人防荷载计算

【β】
允许延性比
查表5.6.2-3，得底板动力系数Kd6为
1.7940705
co/γc 233.33333
144.50896 3
0.82
常规武器非直接命中荷载计算
Kr
顶板综合反射系数
饱和土 η
非饱和土
含气量<0.1%时，取大值 覆土较小或多层结构，取小值
覆土厚度 0 0＞h＞2 ≥2 1 内插
0.8～1.0
地下2层外 墙
地下3层外 墙
地下4层外 墙
底板
1.333333333
1.30147633 1.00531077 1.01921808 1.01510503 不存在
1.0728894
式5.14.4-3 式5.14.4-4 ε 部位 数值
ω*toh≤π时
2sin(ω*toh*90°/π)/(ω*toh)
Ph
常规武器土中垂直结构外墙压缩波 峰值压力
式5.6.2-6
△Pi*EXP{-n1[h/(1000*τi)]^(1/3)} △Po*EXP{-n1[h/(1000*τ)]^(1/3)}
构件上的峰值压力
顶板
地下1外墙 地下2外墙 地下3外墙 地下4外墙 底板
0.0788888 0.04841218 0.02597602 0.01536857 不存在
5
土体内摩擦角φ
40
30
1
1
0.85
0.9
lo≥h≥ 0.2lo
20 1
0.95
线性内插
5
0.7
0.8
0.9
拱形顶结构土体拱效应较好，拱效应系数折减为0.9Ca
覆土厚度h 小于0.2倍 计算跨度lo
1
饱和土 1
推荐值 0.98
表5.14.3
钢筋混凝土结构构件的允许延性比[β]
使用要求 密闭、防水要求高的构件
动荷载类别 受弯
核爆炸 常规爆炸
受力状态
大偏心受压 小偏心受压 轴心受压
1
1
1
1
2
1.5
1.2
1
密闭、防水要求一般的构件
核爆炸 常规爆炸
3
2
1.5
1.2
4
2.5
1.5
1.2
无人员掩蔽且无密闭及防水要 求
所有
5
3
1.5
1.2
推荐值
2 3
ω*to ω*tr
顶板竖 向to
式5.6.2-4
=tr+θ*τi
边墙水 平to
1.5
28000
1.5
30000
1.5
31500
1.5
32500
1.5
33500
1.5
34500
1.5
35500
1.5
36000
1.4
38000
1.4
动载作用下
设计强度
弹性模量
fyd/fy'd
Esd（Mpa)
315 210000
405 200000
432 200000
432 200000
fyd
ftd
表5.6.2-1 介质中的衰减系数n1
衰减系 数
n1
土类
碎石土、砂 土
粉土、粘性 土
饱和土（含 气量=4%）
饱和土（含 气量=1%）
饱和土（含 气量=0%）
推荐值
n1
2
1.5
1.5
1
0.5
2
附录B表B.1.2
顶板覆土厚度h大于计算跨度lo
平顶结 构土体 拱效应
允许延性 比【β】
系数Ca ≤1.5
1.5＜β＜
12.411
19.976
0 24.091
0.7
0.8
0.8
0.8
0
0.9
C40
C40
C40
C40
C40
C40
HRB335
HRB335
HRB335
HRB335
HRB335
HRB335
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
25
25
25
25
25
25
9.8
9.8
9.8
9.8
9.8
9.8
39000
39000
39000
常规等效静荷载导算
常规爆 △Pi 炸冲击 波超压
值 △Po
竖向
式5.6.1-1
Li/C^(1/3)
水平
表5.6.2-2
1.316*(Li/C^(1/3))^(-3)+0.369*(Li/C^(1/3))^(1.5)
0.5515675
0.596≥Li/C^(1/3)≥9.58,计算假定装药点距离顶 板中心距离为10m
B
构件抗弯刚 度
ψ*Ed*d^3/12/(1-0.2^2)
Ω
构件频率系 数
人民防空地下室规范表C.0.2
30.89
顶板
地下1外墙 地下2外墙 地下3外墙 地下4外墙 底板
ω
结构自震圆频率
109.35827 926.170039 567.257264 398.729692 不存在
144.50896
m
延米质量 kg
1.5420731
(Mpa)
0.55
冲击波 超压等
τi
效作用
时间
τ
顶板 边墙
C 单位（kg）
0.0004*(△Pi)^(-0.5)*C^(1/3)…式5.6.1-2
常规武器的等效TNT装药量
表5.3.1
0.0034927 0.00349 272.7
常规武器土中垂直结构顶压缩波峰 值压力
式5.6.2-2
0.006713 0.0039791 不存在
0.076074
核爆炸5级荷载导算
ph
计算深度峰值压力
式5.8.3-1
[1-h*(1-δ)/(c1*t2)]*△Pm
Mpa
△Pm t2
c1
核爆炸压缩波峰值压力（Mpa)
甲方提供
5级人防
0.1
降压时间（s) 顶板
表5.8.1
0.78
地下1层外 墙
地下2层外 墙
人防荷载导算（土中结构）
根据《规范》5.1.5条：甲类人防工程应分别按照下面第1款及第2款的规定进行结构计算；乙类人防结构应按 照第1款进行结构计算： 1.常规武器爆炸荷载与静荷载同时作用 2.核武器爆炸荷载与静荷载同时作用
根据《规范》5.3.1条五级人防属于常规武器非直接命中设计；5.3.4条应按照整体破坏作用进行设计可不考 虑局部破坏作用。
ω*toh＞π时
2/(ω*toh)
1785.71429 2040.81633 2040.81633 2040.81633
0 2295.9184
B
抗弯刚度 N*m2
1045078125 1560000000 1560000000 1560000000
0 2.221E+09
ψ
刚度折减 系数
混凝土构件
人民防空地下室规范表C.0.1-2
0.6
底板 1.5 350
24.091
波等效升 (γc压时间 1)*h/co
0.01146786
0.02087
0.01773 0.02853714
0 0.0344157
1.0+0.5h
0≤h≤2m
正压作用时间延长系数
2
h＞2m
2
分类
计算公式
常规爆炸 无升压Kd1
构件动 力系数 常规爆炸
Kd 有升压Kd2
{2sqrt(2【β】-1)/(ω*to)+[(2【β】-1)/2【β】]*[(ω*to/(ω *to+4)]}^(-1)
0.8
0.8
0 24.091 0.1 0.0973526
分类
核爆炸无 升压Kd1
核爆构 核爆炸有
件动力 系数Kd
升压Kd2
Kd值 核爆炸无
升压Kd1 核爆炸有
升压Kd2
计算公式 2*[β]/(2*[β]-1)
([β]+sqrt{[β]^2-(2[β]-1）*（1-ε^2)})/(2[β]-1）
顶板
地下1层外 墙
根据人民防空地下室设计规范 附录C.0.1 结构自震圆频率计算
求解项 目
符号
含义
表达式
推荐值
梁ω ω
结构自震圆 频率
Ω/l^2*sqrt(B/m),l-构件计算跨度
Ω
构件频率系 数
人民防空地下室规范表C.0.1-1
22.4
B
抗弯刚度
ψ*Ed*b*h^3/12
板ω ω
结构自震圆 频率
Ω*sqrt(B/m)/l^2
210
300
360
360
fy
ft
9.6
1.1
11.9
1.27
14.3
1.43
16.7
1.57
19.1
1.71
21.1
1.8
23.1
1.89
25.3
1.96
27.5
2.04
Hale Waihona Puke Baidu
35.9
2.22
动载调整系
数
弹性模量
Es（Mpa)
γd
210000
1.5
200000
1.35
200000
1.2
200000
1.2
22500
0.1
粉土
200～300 2.0～2.5
0.2 淤泥质土 120～150
2
0.1
表5.8.2-1 饱和土物理力学参数
含气量α1（%）
4
1
0.1
0.05
0.01
0.005 ＜0.001
起始压力波速
150
200
370
640
910
1200
1500
α1=e/(1+e)*(1-Sr);e孔隙比、Sr饱和度
底板 5.9820515
4.973379
0.0413957
γc co h
tr
θ
波速比 式5.6.2-3 起始波速 m/s 覆土厚度 m
顶板 2
280 3.211
地下1层外 墙2 300 6.261
地下2层外 墙 1.5 350 12.411
地下3层外 墙 1.5 350 19.976
地下4层外 墙 1.5 350 0
人防等级选择
8
结构覆土厚度
构件厚度 混凝土强度等级
钢筋 混凝土泊松比
容重KN/m3 重力加速度m/s2 弹性动力模量Mpa
构件计算跨度 垂直结构面的土压力系数
顶板 h0 （m)
地下1层边 地下2层边 地下3层边 地下4层边 底板
h1 （m)
h2 （m)
h3 （m)
h4 （m)
h5 （m)
3.211
6.261
土类别
起始压力波 速
波速比
应变恢复比
土类别
起始压力波 速
波速比
应变恢复 比
co
γc
δ
卵石、碎石 300～500 1.2～1.5
co
γc
δ
0.9 粘性土 硬 300～400 2.0～2.5
0.1
圆砾、角砾 250～350 1.2～1.5
0.9 粘性土 可 150～250 2.0～2.5
0.1
砾砂
350～450 1.2～1.5
0.9 粘性土 软 300～500 2.0～2.5
0.1
粗砂
350～450 1.2～1.5
0.8 粘性土 流 1500
1
1
中砂
300～400
1.5
0.5 老黏土 300～400 1.5～2.0
0.3
细砂
250～350
2
0.4 红粘土 150～250 2.0～2.5
0.2
粉砂
200～300
2
0.3 湿陷性黄土 200～300 2.0～3.0
地下2层外 墙 Kd3
地下3层外 墙 Kd4
地下4层外 墙 Kd5
0.40071233 1.11752646 1.03372566 1.0356391 不存在
0.98914927 0.83333333 0.83333333 0.83333333 不存在
0.39636431 0.93127205 0.86143805 0.86303259 不存在
底板 Kd6 0.8019291 0.8450907 0.6777028
η3
m ρ' ω*to
底板辐射 阻尼系数
式5.3.3-2
ρ'*c1/(m*ω)
底板单位面积质量
(kg/m2)
2295.91837
c1 峰值压力波速(m/s)
地基土质量密度
2551.02041
ω 底板自震圆频率
5.98205148
39000
39000
39000
14.7
5.4
6.9
8.23
0 14.5
1
0.3
0.3
0.3
0
1
钢材
HPB235 HRB335 HRB400 RRB400
C20 C25 C30 C35 混凝土 C40 C45 C50 C55 C60 C80
表5.2.3 动荷载作用下材料强度综合调整
静载作用下
设计强度
fy/fy'（Mpa)
ζ=0.5+【β】^0.5/(ω*tr)*sin[(ω*tr)*90/(【β】^0.5*π)]
Kd2=ζ*Kd1,但ξ不小于(2【β】-1)/(2【β】)
式5.14.45
式5.14.47
式5.14.46
Kd值
无升压Kd1 ζ 有升压Kd2
(2*[β]-1)/2*[β]
0.8333333
顶板 Kd1
地下1层外 墙 Kd2
地下3层外 墙
地下4层外 墙
底板
峰值压力波速(m/s)
140
150 233.333333 233.333333 233.333333 233.33333
δ
土的应变恢复比
0.3
0.2
0.4
0.8
h
计算深度（m)
3.211
6.261
12.411
19.976
ph
计算深度峰值压力 0.09794167 0.09571897 0.09590846 0.09780484
式5.6.2-8
=tr+2*τ
顶板 2.01800644 1.25410502
0.01845317
地下1层外 地下2层外 地下3层外 地下4层外 25.7938356 14.016927 14.1617394 不存在 19.3291687 10.0574713 11.3786062 不存在
0.02785 0.02471 0.03551714 不存在
0.7～0.8
推荐值 1.5 1.5
推荐值
0.8
常规爆炸等效均布静荷载计算(Mpa)
q1
平顶结构顶板常规武器爆炸等效静荷载
q2
地下1边墙等效静荷载
q3
地下2边墙等效静荷载
q4
地下3边墙等效静荷载
q5
地下4边墙等效静荷载
q6
底板等效静压力
Ca*Kd*Kr*Ph Kd*ξ*Ph
Kd6*η*q1/Kd1
0.045965 0.0135255
Ecd
14.4
1.65
27000
17.85
1.905
33600
21.45
2.145
36000
25.05
2.355
37800
28.65
2.565
39000
31.65
2.7
40200
34.65
2.835
41400
37.95
2.94
42600
38.5
2.856
43200
50.26
3.108
45600
表5.8.2-1 非饱和土物理力学参数