人防地下室结构设计

5、防空地下室设在中间层，顶板等效静荷载取值方法同 （3），其余构件取值方法同（4）。
３、多层乙类防空地下室等效静荷载标准值
（１）上下同一防护单元，中间楼板、底板不计常规武器地面爆炸 动荷载作用，顶板、外墙等效静荷载取值方法同单元。
（２）相邻楼层划分上、下两个抗力级别相同或不同防护单元时，
中间楼板及底板不计常规武器地面爆炸荷载作用，顶板、 外墙等效静荷载取值方法同单层。
其中常规武器等效TNT装药量、爆心至外墙、口部的水
平距离均按国家现行有关规定取值。
２、核武器爆炸动荷载
核武器爆炸方式按“空爆”考虑，防空地下室所受的 冲击波作用按平行于地表传播的地面空气冲击波考虑。 超压是地面空气冲击波主要参数，防空地下室抗力级
别是按不同的地面超压值划分的。
结构设计时，采用地面冲击波最大超压ΔPcm按图示 现行有关规定取值，其他主要设计参数按规范表4.4.1采 用。 核爆炸土中压缩波最大压力Ph及土中压缩波升压时间
（ａ）作用在顶板上最大压力Pc1 Pc1 = k Ph k － 顶板核武器爆炸动荷载综合反射系数，按规范 4.5.3条确定 Ph －核武器爆炸土中压缩波最大压力，按规范 4.4.3条确定 （ｂ）作用在外墙上最大压力Pc2 Pc2 = ξ Ph ξ－土的侧压系数，按表4.5.5采用 （ｃ）作用在底板上最大压力Pc3 Pc3 = η Ph η － 底压系数，底板位于地下水位以上取0.7 － 0.8，位于地下水位以下取0.8 －1.0 （ｄ）出入口通道临空墙、门框墙上空气冲击波最大压力值Pc， Pc按表4.5.8确定。
kd － 动力系数
k值取值分别按照常规武器、核武器在空气中冲击波、土 中压波简化波形，根据构件圆频率ω，动荷载升压时间、动荷
载等效作用时间及允许延性比确定。
Pc －作用在结构构件上动荷载最大压力。 常规武器爆炸动荷载作用在顶板，外墙上最大压力Pc按附
录B有关公式计算。
核武器爆炸动荷载作用在顶板、外墙、底板上最大压力 Pc1、Pc2及Pc3
例
核5级、常5级甲类防空地下室，顶板荷载考虑上部建筑
物影响的室内出入口，门框墙门洞侧边基本条件如图所 示，门型号FM1020—5，砼C30，HRB335。 求：钢筋混凝土防护密闭门一侧边框墙配筋。 解： 由已知条件查规范4.8.7，直接作 用在门框墙上等效静荷载标准值 qe = 380 KN/m L1 = L — 100/3 = 350 — 100/3 = 317mm L2 = 350 — 100 = 250mm 平板防护密闭门 FM1020—5， a = 1200 b = 2200 由a/b = 1200/2200 = 0.545 查表4.7.5 — 2 γb = 0.455
（５）防空地下室设在中间，顶板、底板均不计入常规武器地面爆炸 动荷载作用，但要符合规范中构造要求，外墙等效静荷载取值 方法同单层防空地下室。
六、结构内力分析、截面设计
１、荷载组合
防空地下室结构上作用荷载：武器爆炸动荷载、上部
建筑物的土压力、水压力及防空地下室自重等。
（１）平时使用状态的结构荷载。 （２）战时常规武器爆炸等效静荷载与静荷载同时作 用。 （３）战时核武器爆炸等效静荷载与静荷载同时作用。
4、防护密闭门框墙 — 按弹性分析方法计算内力 作用在门框墙上水平等效静荷载由两部分组成， 一部分直接 作用在门框墙上，另一部分由门扇传来的。 当山洞边墙体悬挑长度≤1/2倍该边边长时，按悬 臂构件进行 计算。当悬挑长度＞1/2倍该边边长时设梁或柱。 上、下门框（过梁）除考虑水平等效静荷载外， 还要考虑竖 向荷载作用。
承载力验算时，混凝土、砌体抗压动力强度设计值乘以折 减系数0.8；对梁、柱斜截面受剪能力验算时，混凝土、
砌体动力强度设计值乘以折减系数0.8。
（４）当对混凝土梁斜截面受剪承载力验算时，斜截面 抗剪承载力能力按规范4.10.7—1－2进行修正。 （５）按弹塑性设计时，受柱钢筋配筋率不宜大于 1.5%。当大于1.5%时，受弯构件或大偏让受压构件，应 适当加大纵向受压钢筋配筋率，使延性比满足规范4.10.3 要求。同时应按控制受柱钢筋最大配筋率： C25 HRB335 2.2% HRB400 2.0%
（３）防空地下室设在下层，上层普通地下室，中间楼板等 效静荷载可按考虑上部建筑影响防空地下室顶板取值。 （４）防空地下室设在最上层时，防空地下室顶板及防空地 下室及其以下各层内、外墙柱及最下层底板均应考虑武器爆 炸动荷载作用，防空地下室底板可不考虑核爆炸动荷载作用， 按平时使用荷载计算，但符合相关构造要求。战时对防空地 下室以下各层采用临战封堵转换措施。
c）永久荷载分项系数，对结构有利取1.0，不利取1.2
d）各材料采用动力强度设计值 （２）计算梁板结构中板抗弯承载能力，当板周边支座横向 伸长受到约束时，跨中弯矩乘以折减系数0.7；对无梁 楼盘，乘以折减系数0.9；当设计中已考虑板轴向力影 响时，可不予折减。
（３）当按等效静荷载分析出内力，进行墙、柱受压构件
对竖井、通道可作为平面应变问题按整体计算简
图确定。 对比较复杂的防空地下室主体结构，往往拆成顶 板、外墙、底板、内墙、柱等构件，按各自所设荷载 值和不同的动力特征计算内力。应注意边界条件应接
近支承情况进行处理。
３、截面设计
（１）在承载力极限状态设计中，相关系数取值 a）结构重要系数1.0 b）等效静荷载分项系数1.0
当h 1.2m时 Ｋ 1 1.2 .38 1 / 2.38 1.19 1
⑤顶板核爆炸动荷载最大压力PC1
PC1 KPh 1.19 0.95Pm 1.13Pm
⑥板自振圆频率ω

812 dK L2
顶板按四边固定板 d — 板厚

a / b 6 / 4.8 1.25
查规范附录C表C0.2得板频率系数Ω = 30.1 d = 0.3m K = 1.0
1/ s
K — 混凝土强度等级影响系数，C25
812 30.1 0.3 1/ 4.82 322.56
⑦允许延性比[β] 按表4.6.2 ⑧顶板动力系数 当[β] = 3 查表4.6.5 qe1 = k [β] = 3 Kd1
求：顶板等效荷载标准值。
解： qe1 = k d1 Pc1 k d1— 底板的动力系数，与允许延性比[β]，板自振圆频率ω ，升压时间toh有关。 Pc1 — 用在顶板上最大压力。 Pc1 = k Ph 设计时，应考虑上部建筑对地面空气冲击波超压作用的影响。 规范4.4.4 当符合下列条件之一时，可考虑上部建筑对地面冲击 波影响： • 上部建筑层数不少于二层，其底层外墙为钢筋混凝土或砌体承 重墙，且任何一面外墙开孔面积不大于该墙面面积的50%。 • 上部为单层建筑，其承重外墙使用材料及开孔比例符合上款规 定，且屋顶为钢筋混凝土结构。 ①土中压缩波最大压力Ph 土计算深度h：1.2m＜1.5m，按4.4.3条；当土计算深度小于或 等于1.5m时，Ph可近似取ΔPm 按规范4.4.6，符合4.4.4条规定核5级防空地下室，空气冲击波 计算值 可取0.95ΔPm 则Ph = 0.95ΔPm
≥C300
HRB335
2.5%
HRB400
2.4%
七、常用结构构件设计要求
1、外墙可按偏心受压构件计算，简单偏于安全，外墙可
不考虑轴向压力，将压弯构件按纯弯构件验算。
2、底板，按平时使用荷载确定底面积，按核爆炸动荷载
验算基础底板强度，不需要验算变形和裂缝。 3、临空墙，当计入顶板传来竖向静荷载时，可按大偏心 受压构件计算，当仅考虑水平荷载时根据墙长和墙宽 不同比值按四边支承双向板或两边支承的单向板受弯 构件 用弹塑性方法计算内力。
度等于3.0m时确定。
e）甲类防空地下室底板只考虑核武器爆炸作用，可不考 虑常规武器作用。乙类防空地下室不计入常规武器爆
炸产生等效静荷载，但底板设计必须满足相关规定构
造要求。
（２）当不符合规范相关条件时，应按规范中 有关公式分别计算等效荷载标准值。
例１ 核5级甲类防空地下室，顶板厚300mm， 采用C25，双向短边 b = 4.8m，长边 a = 6.0m，顶板覆土厚 h = 1.2m，粘性土，波速 比γc = 2，土起始压力波速v0 = 200m/s，地 面钢筋混凝土高层剪力墙结构，底层外墙开孔 面积小于该墙面积50%。
人防地下室结构设计
（续）
２０１２．０７
一、人防地下室基本概况、结构设计中常 用术语 二、人防地下室结构的主要特征 三、结构设计基本原则、规定、设计步骤 四、常规武器、核武器爆炸动荷载 五、等效静荷载 六、结构内力分析、截面设计 七、常用结构构件设计要求 八、混凝土构件构造规定 九、平战转换设计 十、人防地下室施工图设计
tch按规范4.4.3. 1—3进行计算。
３、动力计算
（１）宜将结构体系拆成顶板、外墙、底板等结构工件。 （２）结构工作状态均可用结构的允许延性比[β]表示。 砌体结构允许延性比[β] = 1
钢筋混凝土允许延性比按表4.6.2取值。
（３）均布等效静荷载标准值取值按下列公式确定 qe = kdPc
五、等效静荷载
常规武器、核武器爆炸动荷载简化成等效静 荷载标准值，需要注意的是，等效静荷载标准值 仅供设计计算时采用，并不是荷载作用的方法。 １、等效静荷载取值
（１）常规武器、核武器爆炸动荷载作用下，
设计采用结构构件的等效静荷载标准值，在符合
规范4.7、4.8中各条文相关条件时，可按各表确
定。
提示：
甲类防空地下室取（1）、（2）、（3）荷载组合进
行设计；乙类防空地下室取（1）、（2）荷载组合进行设 计；并取各自最不利效应组合作为设计依据。 常规武器及核武器荷载组合分别见规范表4.9.2，4.9.3
２、内力分析
内力分析采用等效荷载法，按一般静力构造进行 分析，可采用静力计算手册和相应图表来计算内力。 内力分析可按结构整体计算图形来计算内力，也 可拆成单个构件来分析内力。