人防手册讲稿-范仲兴

1、讲稿提纲华优建筑设计院副院长国家人防工程设计审查中心副主任范仲兴教授级高级工程师新书预告防空地下工程结构实用设计手册今年二季度末出版发行1本手册为适应我国防空地下工程建设的需要，根据国家人民防空办公室下达的任务，由主编单位中国建筑设计研究院和主编范仲兴、范重负责完成编制工作。2本手册全面论述了防空地下工程结构防护设计的基本概念、设计方法、设计要点和编制了大量的结构实用计算图表。它是一套可供结构设计人员藉以提高设计工作效率，保证防空地下工程设计质量的实用手册。3本手册在有关章节中列举了若干计算实例和荷载示例，这对正确理解和运用规范起到了示范作用。4本手册在编写中，还吸收了我国核效应试验的科研成果

2、，充分体现了它的先进性、系统性、可靠性和实用性。5本手册实用性很强，是各省、市建筑设计院、人防专业设计院、防空地下工程施工图设计审查组人员和人防工程监理工程师必备的工具资料，并可供各大军区、各省、市人民防空办公室的技术人员和大专院校土建专业的师生以及其它有关单位参考使用。6本手册共分四册(详总目录)。函审单位：清华大学、北京市民防局、北京市建筑设计研究院有限公司、同济大学、上海地下空间设计研究总院、东北设计研究院、解放军理工大学、中南建筑设计院股份有限公司、总参工程兵科研三所、广西人防设计研究院、中国建筑西南设计研究院、中国建筑西北设计研究院等12个单位。总目录第一册 防核武器和常规武器结构设

3、计计算图表第一章 防空地下室结构设计的一般准则与步骤第二章核武器、常规武器爆炸时空气冲击波与土中压缩波参数第三章结构动力计算第四章“核爆”动荷载作用下防空地下室结构构件的等效静荷载标准值第五章“常爆”动荷载作用下防空地下室结构构件的等效静荷载标准值第六章“核爆”动荷载作用下防空地下室结构构件等效静荷载标准值选用表第七章 甲类、乙类防空地下室结构构件等效静荷载标准值选用表第八章 荷载组合第九章 构造规定第十章 防空地下室结构构件设计要点第十一章强制性条文技术内容解释附录A 材料动力强度设计值附录B 钢筋数据表附件A： 防常规武器和核武器的结构设计目录第一章 概述第二章“核爆”动荷载作用下防空地下

4、室结构构件等效静荷载标准值的确定第三章“常爆”动荷载作用下防空地下室结构构件等效静荷载标准值的确定第四章 防空地下室室外出入口“核爆”等效静荷载标准值的确定附件B： 防空地下室结构设计施工要点目录(待定)第二册结构内力分析和计算图表第十二章板第十三章梁第十四章无梁板第十五章刚架(仅用于单建人防工程)第十六章球面扁壳(仅用于单建人防工程)第三册钢筋混凝土结构计算图表第十七章钢筋混凝土结构计算图表第四册钢筋混凝土防护密闭门门框墙、防爆波活门门框墙计算图表第十八章防护密闭门门框墙计算图表第十九章钢筋混凝土防爆波活门门框墙计算图表本次讲课共分八个部分第一部分 防空地下室的防护一、防护要求根据战术技术要

5、求，将人民防空重点城市划分为甲、乙两类。甲类城市应防常规武器和核武器、生化武器的空袭；乙类城市应防常规武器、生化武器的空袭。甲类防空地下室结构，应能承受常规武器爆炸 (以下简称“常爆”)动荷载和核武器爆炸(以下简称“核爆”)动荷载的作用；乙类防空地下室结构，只考虑承受“常爆”动荷载的作用。二、防护标准1.防核武器抗力级别分：4级、4B级、5级、6级、6B级(以下简称核4级、核4B级、核5级、核6级、核6B级)；2.防常规武器抗力级别分：5级、6级(以下简称常5级、常6级)。3.甲类防空地下室防护标准甲类防空地下室的防护标准是按核武器和常规武器相应的抗力级别组合而成。抗力级别分为三组： 常5级、

6、核5级； 常6级、核6级；常6级、核6B级。每组防护级别中，核武器和常规武器只能考虑其中一种武器的一次作用。因此，在荷载组合时，那种武器的爆炸动荷载大，就选用那种武器的爆炸动荷载作为设计荷载。对于防核武器级别为核4级、核4B级的防空地下室，只需考虑“核爆”动荷载的作用，因无与核武器级别相匹配的常规武器。如有特殊要求需防常规武器，可按常规武器抗力级别单独进行设计。4乙类防空地下室防护标准乙类防空地下室的防护标准是按防常规武器的抗力级别而定，常规武器的抗力级别分为常5级、常6级两种。第二部分常规武器和核武器对人员和建筑物的杀伤、破坏作用。一、常规武器的杀伤、破坏作用二、核武器的杀伤、破坏作用核武器

7、的四种杀伤破坏因素核武器有四种杀伤破坏因素：光辐射、冲击波、早期核辐射和放射性沾染。前三种杀伤破坏因素，均发生在爆后几十秒钟以内，称为瞬时杀伤破坏因素；放射性沾染作用时间比较长，一般可持续几天甚至更长的时间。假定核武器爆炸总能量为100，四种杀伤破坏因素各自所占的比例分别为：光辐射35%、冲击波50%、早期核辐射5%、放射性沾染10%。核武器的杀伤破坏半径不是按核武器当量增大的倍数成比例增大，即使核武器的当量成百倍地增加，而杀伤破坏半径也只能增大几倍。破坏半径增大倍数，可用下列公式计算： r=3n。式中： r为破坏半径增加的倍数，n为当量增加倍数。例如：核武器的当量增加125倍，杀伤破坏半径则

8、增加5倍，当量增加1000倍，杀伤破坏半径才增加10倍。因此，使用大当量的核武器并不经济。目前核武器向小当量多弹头发展，杀伤破坏半径大，而又经济1.光辐射2. 冲击波空中爆炸地面空气冲击波特性空中爆炸所产生的球形冲击波，称为入射波。它在向四周传播的过程中，首先碰到爆心下方的地面后就反向向上传播，向上传播的冲击波称为反射波。反射波的传播速度比入射波快，反射波的压力比入射波大图2-6 合成波形成示意图在离爆心投影点的距离约为爆高H的地表处，反射波阵面赶上入射波阵面，组成为单一的冲击波，称为合成冲击波。入射波、反射波和合成波三波交点的连线下方称为合成波区 (图2-6)。在合成波区内，只有单一的合成波

9、作用，平行地面向前运行。在运行中，垂直作用于地面的超压称为地面空气冲击波最大超压（简称为地面超压Pm）。防空地下室防核武器的抗力级别就是根据核武器空中爆炸地面超压Pm值确定的。地面超压Pm可根据核武器当量、爆高和离爆心投影点的水平距离计算确定。例题1：定为定为设有一枚100万吨当量的氢弹，离地面1500米上空爆炸。当防空地下室所在地面超压分别为：Pm=100kN/m2、50kN/m2、30kN/m2时，试求防空地下室离爆心投影点的距离R。解：经计算求得： Pm=100kN/m2R=2630m；Pm=50kN/m2；R=4270m；Pm=30kN/m2；R=5800m。所求得距离均大于1500m

10、，所以防空地下室所在地位置均在合成波区域内。313. 早期核辐射4. 放射性沾染三、生、化物武器的杀伤作用第三部分修建防空地下室具有重大的现实意义一、有利于就近掩蔽，保存有生力量城市遭受常规武器袭击时，绝大多数的人员伤亡不是由炸弹直接命中造成的，而是由弹片、气浪在较大范围内对地面人员的伤害导致的。因此，建造防常规武器非直接命中的乙类防空地下室，对于保存有生力量具有重要的意义。现代战争的事实证明，可靠的防空设施对于减少战爭人员伤亡起重要作用。如第二次世界大战中，苏联民众死亡人数达到七百万人，与此相比，英国因修建了大量的民防建筑，结果民众死亡人数仅为六万二千人，两者相差达110倍。防空地下室的另一

11、特点是能做到就近掩蔽。当空袭警报拉响时，地面人员能迅速进入防空地下室掩蔽，免受弹片、气浪对地面人员的伤害。当空袭警报解除后，工人照常上班，学坐照常上课，感到防空地下室具有安全感。二、修建高层建筑下部的防空地下室更具有安全感1.防空地下室上部的高层建筑相当于抗航弹的遮弹层。以一幢10层的建筑为例，假定每层现浇钢筋混凝土楼板厚度为100mm，即相当于具有1米厚的遮弹层，足以抵御2000磅的航弹直接命中。因而对防空地下室来说，上部结构大大减小了航弹的命中概率。2.导弹在穿透高层建筑的每层楼板时，由于动能的消耗，致使导弹发生偏移。下面以我驻南斯拉夫大使馆被炸为例说明。图A-1-5-1为被炸前的驻南使馆

12、，图A1-5-2为被炸后导弹着点侵彻的轨迹。1999年5月8日以美国为首的北约悍然袭击了我驻南使馆。图A-1-5-1被炸前的驻南使馆图A-1-5-2 被炸后导弹着点侵彻轨迹击中5层办公楼的4枚精制导弹中仅有1枚精制导弹从办公楼的二层穿透两层楼板后，进入地下室爆炸。其余3枚精制导弹穿过楼板后发生偏移，未能侵入地下室。图A-1-5-3所示为导弹击中顶层侵彻各层楼板后偏移的轨迹。导弹穿透办公楼的5层楼板后向右偏移7.5米，最后击穿一层的外墙后弹头飞向室外。这充分说明了高层建筑能使命中目标的导弹偏移，难以达到预期的命中目标。图A-1-5-3导弹侵彻各层楼板偏移轨迹三、有利于防早期核辐射1945年8月6

13、日 ，日本广岛遭美军投下的当量为1.25万吨级的原子弹在空中爆炸。在离爆心投影点220米处有一幢四层的钢筋混凝土建筑物。在核爆炸时，各层都有人居住，爆后6-17昼夜之间，除一层人员幸存外，其上三层人员大都患射线病相继死亡。这说明，对于一层的人员，由于其上有三层的地面建筑起到了屏蔽作用，削弱了早期核辐射剂量。因此修建防空地下室更能确保防早期核辐射人员的安全。四、有利于防地震 1976年7月28日凌晨3点42分唐山发生了7.8级大地震， 据有关专家估算，它相当于400枚广岛原子弹在距地表16公里深处的地壳中猛烈爆炸。强烈的摇撼这座百万人口的城市，在十几秒钟的时间内被夷为平地(详见照片5-14)，2

14、4万人死亡，16万人重伤，经济损失达100亿以上。照片5-1地震后的唐山市区夷为平地照片5-2地面建筑倒塌现场照片5-3砖混结构横墙承重倒塌情况 照片5-4被扭曲的铁轨这次地下建筑在唐山大地震中所进行的震害实地调查意义重大。我们针对地下建筑(包括一般地下室、防空地下室、单建式人防通道和矿井等工程)进行了全面的普查，其主要结论如下：1. 在地震烈度11度、12度地区，沿河边修建的单建式人防通道，由于岸边产生滑坡，从而造成了人防通道的局部破坏。2. 对于个别的普通地下室，在地震应力集中的地方，如结构薄弱的口部，偶尔有局部的裂缝发生；对于防空地下室结构更为安全可靠。3. 对于矿井工程，离地面越深越安

15、全。4. 没有发现地下室顶板、墙体的倒塌和人员伤亡的情况报告。对于地下建筑的震害情况和所产生的裂缝，我们从理论上进行了分析，并写了震害调查报告，最后将这些资料一并编入了唐山大地震一书。回京后向建设部抗震办进行了汇报，并将报告送交了国务院。接着通过官方和媒体的宣传，北京市马路两旁的抗震棚很快就被拆除，人员都搬进了大楼的安全地带，地下室和人防通道内居住。这充分说明，普通地下室和防空地下室对于防地震是十分安全的。防空地下室战时能防空，在平时能防災，是一项具有双重防灾功能的工程。五、造价低于单建人防工程1. 防空地下室上部有地面建筑，冲击波从底层的门窗洞口进入室内起到扩散作用，从而使作用在防空地下室顶

16、板上的爆炸动荷载降低和升压时间的增加。升压时间的增加，又使作用在防空地下室顶板上的等效静荷载进一步减小。因而结构造价低于单建式人防工程。2.由于高层建筑抗震要求，对基础的埋深有一定要求，宜修建普通地下室。在修建普通地下室的基础上加修防空地下室，两者的差价与单建人防工程相比，已不在同一数量级上了。另外，防空地下室相应加强了上部建筑的整体刚度，既有利于上部建筑抗震，又有利于在战时防空。第四部分 防空地下室设计原则一、防护要求二、结构选型三、结构设计原则四、结构设计的一般规定五. 结构设计的一般步骤1. 荷载计算2.确定等效静荷载防空地下室顶板等效静荷载标准值的确定作用在结构构件上的等效静荷载在数值

17、上等于作用在结构构件上的动荷载最大压力与动力系数的乘积，其表达式为：qeKdPC式中： qe作用在结构构件上的等效静荷载(kN/m2)；PC作用在结构构件上的动荷载最大压力(kN/m2)；Kd 结构构件的动力系数。公式中PC的确定Pc是作用在防空地下室结构上的动荷载最大压力值，而防空地下室结构是按国家规定的防核武器抗力级别Pm值进行设计的。两者之间是什么关系，从PmPc需要经历下列步骤，叙述如下：1) 空气冲击波最大超压Pm，首先从防空地下室上部建筑物底层的门、窗洞口进入室內，然后垂直作用于室内地面。在这一过程中，冲击波从小孔进入大空间，一是起到扩散作用，超压峰值会有所降低；二是波形会出现升压

18、时间。此时Pm应需考虑上部建筑物的影响系数Kj；2) 进入室内垂直作用于地面的冲击波将通过土壤压缩波向下传递，它将随着深度的增加而衰减，因此，Pm应考虑土中压缩波的衰减系数Ks3)当土壤压缩波传递至垂直作用于防空地下室顶板时，顶板表面将产生反射压力。在有升压时间的波形作用下，反射压力要比入射压力大1倍左右。此时Pm应需考虑顶板1的综合反射系数Kf。综上所述，PC与Pm的关系，可用下列简单公式表达如下：PC= KjKsKfPm 将上式代入等效静荷载计算公式qeKdPC，即可求得“核爆”动载作用在防空地下室顶板上的等效静荷载标准值的计算公式如下：qe= KjKsKfKdPm 式中： qe 作用在顶

19、板上的等效静荷载标准值；Kj上部建筑物影响系数；Ks土中压缩波衰减系数；Kf土中压缩波作用于结构顶板的综合反射系数；Pm核武器爆炸地面空气冲击波最大超压。上述公式只需求得四个系数就可求得等效静荷载，我们又称它为四系数法。对于单建式人防工程Kj1得： qe= KsKf KdPm 我们称它为三系数法。现将计算顶板等效静荷载标准值的计算公式归纳于表13。顶板等效静荷载标准值计算公式表1 核5级防空地下室顶板等效静荷载标准值计算公式上部地面建筑首层条件计入上部建筑影响的防空地下室不计入上部建筑影响的防空地下室和单建人防工程顶板覆土厚度h0.5 mqe= KdP5ms 0.95 Kd P5m(公式1-1

20、)qe= KdP5m(公式1-5)0.5 mh1.5 mqe= Kf KdP5ms 0.95 KfKdP5m (公式1-2)qe= KfKdP5m (公式1-6)h1.5 mqe=Ks KfKdP5ms 0.95 KsKfKdP5m (公式1-3)qe= KsKfKdP5m (公式1-7)升压时间 (s)t0h=0.025(C -1)h/v0(公式1-4)t0h= (C -1)h/v0(公式1-8)表2核 6级防空地下室顶板等效静荷载标准值计算公式上部地面建筑首层条件计入上部建筑影响的防空地下室不计入上部建筑影响的防空地下室和单建人防工程顶板覆土厚度h0.5 mqe1= Kd P6msKdP6

21、m(公式2-1)qe1= KdP6m(公式2-5)0.5 mh1.5 mqe1= Kf KdP6msKfKdP6m (公式2-2)qe1= KfKdP6m(公式2-6)h1.5 mqe1= KsKf KdP6ms= KsKfKdP6m (公式2-3)qe1= KsKfKd P6m(公式2-7)升压时间 (s)t0h=0.025(C-1)h/v0 (公式2-4)t0h = (C -1)h/v0 (公式2-8)表3核6B级防空地下室顶板等效静荷载标准值计算公式上部地面建筑首层条件计入上部建筑影响的防空地下室不计入上部建筑影响的防空地下室和单建人防工程顶板覆土厚度h0.5 mqe1= Kd P6Bm

22、sKdP6Bm(公式3-1)qe1= KdP6Bm(公式3-5)0.5 mh1.5 mqe1= KfKdP6BmsKfKdP6Bm(公式3-2)qe1= KfKdP6Bm(公式3-6)h1.5 mqe1= KsKfKdP6Bms= KsKfKdP6Bm(公式3-3)qe1= KsKfKd P6Bm(公式3-7)升压时间 (s)t0h=0.025(C-1)h/v0 (公式3-4)t0h = (C -1)h/v0 (公式3-8)注：1.P5ms5级防空地下室上部建筑底层冲击波计算超压值(kN/m2)；P6ms6级防空地下室上部建筑底层冲击波计算超压值(kN/m2)；P6Bms6B级防空地下室上部建

23、筑底层冲击波计算超压值(kN/m2)；P5m5级防空地下室室外地面冲击波最大超压值(kN/m2)；P6m6级防空地下室室外地面冲击波最大超压值(kN/m2)；P6Bm6B级防空地下室室外地面冲击波最大超压值(kN/m2)。 表中Kj、Ks 、Kf、Kd四系数分别计算如下：1)上部建筑物影响系数Kj当符合下列条件之一时, 即可考虑上部建筑物的影响：a)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,且任何一面外墙的墙面，其开孔面积不大于该墙面面积的50；b) 上部为单层建筑,其承重外墙使用的材料和开孔比例符合上款规定,且屋顶为钢筋混凝土结构。对符合上述条件之一的核6级和核6B级防空地

24、下室,上部建筑物的影响系数Kj不折减，仍取1；升压时间可取0.025s。即：空气冲击波超压计算值P6msP6m、P6BmsP6Bm对符合上述条件之一的核5级防空地下室, 上部建筑物的影响系数Kj取0.95；升压时间取0.025s。即：空气冲击波超压计算值P5ms0.95P5m对于不符合上述条件的防空地下室和单建人防工程，上部建筑物的影响系数Kj取1。即：空气冲击波超压计算值P6msP6mP6BmsP6Bm、P5msP5m。2)土中压缩波衰减系数Ks空气冲击波作用于地表，压迫土体并使其产生运动，上层土体受压后继续向下层传递压力，不同深度的土体将先后受到压缩，这种土体的压缩状态由上向下逐层传播的过

25、程，称为土中压缩波的传播。空气冲击波在合成波区向前传播的速度远远大于垂直作用地面的超压通过土中压缩波向下传播的速度，因而可将由核爆空气冲击波压缩地表引起的土中压缩波看作为垂直向下的一维平面波，即其参数仅与深度有关，因此，核武器爆炸土中压缩波的最大压力Ph值，随深度增加逐渐减小，只需考虑压缩波随深度增加的衰减系数Ks。Kst2查规范表4.4.11C0查规范表4.4.3-12h土的计算深度(m)，取顶板的覆土厚度。当覆土计算深度1.5m时，可不考虑衰减，Ks1.0。3)综合反射系数Kf，可按下列规定确定：a)覆土厚度h0.5m时, Kf1.0；b)覆土厚度h结构不利覆土厚度hm时, 非饱和土的Kf

26、值可按规范表4.5.3确定；饱和土的Kf值可按下列规定确定：当Pm(N/mm2)201时，平顶结构Kf2.0，非平顶结构Kf1.8；当Pm(N/mm2)161时，Kf值按非饱和土确定；当161Pm(N/mm2)201时, K值可按线性内插法确定。c)结构顶板覆土厚度h小于结构不利覆土厚度hm时，即：0.5mhhm，Kf值可按下列公式计算：Kf1(Km1)hhm式中： hm 顶板的不利覆土厚度，可按规范表4.5.4-12查得；Km顶板不利覆土厚度hm处的综合反射系数，可按规范表4.5.3确定4)动力系数Kf，根据结构构件自振圆频率、升压时间t0h及允许延性比可按规范表4.6.5确定。防空地下室外

27、墙等效静荷载标准值的确定作用在结构构件上的等效静荷载标准值在数值上等于作用在结构构件上的动荷载最大压力与动力系数的乘积，其表达式为：qeKdPC式中： qe 作用在结构构件上的等效静荷载标准值；PC 作用在结构构件上的动荷载最大压力(kN/m2)；Kd 构件的动力系数，动荷载最大压力PC的确定作用在结构构件上的动荷载最大压力值PC，从PmPc需经过下列步骤：1)当Pm到达防空地下室上部地面建筑外墙时，在垂直迎爆面外墙面处的地面将产生反射压力，从而作用在防空地下室外墙的压力有所增加。此时防空地下室的外墙应考虑上部建筑物的影响系数，即PmsPm2)地面反射压力Pms将通过土壤压缩波向下传递,它将随

28、着深度的增加而衰减，因此，Pms应考虑土中压缩波的衰减系数Ks3)Pms通过土壤压缩波向下传递垂直压缩土壤，使土壤产生侧向变形，它将以动压传递方式垂直作用于墙面，故应考虑土的侧压系数。综上所述： PC=KsPm 将上式代入等效静荷载计算公式，求得：作用在防空地下室外墙上的等效静荷载标准值可按下列公式计算：qe=KsKdPm 该式未包括综合反射系数，是由于压缩波垂直向下传播，与外墙面平行，对墙面不产生反射，故此 Kf=0。现将计算外墙等效静荷载标准值的计算公式归纳于下表。：表4防空地下室外墙等效静荷载标准值计算公式计入上部建筑影响的防空地下室不计入上部建筑影响的防空地下室和单建人防工程。上部地面

29、建筑外墙条件公 式核5级钢筋混凝土承重墙qe= KsKdP5ms=1.20 KsKdP5m公式(4-1)qe =KsKdP5m公式(4-5)抗震设防砌体结构、框架结构。qe=KsKdP5ms=1.00 KsKdP5m公式(4-2)核6级钢筋混凝土承重墙、抗震设防砌体结构、框架结构。qe=KsKdP6ms=1.10KsKdP6m公式(4-3)qe =KsKdP6m公式(4-6)核6B级钢筋混凝土承重墙、抗震设防砌体结构、框架结构。qe=KsKdP6Bms=1.10KsKdP6Bm公式(4-4)qe =KsKdP6Bm公式(4-7)升压时间 (s)t0h= (C-1)h/v0公式(4-8)注：1.

30、P5ms5级防空地下室室外地面冲击波计算超压值(kN/m2)；P6ms6级防空地下室室外地面冲击波计算超压值(kN/m2)；P6Bms6B级防空地下室室外地面冲击波计算超压值(kN/m2)；P5m5级防空地下室室外地面冲击波最大超压值(kN/m2)；P6m6级防空地下室室外地面冲击波最大超压值(kN/m2)；P6Bm6B级防空地下室室外地面冲击波最大超压值(kN/m2)。 表中KsKd系数的确定1) 上部建筑物影响系数表中上部地面建筑首层条件分为计入上部建筑的影响和不计入上部建筑的影响两种，它根据防空地下室抗力级别和上部建筑物外墙结构选型确定，单建人防工程不考虑上部建筑的影响。值按下列原则确定

31、：a) 对核5级的防空地下室： 当上部建筑外墙为钢筋混凝土承重墙时，取1.2； 当上部建筑外墙为抗震设防砌体结构或框架结构时，取1.0。b) 对核6级、核6B级的防空地下室：当上部建筑外墙为钢筋混凝土承重墙、抗震设防的砌体结构或框架结构时，取1.1。上部建筑物的影响系数已反映在表4中。2)土中压缩波最大压力衰减系数KsKst2地面空气冲击波按等冲量简化的等效作用时间(s)，可按规范表4.4.1采用：1土的峰值压力波速（m/s）；v1=v0/cC0查规范表4.4.3-12h土的计算深度(m)，取防空地下室结构土中外墙中点至室外地面的深度。当土的计算深度小于或等于1.5m时，可不考虑衰减，Ks1.

32、0。3) 土的侧压力系数，按规范表4.5.5采用4) 结构构件动力系数Kd根据结构构件自振圆频率、升压时间t0h及允许延性比可按规范表4.6.5确定。5)Pm核武器爆炸地面空气冲击波最大超压，依据国家现行的有关规定确定。防空地下室底板等效静荷载标准值的确定在核爆动荷载作用下，当顶板的允许延性比=3时，底板的均布等效静荷载标准值的计算公式为：qe =qe顶Kd底/Kd顶qe顶/Kd顶(Kd底1)式中： qe顶顶板均布等效静荷载标准值（kN/m2）；Kd顶顶板动力系数；底压系数，可按下列规定确定。当底板位于地下水位以上时，取=0.70.8。其中：核5级、核6级、核6B级取0.8；核4B级、核4级取

33、0.7。 当底板位于地下水位以下时，取=0.81.0，其中含气量10.1%时取大值。例题1.单建式钢筋混凝土室外通道（图1），求作用在通道结构四周的等效静荷载标准值qe1、qe2、qe3已知：抗力等级为核5级；混凝土强度等级为C30；顶、底板允许延性比=3；墙体允许延性比=2；四周为非饱和红粘土，土的计算参数取值如下：=200m/sC=2、=0.2、=0.35。解：1.求作用在通道顶板上等效静荷载标准值由表1公式(1-7)得：qe= KsKfKd P5m图1求土中压缩波衰减系数KsKsh顶板上部覆土深度 h=3m；=200m/s、C=2、=0.2 = /C =200/2=100m/s。t2地面

34、空气冲击波按等冲量简化的等效作用时间(s)，当抗力等级为核5级时：查规范表4.4.1得：t2=0.78(s) 代入上式得：Ks1 求顶板综合反射系数Kf1 (本例顶板上部为非饱和土)；=1.5m按规范表4.5.4-1查得hm=1m；h1=3mhm=1m，查规范表4.5.3得：Kf1=1.35。Kd1顶板的动力系数。求顶板自振圆频率计算 由公式得：式中：顶板频率系数， 查得=16.12(按两端弹性嵌固)； 板厚 d=0.3m；混凝土强度等级影响系数，C30 k=1.04；单向板计算跨度=1.8m。 代入上式得：求升压时间toh 由公式(1-8)得：toh(c1)h/V0(21)×3/2

35、000.015(s) t0h=1260.46×0.015=18.91根据t0h和=3查规范表4.6.5得： Kd1=1.05 qe1= Ks1Kf1Kd1P5m =0.97×1.35×1.05×P5m =1.38P5m2.求作用在通道底板上等效静荷载标准值qe3qe =qe顶/Kd顶 式中：底压系数，取=0.8，qe顶=qe11.38P5m； Kd顶=Kd11.05 代入上式得： qe =qe顶/Kd顶=3. 求作用在通道外墙上等效静荷载标准值qe2 由公式(4-5) 得：qe2= Ks2Kd2P5m 求土中压缩波衰减系数KsKs2 已知：h=4.65m

36、(取墙中点)V1=100m/s、t2=0.78、=0.2代入上式得： Ks 已知：=0.35 求外墙板的动力系数Kd2求外墙板的自振圆频率 (公式见附录)=（1/s） 顶板频率系数， 查得=16.12(按两端弹性嵌固)； d墙厚，d=0.3m；混凝土强度等级影响系数，k=1.04；单向墙板计算跨度=3m。 代入上式得： = 求升压时间tohtoh(c1)h/V0(21)×4.65/2000.023(s)toh =453.77×0.023=10.44 根据toh和=2 按规范表4.6.5求得动力系数Kd2=1.05qe2= KsKd2P5m =0.95×0.35&#

37、215;1.05×P5m =0.35P5m3.荷载组合4. 内力分析5. 承载力设计6.材料表 材料强度综合调整系数d材料种类综合调整系数d钢 筋HPB2351.50HPB3001.40HRB335 、HRBF3351.35HRB400、HRBF400 、RRB4001.20HRB500、HRBF5001.15钢 材Q235钢1.50Q345钢1.35Q390钢1.25Q420钢1.20混凝土C501.50砌 体料石1.20混凝土砌块1.30普通粘土砖1.20注：1.表中同一种材料或砌体的强度综合调整系数，可适用于受拉、受压、受剪、受扭，不同受力状态；2.对于采用蒸汽养护或掺入早强剂

38、的混凝土，其强度综合调整系数应乘以0.90折减系数。第五部分 防空地下室的防护重点在口部一、作用在楼梯段踏步和平台板上的等效静荷载标准值的确定二、防倒塌棚架的设计方法和等效静荷载标准值的确定第六部分 防空地下室结构设计中常遇到的问题一、钢筋混凝土防护密闭门门框墙的设计要注意3个问题1.门扇传递给门框墙的作用力qia、qib的计算公式中应特别注意是门扇的宽度而不是洞口的净跨，也不是1.05的净跨。2.通用图中上端和下端的梁,是按构造配置的3根直径为16的钢筋，一定要按顶板和底板的垂直荷载分别计算，特别是门洞宽度6米时，下端梁高远远不髙，要设计成反粱。3.双扇钢结构门的上端和下端框墙，应按门扇高度

39、1/2的荷载传给上端和下端的门框墙，不考虑左右传力。二、室外出入口通道等效静荷载标准值的确定1.无顶板敞开段通道结构，爆炸动荷载先到达敝开段通道内部，由于内压大于外压，通道外墙不会向内坍塌，并经西部多次核爆效应试验所证实。因此，无顶板敞开段挡土墙可按平时荷载进行设计。 2.有顶板的封闭段通道结构，作用在顶、底板和外墙上的等效静荷载标准值，不考虑内压的作用，可按土中压缩波作用在通道结构周边上的等效静荷载计算。3.土中竖井结构，无论有无顶板，均不考虑内压作用，可按土中压缩波作用在竖井结构周边上的等效静荷载计算。4.在室内出入口用作室外出入口時，当防空地下室设置在最下层，其通道可按下列分段防设： 通

40、道通过普通地下室过渡段时，作用在通道外墙上的水平等效静荷载标准值可按与普通地下室相邻的隔墙取值； 当通道通过地面建筑首层时，可按防倒塌棚架设计； 当通道通过首层直通室外的门洞外侧上方，应设置防倒塌挑檐，其上表面与下表面应按不同时受荷分别计算，上表面垂直向下的等效静荷载标准值，对核6B级，取30kN/m2；对核6级，取50kN/m2。下表面垂直向上的等效静荷载标准值，对核6B级，取6kN/m2，对核6级，取15kN/m2。三、基础1.当位于地下水位以下的，无桩基的防空地下室基础采用箱基或筏基时，且建筑物自重大于水的浮力，地基反力又按不计入浮力计算时，则底板荷载组合可不计入水的浮力。对地下水位以下

41、带桩基的防空地下室，底板荷载组合应计入水压力。2.甲类防空地下室地下水位低于基础底面时, 可釆用条形基础或独立柱基；当地下水位高于基础底面时,应加防水底板。此时，对于基础的设计应按饱和土取值如下：对核6B级, 取15kN/m2；对核6级, 取25kN/m2；对核5级, 取50kN/m2。第七部分 防空地下室不需考虑防震要求第八部分 在人防工程领域内极需开展科学研究附录：结构构件基本自振圆频率的计算一、单跨和等跨梁单跨和等跨梁挠曲型自振圆频率(1/s)，可按下列公式计算：（3-3-1） B=Edbd3/12 （3-3-2）式中梁的频率系数，可按表3-3-1采用；B梁的抗弯刚度；刚度折减系数，可按表3-3-2采用；Ed动荷载作用下材料弹性模量（kN/m2），混凝土和砌体弹性模量可取靜荷载作用时的1.2倍，钢材的弹性模量 可取靜荷载作用时的数值；d梁的高度(m)；b梁的宽度(m)；梁的计算跨度(m)；梁的单位长度质量；=bd/g材料重力密度(kN/m3)；g重力加速度(m/s2)。对于钢筋混凝土单跨和等跨梁挠曲型自振圆频率(1/s)，可按下列简化公式计算：（3-3-3）式中： 梁的频率系数，可按表3-3-1采用；d