第7章 附建式结构

构造要求
料石砌体 （mm） 300 300 300 300 300
注：①表中结构最小厚度，未考虑防辐射要求； ②次要出入口通道结构的承重外墙，可用370mm砖墙。
7.1 概 述
（3）保护层的最小厚度
结构类型 现浇 预制 部位 内层 （㎜） 20 15 外层（㎜） 30 20
构造要求
7.1 概 述
结构型式
7.1 概 述
（4）其他结构
结构型式
当地面建筑物（如车间、商店、会堂、食堂等）是单层、 大跨度，并且下面的防空地下室为平站两用时，地下室的顶盖 一般采用受力性能较好的钢筋混凝土壳体、单跨或多跨拱和折 板结构。 壳体顶盖 折板结构
7.1 概 述
结构的构造要求
建筑材料 结构的最小厚度 保护层的最小厚度 变形缝的设置 圈梁的设置 构件相接处的锚固 其它构造要求
7.1 概 述
（5）圈梁的设置
构造要求
当防空地下室的顶盖采用迭合板、装配整体式平板或拱形 结构时，应沿着内墙与外墙的顶部设置圈梁一道。圈梁的 高度不小于180mm，宽度与墙的厚度相同，在圈梁内上下 各配三根直径为12mm的钢筋，箍筋直径不小于6mm，间距 不大于300mm，圈梁应设置在同一个水平面上，并且要相 互连通，不得断开，如圈梁兼作过梁时，应对这一部分圈 梁另行验算。 当防空地下室顶盖采用现浇钢筋混凝土结构时，除沿外墙 顶部的同一水平布按上述要求设置圈梁外，还可在内隔墙 上间隔设置圈梁，其间距不宜大于12m。
Rad 1 2＜ 0.3 Rgd
Rad——混凝土轴心抗压动力强度； Rgd——钢筋抗拉动力强度。
7.2 梁板式结构
2 侧 墙
（一）侧墙的战时荷载组合
(1)压缩波形成的水平方向动载，可通过计算将动载转变为等效静载 。
侧墙的战时荷载组合
土的类别 碎石土 砂 土 硬塑 粘性土 可塑 软塑 地下水以下的土 结构材料 砖、混凝土/kN/m 20~30 30~40 30~50 50~80 90 90~120 钢筋混凝土/kN/m 20 30 20~40 40~70 70 70~100
地下建筑结构
第七讲
附建式结构
丁祖德
Tel：18687006790 E-mail：47924659@qq.com 土木系岩土与施工教研室
本讲内容
7.1 概 述 7.2 梁板式结构 7.3 口部结构
7.1 概 述
附建式结构——
根据一定的防护要求修筑于坚固的建筑物下的地下室， 又称防空地下室，与独立修建的地下人防工事相对应。
l2/l1＞2，以及双向板的荷载已经分配简化为单向连续板
（1）等跨情况（两跨相差小于20%）
M ql 2
截 面 β值 截面 α值 边跨中 +1/11 边跨中 0.42
Q aql
第一内支座 –1/14 第一内支座 0.58 中跨中 +1/16 中跨中 0.50 中间支座 -1/16 中间支座 0.50
人防工程
7.1 概 述
结构优越性
（1）节省建设用地和投资； （2）便于平战结合，人员和设备容易在战时迅速转入地下； （3）增强上层建筑的抗震能力，在地震时防空地下室可作为 避震室； （4）上层建筑对战时核爆炸冲击波、光辐射、早期核辐射以 及炮（炸）弹有一定的防护作用； （5）防空地下室的造价比单建式的要低； （6）便于施工管理，采用新技术，保证工程质量，同时也便 于维护。
7.1 概 述
（6）构件相接处的锚固
构造要求
钢筋混凝土顶板与内、外墙的相接处，应设置锚固钢筋，一般钢筋 直径8mm、间距200mm，伸入圈梁内的锚固长度不应小于240mm，伸 入砖墙内的锚固长度，不应小于450mm。 砖墙转角处及内外墙的交接处，除应同时咬搓砌筑外，还应沿墙高 设置拉结筋，拉结筋每边伸入墙身 10mm，其数量当墙厚为 490mm 时，可取每10皮砖设置四根直径为6mm的钢筋。
7.2 梁板式结构
1 顶板设计 （三）内力计算——单向连续板
（2）不等跨情况 先按弹性法求出内力图。 再弯矩调幅： 将各支座负弯矩减少30%，并相应 增加跨中正弯矩，使每跨调整后两端支 座弯矩的平均值与跨中弯矩绝对值之 和，不小于相应的简支梁跨中弯矩。如 前者小于后者时，应将支座弯矩的调整 值减少使不因支座负弯矩过小而造成跨 中最大正弯矩的过分增加。最后，再根 据调整后的支座弯矩计算剪力值。
结构型式
7.1 概 述
（2）板柱结构—与上部结构 适应 顶板：无梁钢筋混凝土板式 结构； 外墙：砖砌或预制构件（地 下水位较低时），整体混凝 土或钢筋混凝土（地下水位 较高时）； 基础：地质条件较好时，采 用柱下独立基础；较差是采 用筏型基础；
结构型式
独立基础
筏形基础
7.1 概 述
（3）箱型结构 钢筋混凝土空间结构。 选择要素： 1）防护等级高 2）地质条件差，上层建筑 需设置箱形基础； 3）地下水位高，结构有较 高的防水要求。
' '
（三）内力计算——多列双向板
当板中有自由支座时，则该支座的弯矩应为零。为了解出双向板的跨 中及支座弯矩的比例关系，按经济和构造要求，提出如下建议： （1）跨中两个方向正弯矩之比 M 2 / M 1 应根据应根据l2/l1的比值按下 表确定： （2）各支座与跨中弯矩之比值，在1.0~2.5范围内采用；同时，对于 中间区格最好采用接近的2.5比值。
单 向 板
1
l02
M2
1-1 2 2
l02
l01
M1
1
l01
l01 ＞2l02 时：M2<< M1， 荷载沿一个方向传递。
2-2
双 向 板
1
l02 M2
2
2 l02
1-1
M1
1
l01 L01≤2 l02 时：M2 M1， 荷载沿梁两个方向传递
l01
2-2
7.2 梁板式结构
1 顶板设计 （二）计算简图
优先考虑建设的因素 （1）低洼地带需进行大量填土的建筑； （2）需要做深基础的建筑； （3）新建的高层建筑； （4）人口密集、空地缺少的平原地区建筑。
7.1 概 述
设计要点
（1）按平时和战时两种条件作 为设计依据； （2）允许结构出现塑性变形， 按弹塑性理论设计； （3）只进行结构的强度验算； （4）不必单独进行地基变形验 算； （5）贯彻平战结合原则，尽量 为平时使用创造条件。
V Vc Mc l0 b g+q
7.2 梁板式结构
1 顶板设计 （三）内力计算——多列双向板
多列双向板的计算也分弹性法和塑性 法两种。按弹性法计算时，可简化为 单跨双向板或将荷载分配后再按两个 互相垂直的单向连续板计算；按塑性 法计算时，如右图所示， 任何一块双 向板的弯矩可表示为：
ql12 2 M 1 2 M 2 MⅠ MⅠ MⅡ MⅡ (3l2 l1 ) 12
7.2 梁板式结构
主要用作人员掩蔽工事的防空地下室，其顶盖常采用整体式 钢筋混凝土梁板结构或无梁结构。
1 顶板设计 2 侧墙设计 3 基础设计 4 承重内墙（柱）设计
7.2 梁板式结构
1 顶板设计 （一）荷载:静载+动载
（1）核爆炸冲击波超压所产生的动载 土层参数； 上部建筑结构。（削弱作用） 设计中常将冲击波动载变为相应的等效静载 （2）顶板以上的静荷载 设备夹层、房屋底层地坪和覆土层重以及战时不迁动的固定 设备等。不包括倒塌的上层建筑碎块的重量。 （3）顶板自重 根据初步选定的断面尺寸及采用的材料估算。
7.2 梁板式结构
1 顶板设计 （四）截面设计
截面由战时动载+静载组合控制： 只验算强度，但要考虑 动载对材料动力强度的提高和动荷安全系数。 允许结构塑变形，按弹塑性工作阶段设计，需保证结构的 延性。
7.2 梁板式结构
1 顶板设计 （四）截面设计
保证结构的延性，应满足下列条件： 对于超静定钢筋混凝土梁、板和平面框架结构，同时发 生最大弯矩和最大剪力的截面，应验算斜截面抗剪强 度。 受拉钢筋配筋率μ，不宜大于1.5%；对于受弯、大偏心 受压构件，当μ＞ 1.5%时，其延性比值，按下式：

0.5 x / h0
当β＜ 1.5时，仍取1.5。
7.2 梁板式结构
1 顶板设计 （四）截面设计
保证结构的延性，应满足下列条件： 连续梁的支座，以及框架和刚架的节点，当验算抗剪 强度时，混凝土轴心抗压动力强度应乘以折减系0.8， 且箍筋配筋率不小于0.15%。构件跨中受拉钢筋μ1的 和支座受拉钢筋的μ2 （当两端支座配筋不等时取平均 值），二者之和应满足：
多列双向板的顶板简化： （1）各跨受均布荷载，跨度相等或相近时,中间支座截面基 本不发生转动，把顶板分为每一块单独的单跨双向板计 算。 （ 2 ）根据比值 l2/l1 将作用在每块双向板上的荷载近似地分 配到两个方向上，而后再按互相垂直的两个单向连续板计 算。
7.2 梁板式结构
1 顶板设计 （三）内力计算——单向连续板
7.2 梁板式结构
1 顶板设计 （二）计算简图 内 容： （1）荷载的形式、位置和数量； （2）板的跨数、各跨的跨度尺寸； （3）板的支承条件等。
7.2 梁板式结构
1 顶板设计 （二）计算简图 原则：在选择计算简图时，应力求计算简便，而 又与实际结构受力情况尽可能符合。
单向板、 双向板、双列多向板
形式容易受到上部建筑制约
7.1 概 述
修建附建式结构上部建筑Βιβλιοθήκη Baidu满足的条件：
（1）多层建筑：底层外墙选用材料的强度不低于一般砖石 砌体强度；外墙开设门窗口面积不大于墙体面积的一半； （2）单层建筑：除满足上述条件外，屋盖应为钢筋混凝土 结构。
此外上覆土层需有一定的厚度，以满足防火和抗爆要求。
7.1 概 述
7.1 概 述
（7）其它构造要求
构造要求
对于双向配筋的钢筋混凝土顶板、底板或墙板，均应设置 呈梅花形排列的联系筋或拉结筋，间距为500mm。顶板或 底板的联系筋直径不小于8mm；墙板的拉结筋直径不小于 6mm。 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 的 受 拉 钢 筋 配 筋 率 ， 一 般 控 制 在 0.15～1.5%的范围内。
7.1 概 述
结构型式选择考虑的因素
（1）战时防护能力的要求； （2）上面地面建筑的类型； （3）地质及水文地质条件； （4）平时与战时使用的要求； （5）建筑材料及供应情况； （6）施工条件。
7.1 概 述 附建式结构型式
梁板结构 板柱结构 箱形结构 其他结构
结构型式
7.1 概 述
（1）梁板结构——中小型建筑 顶板：钢筋混凝土梁板结 构（现浇或者预制）； 边墙：砖外墙（地下水 低）； 顶板的支撑：梁（跨度大 时）或承重墙（跨度小 时）；
构造要求
7.1 概 述
构造要求
（1）建筑材料的最低强度等级应不低于相关设计规范； 如： 《混凝土结构设计规范》（GB500210-2010） 《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）
7.1 概 述
（2）结构的最小厚度不低于下表；
材料 结构形式 部位 平板、壳 梁板、 壳体结构 承重外墙 承重内墙 非承重隔墙 拱 拱形结构 承重外墙 承重内墙 200 200 200 200 200 200 钢筋混凝土 （mm） 200 200 200 200 200 490 370 240 370 490 370 混凝土 （mm） 砖砌体 （mm）
7.2 梁板式结构
2 侧 墙 （一）侧墙的战时荷载组合
(2)顶板传来的动荷载与静荷载，可由前述顶板荷载计算结 果根据顶板受力情况所求出的反力来确定； (3)上部地面建筑自重，与作用在顶板上的冲击波动载类 似； (4)侧墙自重，根据初步假设的墙体确定。 (5)土侧压力及水压力。
（4）变形缝的设置
构造要求
地下室沉降缝的设置原则上应服从地面建筑的要求； 地震区设有局部地下室的建筑物，应设置沉降缝； 当地面建筑设置防震缝时，其防空地下室不设置防震缝。 地下室的室外出入口与主体结构的连接处，应设置沉降缝， 以防止产生不均匀沉降时断裂。 当防空地下室设置沉降缝时，其上部地面建筑也要在其对应 的位置设置沉降缝。 防空地下室的一个防护单元内，不允许设置沉降缝、伸缩 缝。
l2/l1 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
M2 / M1
l2/l1 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0
M2 / M1
1.0~0.8 0.9~0.7 0.8~0.6 0.7~0.5 0.6~0.4 0.55~0.35
0.5~0.3 0.45~0.25 0.4~0.2 0.35~0.2 0.3~0.15