资源描述
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,四、常规武器、核武器爆炸动荷载
１、常规武器爆炸动荷载
常规武器爆炸在地面产生冲击波作用时间较短，升压时间较短。常规武器爆心距防空地下室外墙出入口有一定距离，其爆炸对地下室结构产生整体破坏效应，应按整体效应进行设计，可不考虑局部破坏作用。
常规武器地面爆炸空气冲击波最大超压ΔPcm，等效作用时间t0，土中压缩波Pch等按规范附录B公式进行计算。
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
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
（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。,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：
a）4.8.2核爆炸顶板等效荷载，顶板区格最大短边净跨小
于3m时，可采用通道顶板等效荷载标准值。
b）顶板为钢筋混凝土无梁楼盖结构，设计可近似按梁板
结构顶板等效荷载标准值确定。
c）外墙计算高度大于5.0m时，可近似采用表4.8.3.1－2
及4.7.3-1－2中取值。
d）当顶板埋置深度大于3.0m，或防空地下室位于二层及
以下，土中外墙等效荷载标准值可近似按顶板埋置深
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%。
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,②压缩波升压时间toh
按规范4.5.2及公式4.5.2-4,③顶板的不利覆土厚度hm
核5级顶板不利覆土hm，查表4.5.4—1，当板跨4.8m时
hm = 2.38m
④顶板符合反射系数K
按规范4.5.3条，当覆土h = 0时，K = 1.0；当顶板覆土厚度小
于结构不利的覆土厚度hm时，K值可按线性内插法确定。
查表4.5.3 当hm = 2.38m K = 1.38
⑤顶板核爆炸动荷载最大压力PC1,⑥板自振圆频率ω
顶板按四边固定板
查规范附录C表C0.2得板频率系数Ω = 30.1
d — 板厚 d = 0.3m
K — 混凝土强度等级影响系数，C25 K = 1.0
⑦允许延性比[β]
按表4.6.2 [β] = 3
⑧顶板动力系数 Kd1
当[β] = 3
查表4.6.5 Kd1 = 1.05
⑨地下室顶板等效静荷载值
qe1 = k d1 Pc1= 1.05Ⅹ1.13ΔPm = 1.19ΔPm,二、多层甲类防空地下室等效静荷载标准值
（１）上、下层为同一防护单元，中间楼板可不计入武器爆炸动荷载作
用，顶板、外墙、底板设计采用等效静荷载同单层甲类防护地下室。
楼板厚≥200，且符合规范构造要求。
（２）相邻楼层划分为上、下两个抗力级别相同，两防护单元楼板应按
防护单元隔墙上等级荷载取值；抗力级别不同，且下层抗力级别大于
上层抗力级别时，两防护单元楼板应按下层防护单元抗力级别隔墙上
等级荷载取值。,（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。,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。,（３）防空地下室设在下层，上层普通地下室时，防空地下室顶板、
底板均不 计入爆炸产生的等效静荷载，外墙等效静荷载同单层。
（４）防空地下室设在最上层，防空地下室顶板和防空地下室及其以
下各层内 外墙、柱应考虑常规武器爆炸动荷载作用，防空地下
室底板可不计入。常规武器爆炸动荷载作用，按平时动荷载计算
应符合规定构造要求。,（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。
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。
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
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。,
展开阅读全文
相关搜索
