人防地下室结构设计

人防结构

一、概述1、人防荷载的特点

1.1

人防荷载的来源：来源于核爆炸冲击波1.2

人防荷载的作用时间：很短，1秒钟左右1.3

人防荷载的作用次数：一次（整个结构寿命期内一次）1.4

人防荷载的性质：突加快卸的瞬时动力荷载1.5

人防荷载的分布：同时、均匀、满布1.6

人防荷载的分项系数：分项系数=1，原因是：偶然性荷载不乘分项系数；人防结构可靠度要求比工民建结构低。2、人防结构的特点

2.1人防结构的受力特性：承受突加的动荷载，是一种特殊的动力结构2.2结构构件可以进入弹塑性阶段工作2.3结构的重要性系数=1（已体现在抗力等级上）2.4结构材料强度提高对HPB235级钢筋（原Ⅰ级钢）：1.5

对HRB335级钢筋（原Ⅱ级钢）：1.35

对小于C60的混凝土：1.5

对砌体：1.5

对材料强度提高原因的解释.

3、人防结构设计的特点

3.1可用“等效静载法”、可拆开为单个构件进行计算（规范用三个系数过渡到等效静载）

3.2各部位抗力（强度）相协调

3.3可考虑塑性内力重分布

3.4充分保证结构的延性，“强柱弱梁（板）”、“强剪弱弯”二、人防荷载的确定及选用1、人防荷载的种类

1.1

空气冲击波超压：空气冲击波传播过程中产生的高出正常大气压的那部分压力。入射压力与反射压力的概念。1.2

承受空气冲击波超压的构件：直接暴露在空气中的结构构件：出入口：人防门门扇；人防门门框墙；口部的临空墙；楼梯间墙体；筒体的墙体。

竖井：井壁内侧。内墙：人防区与非人防区之间的防护密闭墙外墙：符合外露条件的外墙顶部顶板：无复土直接暴露在空气中的顶板除顶板外，以上垂直构件均承受的为空气冲击波的反射压力，因此数值高出2倍以上。

1.3空气冲击波的荷载图形

图中的ΔPm按前述的规定，6级：50KN/㎡，5级：100KN/㎡。1.4

土中的压缩波空气冲击波沿地面的传布，压缩土壤，使土壤的质点产生压缩，有一定速度，上层土壤受压后，继续压缩下一层土壤，这种压缩状态由上而下传播的过程叫做压缩波。1.5

承受土壤压缩波压力的构件有复土的外墙（挡土墙），有复土的顶板。

1.6土壤压缩波的荷载图形图中的Ph根据∆Pm以及土壤深度及参数计算。2、从地面超压向等效静载的过渡

等效：动荷载构件在主振型下的最大位移Wmax与相同形式相同构件静载下的位移W静等效。2.1对直接承受空气冲击波的构件（临空墙、门框墙等）：由2个系数转变为等效静载①对反射系数K反，规范中没有给出符号而直接给出数值（表4.3.9及表4.3.10）②对结构的动力系数Kd，查表4.4.42.2对承受土中压缩波的构件（复土的顶板，外墙等）由3个系数转变为等效静载①

衰减系数：规范中没有设代换，即[1-h⁄­v1t2(1-δ)]，（4.2.3-1）的中括号项当复土厚度≤1.5m时，取1

当复土超过>1.5m时，要计算，<1②综合反射系数：规范中为K（K=1~1.45）对反射系数及不利埋深的解释。

③动力系数：由于土中压缩波对应的荷载图形是有升压时间的图形，说明其动力效应降低，Kd=1.05~1.96

之间，最高值与最低值比直接承受空气冲击波的构件低。3、常用结构的等效静载

为方便使用，规范给出了常用结构的等效静载值供选用。对有关问题说明如下：

3.1人防顶板的等效静载①计入上部建筑物影响的问题：注意上部建筑物底层的条件是否符合规范的条件,对上部建筑影响的解释。上部影响：A、有升压时间：改变了波形；

B、对5级：压力衰减5%。②首层架空层条件下人防顶板荷载：按不考虑上部建筑物的影响计，按相应条件查表，也可按公式计算确定。③伸到绿地下的人防顶板荷载：原则上应按公式计算确定，也可按相应条件查表。④首层外墙为装饰性或玻璃围护结构时，也按不考虑上部建筑物影响计⑤人防顶板上方有管道层、夹层及普通地下室时的顶板荷载：规范没有明确，一般参照考虑上部建筑物影响计，即6级55KN/㎡，5级100KN/㎡⑥多层人防时中间板上的荷载（新增条文）：

6级取50KN/㎡，5级取100KN/㎡3.2人防侧墙的等效静载：①外墙（挡土墙）在查取表4.5.3-1时，注意以下问题：

A.顶板计入上部建筑物影响时，外墙荷载要加大；

B.该表按单层地下室计算的，即墙高≤5m，当人防处于地下二层或更下层时，应进行计算（或偏下限取）。②口部临空墙：按表4.5.7查取③人防区与非人防区（车库）之间的临空墙：按表4.5.8-2

查取，与口部临空墙略低（考虑了扩散作用）

④门框墙：按表4.5.6-1查取注意一：门框墙比同一面临空墙的荷载取高，原因是：临空墙[β]=2，门框墙[β]=1；注意二：门框墙的范围：一般限于人防门所在的一个跨间或暗柱暗梁范围内。⑤人防单元间的隔墙：按表4.5.8-1，4.5.8-2查取⑥平时设备房间与人防区之间的隔墙：当前可以参照第③条取，但可以作为建议向规范编写组提出。3.3底板上的人防底板的等效静载：①无桩基底板，按表4.5.5查取②带桩基底板（新增条文）：带桩基底板的等效静载（KN/㎡）

非饱和土饱和土端承非端承端承非端承5级025506级01225

③当下层有普通地下室时的底板等效静载：对规范第4.5.15条推荐的做法的解释。另一种做法仍沿用过去的方法，底板等效静载可参照顶板取值并考虑一定折减，两种方法应进行比较后确定。对规范方法与过去方法的解释。

3.4室外出入口通道上的等效静载（新增条文）：只考虑外压，即通道结构外侧的荷载，不考虑内压。来自外压的等效静载按4.5.11条执行。

3.5室外楼梯式出入口荷载（新增条文）：①单层：

梯段板与平台板的荷载按表4.5.13查取；出入口的临

空墙、门框上的荷载按表4.5.6-1、表4.5.7查取。

②多层：梯段板、平台板的荷载同上。但门框墙、临空墙取上述相应数值×0.9。3.6作为主要出入口的室内出入口（仅用于6级，新增条文）：该处的荷载与结构比较复杂；要加强至二层的楼面，形成内嵌的防倒塌棚架；各部位荷载按第4.5.18确定。荷载点包括：①首层楼梯间的墙体上；②或首层楼梯间的框架柱梁上；③首层至二层楼面的梯段板、平台板上；④地下室至首层的梯段板、平台板上；⑤首层出口门洞上方的挑檐上。3.7各部位封堵构件上的等效静载（新增条文）：各部位封堵构件上的荷载种类较多，设计中一般直接选用通用的封堵构件，不再单独设计。3.8室外主要出入口上开敞式防塌棚架的等效静载：按表4.5.10

查取。下一步要出通用图，直接选用，不再单独设计。但现在起要在出入口封口圈梁上预埋件。4、荷载组合问题

荷载组合按表4.3.14执行。

4.1对顶板：人防等效静载、自重、复土重等；不需要迭加消防车的荷载。4.2对外墙：水平荷载：人防等效静载、水压力、土压力；垂直荷载：按传力路线传来的上部建筑自重（5级、砌体外墙时为一半）、顶板传来的等效静载、外墙自重等。注：上部传来的为自重，不计入上部的活荷载。4.3底板：新规范主要明确了人防荷载与水压力的组合问题（新增条文）：①无桩基的底板：地基反力中没有计入水浮力时：不与水压力组合；地基反力中计入水浮力时：应与水压力组合。②带桩基的底板：与水压力组合。三、人防结构设计1、常用结构构件厚度的确定

确定结构厚度的三个因素：①最小厚度要求（构造及安装要求）；②防早期核辐射的厚度要求（非力学因素）；③结构承载力的厚度要求（力学因素）。1.1有关构造要求的厚度：①人防钢筋混凝土构件最小厚度=200mm②单扇防护密闭门门框墙厚度=300mm③双扇防护密闭门门框墙厚度=300mm-500mm④防护单元隔墙上的连通口（同一墙体两边开门）厚度=500mm⑤风井在两边安门的井壁厚度=400-500mm1.2防早期核辐射的厚度要求：

防早期核辐射的钢筋混凝土顶板厚度（mm）类别顶板6级5级战时医疗救护站⁄460专业队队员掩蔽部⁄460二等人员掩蔽部250360

注：a.当顶板上有复土时，可以折算成混凝土厚度（÷1.4）；

b.顶板上方的找平层及刚性面层可以计入厚度；