度ME):|*».00

次界finMifjmmm):|500.00主果1面拓度ME):|650.00

次第计|4350.00主柒计目篱的XE):IS600.00

1

次梁同版(E)：|2800.00~主梁间距加的：|4350.00~

次架质5*沫&筋：16cls

主柒顶端部过筋：|6C20

次梁旗申0:前：|<18主柒顶器由出访：|<20

次梁戚筋：|<20

主柒底或筋：16c22

次梁新筋：)

|cseioo(4主柒也筋：|C109100(4)-

石tt3t筑物名构：|«-1泪不善必阳明:印计算|

图6抗爆工具箱梁设计参数

(1)填写“次梁设计参数”

a.混凝土强度等级：《抗爆规范》6.2.1要求，纲筋混凝土构件的混凝土强度等

级不应低于C30,且不宜超过C50。本算例取C40。

b.次梁混凝土容重：按实际填写，默认取25kN/n?。

c.次梁混凝土保护层厚度：据《混规》3.5.2条，该项目环境类别为“非严寒和

非寒冷地区的露天环境”Ha类；《混规》8.2.1条梁、柱、杆保护层厚度取

25mm：查看计算书抗爆工具箱ho计算公式，ho=梁高-(保护层厚度+纵筋直径

一半)，故此处保护层厚度填写25+8=33mm(式中8为箍筋直径)。

d.次梁截面宽度b：按实填写，一般符合工程经验即可，本例取300mm。

e.次梁截面高度h：按实填写，一般符合工程经验即可，本例取500mme

£次梁计算跨度L：按实填写，本例中依据布置情况填写4350mm。

g.次梁间距s：按实填写，本例中依据布置情况填写2800mmo影响取多宽范

围内的板自重以及面荷载；为了和屋面板计算的数据匹配，次梁间距默认同屋

面板计算跨度；如手工调整次梁间距，程序在计算次梁时，内部会重新按相应

5

数据计算板的面外支座反力，然后再计算次梁荷载。

h.次梁顶端部配筋：符合《混规》8.5.1条受弯构件最小配筋率及9.2节相关构

造要求即可，本例取6C18o作为受拉钢筋用于计算次梁构件端部抗弯承载力，

程序按照双筋截面计算，受压钢筋取用“次梁底配筋”。

i.次梁顶跨中配筋：应符合《混规》9.2节相关构造要求，本例取4c18。作为

受压钢筋用于计算次梁构件跨中抗弯承载力，程序按照双筋截面计算，受拉钢

筋取用“次梁底配筋”。

j.次梁底配筋：符合《混规》8.5.1条受弯构件最小配筋率及9.2节相关构造要

求即可，本例取4C20o用于计算次梁端部和跨中抗弯承载力，对端部，作为

受压钢筋参与双筋截而计算；对跨中，作为受拉钢筋参与双筋截面计算。

k.次梁箍筋：应符合《混规》9.2节相关构造要求，本例取C8@l()()(4)。用

于计算次梁构件抗剪承载力。

(2)填写“主梁设计参数”

a.混凝土强度等级：《抗爆规范》6.2.1要求，纲筋混凝土构件的混凝土强度等

级不应低于C30,且不宜超过C50。本算例取C40。

b.主梁混凝土容重：按实际填写，默认取25kN/n13。

c.主梁混凝土保护层厚度：据《混规》3.5.2条，该项目环境类别为“非严寒和

非寒冷地区的露天环境”Ha类；《混规》8.2.1条梁、柱、杆保护层厚度取

25mm；查看计算书抗爆工具箱ho计算公式，ho二梁高-(保护层厚度+纵筋直径

一半)，故此处保护层厚度填写25+10=35mm(式中10为箍筋直径)。

d.主梁截面宽度b：按《抗爆规范》6.5.2条第1款，宽度不小于250且不宜小

于柱宽一半，本例取400mm。

e.主梁截面高度h：按《抗爆规范》6.5.2条第2、3款，梁截面高宽比及跨高

比不宜大于4,本例取650mmc

f.主梁计算跨度L：按实填写，本例中依据布置情况填写5600mm。

g.主梁间距s：按实填写，本例中依据布置情况填写4350mm。影响取多宽范

围内的板自重以及面荷载；为了和次梁计算的数据匹配，主梁间距默认同次梁

计算跨度；如手工调整主梁间距，程序在计算主梁时，内部会重新按相应数据

计算次梁支座反力，然后再计算主梁荷载。

h.主梁顶端部配筋：符合《混规》8.5.1条受弯构件最小配筋率及9.2节相关构

6

造要求，且按《抗爆规范》6.5.2条第4款，梁端配筋率不宜大于2.5%,本例

取6c18。作为受拉钢筋用于计算主梁构件端部抗弯承载力，程序按照双筋截

面计算，受压钢筋取用“主梁底配筋”。

i.主梁顶跨中配筋：应符合《混规》9.2节相关构造要求，本例取4c18。作为

受压钢筋用于计算主梁构件跨中抗弯承载力，程序按照双筋截面计算，受拉钢

筋取用“主梁底配筋”。

j.主梁底配筋：符合《混规》8.5.1条受弯构件最小配筋率及9.2节相关构造要

求即可，本例取4C20o用于计算主梁端部和跨中抗弯承载力，对端部，作为

受压钢筋参与双筋截面计算；对跨中，作为受拉钢筋参与双筋截面计算。

k.主梁箍筋：应符合《混规》9.2节相关构造要求，本例取C10@l()()(4)。用

于计算次梁构件抗剪承载力。

5、计算过程

依据《石油化工建筑物抗爆设计标准》附录B计算过程对各构件进行分析计算。

生成详细计算书可查看每一步计算过程。

V石油化工建筑物KB-1抗设计计K书

计算构件上的爆炸荷载一、结果汇总

JN二.设计依据

।>三、结构基本参数

初设截面尺寸，初设截面配筋

y四、厚炸荷载计U

1.前墙

计算爆炸荷载作用下构件的抗力2.侧墙

3.屋面板

4.

计算构件刚度V五、构件裁面计管

71、前墙

(1)星本信息

计算构件的弹性极限变形(2)承载力验舞

(3)构件动力计H

(4)将件弹型性变形睑算

计算构件等效质量和自振周期>2.后堵

>3、厘面板

___________sz___________>4.rata

确定爆炸荷载有效作用时间>5,屋面次架

>6.屋面主梁

y六、基础计算

确定时间增量1.基本信息

二U二2.草础荷就

3.地基承战力蛉算

迭代计算

(1)前墙

______抄______(2)侧墙

4.抗倾覆脸算

计算构件延性匕5口支座转角

5.抗滑移物算

图7抗爆结构设计计算过程

7

6、结果查看

（1）程序输出计算书结果查看

计算完成后程序生成详细计算书，计算书第一项即为计算结果汇总，包含构件

验算对象、验算内容、验算结果、规范限值、是否满足等结果判断。构件计算

结果应满足《抗爆规范》6.1.3条对于延性比/支座转角的要求；基础验算结果

应满足《抗爆规范》6.6.2条承载力安全系数要求。

□□□□9智喻别目录

“石油化工《笊栩KB-1抗

-结果汇总

二、设计依据

〜=结构”本善数・石油化工建筑物KB-1抗爆设计计算书

1、建筑纳构参数

2.爆炸的冲击波参数.一、结果汇总

3.墙板设计值《

4.梁设计值B强算对效验算内容.软算姑果.果他是否游足.

5.♦础信息酋埴延呻:.1.65.3.0Q是.

7四.爆炸荷载计H

支出於州.0.44.2.00.«.

1.梆■

J6JB.球性比.0.56.3.0Q是.

2.w«

支用转用.0.15.2.00.

3.屋面板a

屋面板.融性比（平面外）.------,----,

4.后堵0.12

v五、构件U面计一支座转角（平面外）.0.况2.oa

“1.前埴建性比（平面内）.0.96.1.3a

（1）支座转角（平面内）.0.短—,-----,

（2）承载力蛭H面内弱切、面外弯曲共同

0.55.i.oa是.

（3）构件动力计…作用.

图8抗爆结构设计结果汇总