[发明专利]一种地下空间顶层结构及其设计方法

说明书

本发明公开了一种地下空间顶层结构及其设计方法，该结构包括加固部，所述加固部包括由上至下依次连接设置的吸能层、钢板层、软弱垫层和钢筋混凝土层，所述钢筋混凝土层用于连接于地下空间结构顶部。通过所述吸能层、所述钢板层、所述软弱垫层和所述钢筋混凝土层竖向逐段渐进式承受荷载并消耗能量，有效加强顶层结构强度、提高顶层结构抗荷载能力，防止地下结构上部地段抗荷载时变形过大，可以有效加强地下结构安全屏障，节省结构体系施做时间，方便安装与拆除，提升施工效率，能够有效地保障地下空间的应急避难问题，增加地下空间的安全。

技术领域

本发明涉及应急避难领域，特别是涉及一种地下空间顶层结构及其设计方法。

背景技术

在以往城市地下空间结构体系中，对应急避难空间的规划与设计，应对城市防空能力和城市应急疏散能力远远不足，未将城市防护与防灾功能统一起来，尚未形成一个统一领导下的城市综合防空、防灾体制，实现城市防空、防灾综合化和一体化。这样一来严重影响了城市地下空间的安全性，需要找到一种有效的地下空间顶层结构。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的现有城市地下空间顶层结构强度有待改进的问题，提供一种地下空间顶层结构及其设计方法，可以有效的保障城市地下空间的安全问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种地下空间顶层结构，包括加固部，所述加固部包括由上至下依次连接设置的吸能层、钢板层、软弱垫层和钢筋混凝土层，所述钢筋混凝土层用于连接于地下空间结构顶部。

采用本发明所述的一种地下空间顶层结构，通过所述吸能层、所述钢板层、所述软弱垫层和所述钢筋混凝土层竖向逐段渐进式承受荷载并消耗能量，加强顶层结构强度、提高顶层结构分抗荷载能力，防止地下结构上部地段抗荷载时变形过大，可以有效加强地下结构安全屏障，节省结构体系施做时间，方便安装与拆除，提升施工效率，能够有效地保障地下空间的应急避难问题，增加地下空间的安全。

优选地，地下空间结构包括消能部和防护部，所述防护部连接于所述消能部底部，所述消能部连接于所述钢筋混凝土层底部。

进一步优选地，所述防护部包括腔体，所述腔体用于应急避难。

本发明还提供了一种如以上任一项所述地下空间顶层结构的设计方法，包括：

步骤1，确定意外打击荷载产生的能量w；基于竖向逐段渐进式能量消耗比例根据所述w依次确定所述吸能层消耗能量w₁、所述钢板层消耗能量w₂、所述软弱垫层消耗能量w₃、以及所述钢筋混凝土层消耗能量w₄；

其中，(60％～70％)w＝w₁+w₂+w₃+w₄，且满足w₁＞w₂＞w₃＞w₄；

步骤2，根据所述吸能层消耗能量w₁确定所述吸能层的结构参数；根据所述钢板层消耗能量w₂确定所述钢板层的结构参数；根据所述软弱垫层消耗能量w₃确定所述软弱垫层的结构参数；以及，根据所述钢筋混凝土层消耗能量w₄确定所述钢筋混凝土层的结构参数。

采用本发明所述的一种地下空间顶层结构的设计方法，能够通过竖向逐段渐进式能量消耗比例，逐段确定每层结构所消耗能量，从而根据每层结构消耗的能量有效确定各层的结构参数(强度、数量等)，通过这样的顶层设计有效加强顶层结构强度，防止地下结构上部地段抗荷载时变形过大，可以有效加强地下结构安全屏障，节省结构体系施做时间，方便安装与拆除，提升施工效率，能够有效地保障地下空间的应急避难问题，增加地下空间的安全。

优选地，，通过以下公式确定所述意外打击荷载产生的能量w：