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1、防空地下室设计防空地下室设计内容提要 一.概述 二.结构荷载确定 三.内力分析、截面设计与主要构造规定 四.人防结构设计 五.关于结构的功能转换 六.结构设计中的有关问题 七.施工图审查一一 概概 述述 一一) )防空地下室的设计特点与一般规定防空地下室的设计特点与一般规定 1、防空地下室的建设与城市建设相结合 2、考虑地面的建筑物对地下结构的影响。核爆炸冲击波核爆炸冲击波防期核辐射防期核辐射防航弹作用防航弹作用有利影响有利影响作用作用地上建筑对地下室倾覆地上建筑对地下室倾覆 造成口部堵塞造成口部堵塞 地面火灾地面火灾不利影响不利影响3 3、防空地下室的面积，一般宜与地面建筑的底层防空地下室的
2、面积，一般宜与地面建筑的底层面积相同。承重结构应尽量与地面建筑物的承面积相同。承重结构应尽量与地面建筑物的承重结构相互对应。重结构相互对应。4.4. 防空地下室的结构设计，应根据防护要求和受防空地下室的结构设计，应根据防护要求和受力情况做到结构部位抗力协调。力情况做到结构部位抗力协调。5.5. 核爆动荷载属于偶然性荷载，荷载具有量值大、核爆动荷载属于偶然性荷载，荷载具有量值大、作用时间短且不断衰减等特点。作用时间短且不断衰减等特点。6.6. 防空地下室结构在核爆动荷载作用下，其动力防空地下室结构在核爆动荷载作用下，其动力分析可采用等效静荷载法。分析可采用等效静荷载法。7.7. 防空地下室结构在
3、核爆动荷载作用下，应验算防空地下室结构在核爆动荷载作用下，应验算结构承载力。对结构变形、裂缝开展以及地基结构承载力。对结构变形、裂缝开展以及地基承载力与地基变形可不进行验算。承载力与地基变形可不进行验算。8.8. 5 5级和级和6 6级防空地下室结构，当采用平战兼顾级防空地下室结构，当采用平战兼顾设计时，应通过临战加固达到战时防护要求。设计时，应通过临战加固达到战时防护要求。 9.9. 防空地下室结构除按本规范设计外，尚应根防空地下室结构除按本规范设计外，尚应根据其上部建筑在平时使用条件下对防空地下据其上部建筑在平时使用条件下对防空地下室结构的要求进行设计，并应取其中控制条室结构的要求进行设计
4、，并应取其中控制条件作为防空地下室结构设计的依据。件作为防空地下室结构设计的依据。二二)防空地下室结构选型防空地下室结构选型1.1.防空地下室结构的选型，应根据防护要求、使用要求、防空地下室结构的选型，应根据防护要求、使用要求、上部建筑结构类型、工程地质和水文地质条件以及材料上部建筑结构类型、工程地质和水文地质条件以及材料供应和施工条件等因素综合分析确定。对钢筋砼结构，供应和施工条件等因素综合分析确定。对钢筋砼结构，可采用预制装配整体式。可采用预制装配整体式。2.2.防空地下室结构的选型防空地下室结构的选型. . 结构类型结构类型 砌体结构、钢筋混凝土、装配式构件砌体结构、钢筋混凝土、装配式构
5、件 既要满足作为上部建筑基础的要求，又要满足战时既要满足作为上部建筑基础的要求，又要满足战时作为防护结构的要求。防空地下室常用梁板结构、板柱作为防护结构的要求。防空地下室常用梁板结构、板柱结构以及箱型结构等。当柱网尺寸较大时，也可采用双结构以及箱型结构等。当柱网尺寸较大时，也可采用双向密肋楼板结构。向密肋楼板结构。二二 防空地下室结构的荷载防空地下室结构的荷载一）防空地下室结构的静荷载一）防空地下室结构的静荷载 1 1、顶盖的静荷载、顶盖的静荷载 作用在顶盖上的静荷载包括有顶盖以上作用在顶盖上的静荷载包括有顶盖以上覆土重、顶板自重，以及战时不会搬迁的设覆土重、顶板自重，以及战时不会搬迁的设备荷
6、载和其它静荷载。其计算方法与一般民备荷载和其它静荷载。其计算方法与一般民用结构相同。用结构相同。顶板核爆动载起控制作用。一般为静载的顶板核爆动载起控制作用。一般为静载的1010倍或倍或5 5倍。倍。 2 2、墙体静载、墙体静载水平静载：有土壤侧压力与水压力，其计算方法与水平静载：有土壤侧压力与水压力，其计算方法与民用结构相同。民用结构相同。 垂直静载：有顶盖传来的静荷载、外墙自重及垂直静载：有顶盖传来的静荷载、外墙自重及上部上部地面建筑传来的自重。地面建筑传来的自重。 内墙静载内墙静载 垂直静载：有顶盖传来的静荷载、墙自垂直静载：有顶盖传来的静荷载、墙自重及重及上部地面建筑传来的自重。上部地面
7、建筑传来的自重。3 3、底板的静荷载、底板的静荷载作用在底板上的静荷载包括作用在底板上的静荷载包括地面建筑物地面建筑物传来的自重传来的自重、顶盖传来的静荷载及地下室、顶盖传来的静荷载及地下室墙体和中间柱等自重。墙体和中间柱等自重。二）三系法确定等效静载（一）、顶板等效静载确定 三系数法三系数法表达式 顶板顶板 土中衰减系数土中衰减系数dhfdePKKKqhK综合反射系数Kf动力系数Kd:二）防空地下室结构的核爆炸动荷载2 2、防空地下室、防空地下室结构上的核结构上的核爆动荷载爆动荷载PMPam 005.土中压缩波参数 mhPtvhP11212、顶盖综合反射系数(1)当顶盖覆土厚度为零时，取1.
8、0；(2)非饱和土时，当顶盖复土厚度等于或大于结构不利覆土厚度，综合反射系数可按表9-5确定；(3)饱和土时，饱和土时， 时，时， 按下列规定确按下列规定确定：定：tHhfK3、动力系数Kd动力系数动力系数Kd定义：动载作用下的结构最大位移定义：动载作用下的结构最大位移Y Ym m与动载与动载峰值作为静载作用下的静位移峰值作为静载作用下的静位移Y Y1 1的比值。的比值。动力动力 荷载荷载因直接作用而施加在结构上的一组因直接作用而施加在结构上的一组集中力或分布力集中力或分布力 动力动力大小、方向或位置变化的作用力。大小、方向或位置变化的作用力。动力问题的基本特性动力问题的基本特性-动载作用下的
9、结构动力反应动载作用下的结构动力反应 动载单调，梁为振动，在动载单调，梁为振动，在 tttt0 0时为强迫振动，化爆主时为强迫振动，化爆主要是自由振动，核爆主要是要是自由振动，核爆主要是强迫振动。强迫振动。自振周期是一重要参数自振周期是一重要参数 最大动位移发生在振动曲线最大动位移发生在振动曲线中的第一个峰值。中的第一个峰值。最大位移最大位移Y Ym m，与动载峰值，与动载峰值P P0 0作为静载作用时的静位移作为静载作用时的静位移Y YI I 不相同不相同动力反应的大小不仅与荷载动力反应的大小不仅与荷载峰值有关，与自振频率的比峰值有关，与自振频率的比值值 t0/Tt0/T有很大关系。有很大关
10、系。PttYtYYP动力系数Kd取值范围对顶板: Kd =11.2对墙体： Kd =11.5二、侧墙等效静载确定土中衰减系数土中衰减系数侧压系数侧压系数动力系数动力系数dhdePKKqhKdK密实的碎石土及非饱和砂土，宜取下限值；密实的碎石土及非饱和砂土，宜取下限值；非饱和粘性土的液性指数为下限值时，侧压系数非饱和粘性土的液性指数为下限值时，侧压系数宜取下限值；宜取下限值；含气量不大于含气量不大于0.1%0.1%的饱和土，宜取上限值。的饱和土，宜取上限值。三、底板等效静载确定1cP1cdePKq：顶板动荷载dhfcPKKP11dK：底压系数 顶板： 侧墙 底板dhfdePKKKqdhdePKK
11、q1cdePKq查表确定主体结构等效静载由于防空地下室设计是与其上部建筑物的设计相互协调的，其建筑尺寸、结构类型和体系均限于有限范围内变化，因此就有可能预先计算出常用结构等效静荷载值，以便于工程设计应用。条件：一般的钢筋混凝土结构顶板等效静载顶板等效静载侧墙等效静载底板等效静载(无桩基时)底板等效静载底板等效静载( (有桩基时有桩基时) )（1） 临空墙临空墙 临空墙是指一面在工程防护门以外受临空墙是指一面在工程防护门以外受冲击波荷载作用，一面在工程防护门以内冲击波荷载作用，一面在工程防护门以内不受冲击波荷载作用的墙体。其位置一般不受冲击波荷载作用的墙体。其位置一般在出入口或通风井附近。在出入
12、口或通风井附近。 （2）相邻防护单元隔墙相邻防护单元隔墙 当两个相邻防护单元当两个相邻防护单元抗力相同时，防护隔墙上抗力相同时，防护隔墙上的等效静载两侧相同，分的等效静载两侧相同，分别计算两侧配筋。当两个别计算两侧配筋。当两个相邻防护单元抗力不同时，相邻防护单元抗力不同时，防护隔墙上的等效静载两防护隔墙上的等效静载两侧不同。防护单元低的一侧不同。防护单元低的一侧所受的荷载值高。防护侧所受的荷载值高。防护单元高的一侧所受的荷载单元高的一侧所受的荷载值低。值低。WQ1WQ1WQ1WQ1WQ1WQ1WQ1WQ1WQ1WQ1WQ1WQ1WQ1WQ1WQ1WQ1WQ2WQ1WQ1WQ1WQ2FQ1FQ1
13、FQ1FQ1FQ1FQ1FQ2FQ2FQ2LQ1LQ1LQ1LQ1LQ1LQ1LQ1LQ1LQ1NQ1NQ1NQ1NQ1NQ1NQ1NQ1NQ1NQ1NQ1沉降缝见建筑施工图WQ2WQ2WQ2WQ2WQ2WQ1WQ1WQ1WQ1WQ1WQ1WQ1WQ1WQ1WQ1WQ1WQ1LQ1LQ1LQ1LQ1LQ1LQ1 （3）出入口防倒塌棚架 一般为地面建筑物倒塌范围以内的防倒塌棚架。一般为地面建筑物倒塌范围以内的防倒塌棚架。设在倒塌范围以内的出入口棚架设在倒塌范围以内的出入口棚架. 棚架由现浇顶板，圈梁、钢筋混凝土柱和非承棚架由现浇顶板，圈梁、钢筋混凝土柱和非承重的脆性围护构件组成。重的脆性围护构件
14、组成。 在地面冲击波作用下，围护构件迅速遭受破坏在地面冲击波作用下，围护构件迅速遭受破坏被摧毁，仅剩下开敞式的承重结构。由于开敞式结被摧毁，仅剩下开敞式的承重结构。由于开敞式结构的梁、柱等断面较小，因此在冲击波荷载作用下构的梁、柱等断面较小，因此在冲击波荷载作用下按仅受水平动压考虑。按仅受水平动压考虑。 （4）防空地下室出入口通道顶板、底板等效静载通道净跨不小于3米，按主体取值（不计上部影响）通道净跨小于3米，查表确定。（5）出入口封堵件（正负压）等效静载（查表）沙 袋堆 土 层密 闭 层预 制 板预 制 柱 （ 梁 ）室 外室 内 （ 清 洁 区 ）AAA-A室 外室 内 （ 清 洁 区 ）
15、（6）出入口多跑楼梯(7)首层防倒塌挑檐和首层楼梯荷载防空地下室荷载组合第五节 内力分析、截面设计与主 要构造规定1. 内力分析2. 核爆动荷载下结构构件载面设计特点3. 主要构造要求1. 内力分析 在核爆动荷载作用下，防空地下室结构动力分析采用等效静荷载法，即将动力作用下求内力问题转化成静力作用下求内力问题，防空地下室结构的内力可按一般静力结构进行结构内力分析，并可采用静力计算手册和相应图表来计算内力。 原则:强柱弱梁、强剪弱变,增加延性。3. 核爆动荷载下结构构件载面设计的特点3.11) 计算梁板体系中板的抗弯承载能力，且板的周边支座横向伸长受到约束时，跨中截面的计算弯矩值可乘以折减系数0
16、.7；2)当计算板柱结构平板的抗弯承载能力，板的横向伸长受到约束时，其跨中截面的计算弯矩值可乘以折减系数0.9；3)当在设计中已考虑板的轴力影响时，可不再乘折减系数。4)由于受弯构件的横向变形受到约束时，将产生面内力效应，从而会提高构件的抗弯能力。为计算简便在计算内力时不直接考虑面力效应的有利作用，但对跨中截面的计算弯矩予以折减。3.2 按等效静荷载进行梁、柱斜截面受剪承载能力验算时，混凝土及砌体在动荷作用下强度设计值应乘以折减系数0.8。当按等效静荷载进行墙、柱受压截面承载能力验算时，混凝土及砌体在动荷载作用下轴心抗压强度设计值应乘以折减系数0.8。 实验表明，属脆性破坏的构件安全储备小，属延性破坏的构件安全储备大，为了协调这一不合理的状况，防护结构截面设计采取上述处理方法进行了调整。3 核爆动荷载下结构构件载面设计的特点 钢筋混凝土结构或构件按弹塑性工作阶段设计时，受拉钢筋的配筋率不宜超过1.5。当必须超过时受弯构件或大偏心受压构件的允许延性比应符合下列要求： (1) （2）ohx/5.0cmdydoffpphx)(14 主要构造要求4.1 防空地下室结构选用的材料强度等级不应低于
