人防工程结构设计解放军理工大学工程兵工程学院人防工程设计院 袁正如内容提要一,概述二,核爆冲击波荷载三,核爆等效静载四,荷载组合五,内力分析、截面设计与主要构造规定六,人防结构设计七,关于结构的功能转换八,结构设计中的有关问题一、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,人防工程结构的主要特点 1
2.1,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 。
2.2,防空地下室结构设计应同时满足平时和战时二种不同荷载效应组合的要求 。
2.3,地面多层或高层建筑物,对于普通爆破航弹,核爆炸冲击波早期核辐射等破坏因素都有一定的削弱作用,设计防空地下室时可考虑这一因素 。
2.4,墙,柱等承重结构,应尽量与地面建筑物的承重结构相互对应,以使地面建筑物的荷载通过防空地下室的承重结构直接传递到地基上 。
2,人防工程结构的主要特点 2
2.5,当平时使用要求与战时防护要求不一致时,
应采取平战功能转换措施 。
2.6,钢筋混凝土结构构件可按弹塑性工作阶段设计
2.7,材料设计强度可提高
2.8,由于核爆动荷载是偶然性荷载,钢筋混凝土构件又允许开裂,因此比之静荷载作用下构件的安全度可适当降低 。
2.9,在核爆动荷载作用下,地基承载力有较大提高,同时安全系数也可取较低,在这种瞬间荷载作用下,一般不会产生因地基失效引起结构破坏 。
3.人防结构结构设计特点
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,
4,人防工程结构选型
4.1,防空地下室结构选型应根据防护要求,使用要求,上部建筑物结构类型,工程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 。
4.2,防空地下室结构选型包括结构类型与选择 。
4.3,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 。
二、核爆冲击波荷载二、核爆冲击波荷载
1 空气冲击波
2 地面空气冲击波
3 地面冲击波主要设计参数
4 空气冲击波对人防工程的作用
5 土中压缩波及其对人防结构的作用
6 人防结构核爆动荷载计算
1 空气冲击波
1.1 空气冲击波的形成核武器在空中爆炸时，反应区内的高温高压气团高速猛烈地向外扩张，冲击及压缩其邻近的空气，从而形成空气冲击波，并且不断向外传播。
1.2 超压波阵面后的压缩空气层称为压缩区，在压缩区中压力超过正常大气的压力称为冲击波超压。
在波阵面上超压值最大，称最大超压或超压峰值。通常讲超压值△ Pm,均指超压最大值。
1.3 空气冲击波组成空气冲击波是由脱离爆心后不断向外传播的彼此紧密相连的压缩区和稀疏区构成 。
1.4 动压当冲击波波阵面接触到未被扰动的空气质点时,使该处空气质点获得很大速度,空气质点高速运动如受到结构滞止,则产生作用于结构上的压力,称为,动压,,动压的变化规律与冲击波超压的变化规律相似 。
2 地面空气冲击波随着离爆心投影点的距离不断增加反射波阵面与入射波阵面汇合成为冲击波,
此汇合后的冲击波称为,合成波,,即地面冲击波,地面冲击波阵面靠近地面部分垂直于地面,即沿地面水平方向传播 。 一般人防工程是按冲击波作用是按平行于地表的地面冲击波考虑 。
3 地面冲击波主要设计参数
4 空气冲击波对人防结构的作用
4.1 反射效应当冲击波在传播方向上遇到一刚性结构物时,会产生很大反射超压 。
1),当冲击波传播方向与障碍面法线夹角 α=0时的反射称为正反射,此时反射系数最大,
2),α≠0的反射称为斜反射,随夹角 α增大,反射系数逐渐减少 。
3),当 α＜ 30° 时,斜反射系数与正反射系数相差不大 。
4),设计时按最不利因素考虑,故在设计时均按正反射系数取值,当 α略大于 30° 时,冲击波沿表面平行滑过,不产生反射,此时反射系数为 1。
5),无升压时间三角形荷载的正反射系数仅与入射波超压值有关,超压值越大,其反射系数越大 。
6),空气冲击波在某些条件下可能为有升压时间的三角形荷载 。
7),根据试验资料总结,此种荷载当地面超压值在 0.1Mpa左右时,正反射超压不会大于入射超压的一倍,即一般可取正反射系数为 2。
4.2 扩散效应
1),当冲击波从小孔进入大空间时,进入大空间的空气冲击波超压峰值会有所降低,并使波形出现一段升压时间,即冲击波的扩散效应 。
2),当冲击波传播方向与室外出入口轴线垂直时
（ 如竖井式出入口 ）,由于口外冲击波气流质点运动速度在出入口轴线上的分量为零,因此口内冲击波的产生只是由于口外冲击波扩散,
膨胀而引起的 。
3),对一般防空地下室的通道可不考虑压力随传播距离的变化 。 当冲击波在通道内遇 900转弯时,大约会有 6％ 能量损失,这种变化在实用上也可忽略不计 。
4.3 环流效应
1),当冲击波与封闭地面建筑物前墙相接触时产生正反射,前墙上压力瞬时增大到反射超压值,形成高压区,
而前墙边缘以外入射波并未遇到障碍,相对于反射超压而言是低压区,由于正面上的反射压力大于顶面和侧面冲击波压力,所以前墙上的反射压力不能保持而很快衰减,这种衰减一直要延续到空气流动状态相对稳定时为止,这种现象称为环流 。
2),稳定时作用在前墙上的压力称为环流压力 。 当防空地下室顶板高出室外地面时,迎爆面将会产生一定的环流效应,因此其墙面上最大压力会比正反射时略小 。
3),例如 6级时正反射系数为 2.4,如考虑环流效应,则反射系数可取 2,即作用于高出地面外墙上最大压力值为 2△ Pm。
5.土中压缩波及其对人防结构的作用
5.1 土中压缩波参数
mh
P
tv
h
P
11
21
5.1 土中压缩波参数
0
1
v
h
t
oh
5.2 土中压缩波与结构的相互作用
5.2.1 顶板的相互作用
1),压缩波作用于结构顶板将产生反射,并使结构发生整体位移和变形,这些位移与变形又反过来影响压缩波荷载,这种相互影响的力学现象称为介质与结构之间动态相互作用 。
2),作用在土中结构顶板上压力与压缩波参数,
土介质性质和结构刚度特性等因素有关,工程设计中常用综合反射系数 K来反映压缩波与顶板相互作用影响 。
3),土中压缩波作用于顶板的动荷载可表达为
Pc1=KPh。
4),在一定条件下某一深度作用在结构上的动荷载最大,这个深度称为顶板的,不利覆土厚度,。
5),造成,不利覆土厚度,的机理：当压缩波遇到顶板产生反射压缩波后即向反方向传播,反射波所到之处介质压力增高 。 当它返回到自由地表时,
因地表为自由界面必然使土体趋于疏松,同时产生向下传播的拉伸波,拉伸波所到之处压力将随之下降,当它传到顶板时,顶板压力亦随之减小形成卸载作用 。 若结构埋置较浅,由于拉伸波造成的卸载作用会部分抵消入射波在顶板上的反射作用；若埋置较深,虽然反射压力在结构变形到最大值过程中全起作用,但随着深度增加,结构动力作用越来越小 。
6),当结构最大变位时间等于反射压力作用时间时,荷载总的动力响应最大,产生此最大动力响应的深度称为
,不利覆土厚度,。
7),结构顶板不利覆土厚度,其值与抗力等级,结构短边净跨大小有关,结构顶板不利覆土厚度确定后,由试验得出综合反射系数由 1近似线性地增至不利覆土处的 Km值,当大于不利覆土厚度时,对非饱和土按大于不利覆土厚度时确定的规律随深度减小 。
8),对饱和土当覆土厚度 h大于或等于结构最不利覆土厚度 hm时,K值可按以下规定确定：
① 当 ΔPm（ N/mm2） >20α1时,平顶结构 K=2.0,非平顶结构 K=1.8；
② 当 ΔPm（ N/mm2） <16α1时,K值按非饱和土确定；
③ 当 16α1≥ΔPm（ N/mm2） ≤20α1时,K值可按线性内插确定 。
5.2.2 压缩波对底板作用
Pc3=η× Pc1
式中：
Pc3---结构底板上核爆动荷载最大压力 （ KN/M2） ；
η---底压系数,当底板位于地下水位以上时,取
0.7—0.8,其中 4B级及 4级取小值；当底板位于地下水位以下时,取 0.8—1.0,其中含气量
α≤0.1％ 时,取大值 。
6 人防结构核爆动荷载计算
6.1 地面建筑物对防空地下室结构核爆动荷载的影响
1,在防空地下室的结构顶板计算中,对抗 △ Pm=0.1,0.05MPa
防空地下室,当符合下列条件之一时,可计入上部建筑物对地面空气冲击波超压作用的影响 。
① 上部建筑物层数不少于二层,其底层外墙为不低于 240mm砖砌体强度的墙体,且任何一面外墙墙面开孔面积不大于该墙面面积的 50％ ；
② 上部为单层建筑物,其承重外墙使用的材料和开孔比例符合上述规定,且屋顶为钢筋混凝土结构 。
·对符合第 1条规定的抗 △ Pm=0.05MPa防空地下室,作用在其上部建筑物底层地面的空气冲击波超压波形,可采用有升压时间的平台形,空气冲击波超压计算值可取 △ Pm,升压时间可取
0.025s。
·对符合第 (1)条规定的抗 △ Pm=0.1MPa防空地下室作用在其上部建筑物底层地面的空气冲击波超压波形,可采用有升压时间的平台形,空气冲击波超压计算值可取 0.95△ Pm,升压时间可取 0.025s。
2,抗 △ Pm=0.2,0.3MPa的防空地下室不考虑上部地面建筑物对顶板核爆动荷载的影响 。
当 地 面 冲 击 波 超 压 比 上 述 试 验 资 料
（ 100KN/M2 ） 增大 3 ～ 6 倍时 （ 相应于
△ Pm=0.2MPa级以上抗力 ）,一般地面建筑将会在更短的时间内被摧毁,对于防空地下室顶板荷载而言,这个影响可能是微不足道的,
此外也由于目前缺乏更进一步的试验和理论分析资料,此类防空地下室暂不考虑这一影响也是偏于安全的 。
3,地面建筑物对防空地下室迎爆面的土中外墙核爆动荷载的影响根据国外资料,对上部建筑为钢筋混凝土承重墙结构,当地面超压为 0.2MPa以上时才倒塌；对抗震的砌体结构 （ 包括框架结构中填充墙 ）,当地面超压为 0.07MPpa左右才倒塌 。
考虑到在预定冲击波地面超压作用下,上部建筑物不倒塌,
或不立即倒塌,必然会使冲击波产生反射,环流等效应 。 由于试验资料不足,在参考国外有关规定的基础上,对上述条件下的地面超压峰值予以适当提高 。
在计算土中外墙核爆动荷载时,对 △ Pm≤0.2MPa的防空地下室,当上部建筑物的外墙为钢筋混凝土承重墙,或对上部建筑物为抗震设防的砌体结构或框架结构,△ Pm=0.05Mpa的防空地下室,均应计入上部建筑物对地面空气冲击波超压值的影响,其计算值 △ Pms按表 4-3的规定采用 。
6.2 人防结构的爆动荷载
6.2.1 结构顶板的核爆动荷载
1,顶板计算中不计入上部建筑物影响的防空地下室：
Pcl=KPh
0
)1(
V
h
t
oh
γ
2、顶板计算中计入上部建筑物影响的防空地下室
Pcl=KPh
0
)1(025.0
V
h
t oh γ
6.2.2 结构外侧墙的核爆动荷载
Pc2=ξPh
0
)1(
V
h
t oh γ
6.2.3 结构底板的核爆动荷载
Pc3=ηPh
6.2.4 出入口通道内临空墙、门框墙及防护密闭门、防爆波活门的核爆动荷载
1、作用于临空墙、门框墙的最大压力值 Pc,可按表 4-4取值。
2、作用于通道内防护密闭门、防爆活门的设计压力值，按表 4-5选用定型产品。
6.2.5 其它部分结构荷载
1,防空地下室室外出入口土中有顶板的通道结构,按承受土中压缩波产生的核爆动荷载计算,计算方法与主体结构相同,无顶板敞开段通道结构,可不验算核爆动荷载作用 。 土中竖井结构,
无论有无顶板,均按土中压缩波产生的法向均布动荷载计算,
计算方法与主体结构外墙同 。
2,作用在扩散室与防空地下室内部房间相邻的隔墙上最大压力,
可按消波系统的余压确定 。 扩散室与土直接接触的外墙,顶板及底板均可按外部核爆动荷载计算 。
3,防空地下室的室内出入口,除临空墙外,其它与防空地下室无关的墙,楼梯踏步和休息平台等均不计入核爆动荷载作用 。 这是由于遭受核袭击时,室内出入口难以解决被上部建筑的倒塌物及邻近建筑的飞散物所堵塞的问题 。 如再考虑这些构件的防护加固,不仅加固范围不好确定,也难以保证其不被堵塞,故无实际意义 。
三、核爆等效静载
1,等效静载法
qe1=kd1pc1
qe2=kd2pc2
qe3=kd3pc3
式中,kd1,kd2,kd3分别为顶板,外墙和底板的动力系数 。 qe1,qe2,qe3分别为顶板,外墙和底板的等效静载 。
2,结构构件的等效静载
2.1,顶板为钢筋砼结构,其顶板的等效静载标准值 qe1,可按表 4-7采用 。
2.2,人防工程土中外墙的等效静荷载标准值 qe2,
当未计入上部建筑物对外墙影响时,可按表 4-
8取值 。
2.3,防空地下室钢筋混凝土底板的等效静荷载标准值 qe3,可按表 4-9取值 。
2.4,防空地下室其它构件的等效静荷载标准值
2.5,相邻防护单元之间防护隔墙的等效静载值为方便使用,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：
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,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,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/㎡
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)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/㎡ ）
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 。
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 。
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。
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 。
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 。
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 。
四、荷载组合作用在防空地下室结构上的荷载，应包括核爆动荷载、上部建筑物自重、上部结构荷载、土压力、水压力及防空地下室自重等。防空地下室结构不同部位应考虑的荷载组合见表 4-15。
荷载组合按表 4.3.14执行 。
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 。
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 。
五、内力分析、截面设计与主要构造规定
1,内力分析
2,承载力设计表达式
3,核爆动荷载下结构构件载面设计的特点
4,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。
2,承载力设计表达式
γ0(γGSGK+γQSQK)≤R
式中,γ0--结构重要性系数,取 1.0
γG--永久荷载分项系数,当其效应对结构不利时取 1.2,有利时取 1.0；
SGK--永久荷载效应标准值
γQ--等效静载分项系数,取 1.0；
SQK--等效静载效应标准值；
R--结构构件承载力设计值 。
3,核爆动荷载下结构构件载面设计的特点
3.1.
1) 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 0.7；
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 。
3.3 动荷载作用下混凝土构件斜截面受剪承载能力按下式计算：
Vcd=ψcψ1Vc
混凝土强度等级大于 C30时,混凝土强度等级的影响修正系数应按下式确定：
跨高比影响的修正系数,应按下列规定确定：
（ 1） 跨度与截面有效高之比 （ l/h0） 不大于 8时,修正系数可取 1.0；
（ 2） 跨度与截面有效高度之比 （ l/h0） 大于 8时,修正系数按下式计算：
2/130
c
c
c f
fψ
6.08
15
11
0
h
l
Dψ
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 /
5.0?β
c m d
yd
o f
fpp
h
x )( 1
4 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表 4-17规定。
4.2 防空地下室结构构件最小厚度应符合表 4-18
规定。
4.3 防空地下室结构变形缝的设置应符合下列规定。
4.4 钢筋混凝土受弯构件，宜在受压区配置构造钢筋，构造钢筋面积不小于按受拉钢筋的最小配筋百分率的计算量；在连续梁支座和框架节点处，不小于受拉主筋的 1/3。
4.5 双面配筋的钢筋混凝土板,墙体应设置梅花形排列的拉结钢筋,拉结钢筋长度应能拉住最外层受力钢筋 。
4.6 连续梁及框架在距支座边缘 1.5倍梁的截面高度范围内,箍筋配筋百分率不抵于 0.15％,箍筋间距不宜大于 ho/4,且不宜大于主筋直径的 5倍 。 对受拉钢筋搭接处,宜采用封闭箍筋,箍筋间距不应大于主筋直径的 5倍,且不应大于 100mm。
4.7 受核爆动荷载的钢筋混凝土结构构件，纵向受力钢筋的配筋百分率最小值应符合表 4-19的规定。
4.8 平板防护密闭门框墙的构造应符合下列要求。
1,门框墙厚度不应小于 300mm；
2,门框墙的受力钢筋直径不应小于 12mm,间距不宜大于 250mm,配筋率不宜小于 0.25％ ；
3,门洞四角的内外侧,每角应配置两根直径 16mm
的斜向钢筋,其长度不应小于 1000mm。
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） 。
六、人防结构设计
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
=200mm
② 单扇防护密闭门门框墙厚度
=300mm
③ 双扇防护密闭门门框墙厚度
=300mm-500mm
④ 防护单元隔墙上的连通口 （ 同一墙体两边开门 ） 厚度 =500mm
⑤ 风井在两边安门的井壁厚度
=400-500mm
1.2 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 250 360
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；
c,顶板上方有夹层或普通地下室时，夹层及普通地下室顶板厚度可以计入。 。
防早期核辐射对出入口临空墙的厚度要求（ mm）
注,如不满足时，可以在墙的反面砌 240mm或 370mm砖墙（平时砌好）
类别 一般室外口的临空墙附壁式室外口的临空墙室内口的临空墙
6级 5级 6级 5级 6级 5级医疗救护站 250 650 300
专业队队员掩蔽部
250 650 300
二等人员掩蔽部
250 250 250 550 250 250
1.3 按受力要求的参考尺寸：
① 顶板：对 6级：一般取 200 – 250mm；
对 5级：一般取 300 – 350mm；
如果 5级处于负二,负三层时,也可以取 250mm,由计算确定 。
② 顶板梁：按梁的截面要求定,跨度及荷载较大时,
高宽比可以放宽,即方梁甚至扁梁 。
④ 防护单元隔墙,≥ 200mm；
⑤ 密闭隔墙,≥ 200mm；
⑥ 临空墙,250～ 300mm；
⑦ 底板：在南方地区，由于地下水位较高，
底板一般较厚，大多数情况下不由人防控制。
结构厚度应首先满足防早期核辐射要求，然后满足受力要求。
③ 外墙：通常 ≥ 300mm，由计算确定；
2,结构内力计算及截面设计
2.1计算工具
① 利用高层结构计算软件：
不能定义人防参数,因此应作近似处理
② 利用,理正,人防结构计算软件：
仅适用于规则的,典型化的板块
③ 对由人防控制的构件 （ 顶板,顶板梁等等 ）,可拆开为单个构件手工计算或复核 。
2.2 内力计算与截面设计中应注意的有关问题
① 人防板或无梁楼盖的计算弯矩可以折减,按规范 4.6.6条；
② 人防梁板可以考虑内力重分布 （ 即进行弯矩调幅 ）,建议在 25%以内；
③ 人防无梁楼盖的正负弯矩调幅按附录 C；
④ 进行抗剪计算及受压验算时,混凝土的材料强度提高系数要降低,即 1.5× 0.8=1.2。
⑤ 为保证受弯构件不出现脆性破坏,必须满足规范的构造要求,即：
对板：受压区应配钢筋,配筋率为 0.25%；
对梁：受压区与受拉区的配筋率应满足 4.6.5条；
⑥ 拉结筋必须要设,包括顶板,墙体,包括底板 。
七、关于结构的功能转换
1,对外的孔口不允许封堵包括：平时汽车及摩托车坡道式出入口；
平时的汽车升降式出入口；
平时非机动车出入口；
平时的永久性设备出入口；
平时风井的取风口；
平时的电梯间出入口；
平时的楼梯间出入口；
平时通往设备房的门；
通向非人防区的汽车道 。
以上平时使用战时不使用的孔口,用人防门代替封堵 。
2,内部行车道通过防护单元之间隔墙处可以封堵,直接选用封堵构件
3,平战结合水池开向水泵房的人孔 （ 气孔 ） 可以封堵
4,当跨度 ≥ 12米时,允许临战加柱,但要求：
① 平时作好柱上,下端的预埋件；
② 后加柱的梁应满足两种状态的受力及配筋要求；
③ 每个房间 （ 区格 ） 不得超过 4根；
④ 一般只加主梁 。
八、结构设计中的有关问题
1,顶板外露问题埋深要求是人防结构的基本要求,必须严格掌握顶板外露的条件：上部为砌体结构 。
2,外墙局部外露问题外墙局部长度上的局部高度外露：平时加挡土墙,
挡土墙顶面厚度 ≥ 1000mm。
3,关于桩基的设计桩基设计的两个内容：
① 桩本身的强度验算；
② 桩的承载力计算 。
新规范明确了,对第 ① 项即桩基本身的强度计算中要考虑传到桩上的人防等效静载,但桩的混凝土及钢筋的强度要提高 。
桩的承载力仍不考虑人防荷载 。
4,战时主要出入口的加强主要出入口一个单元就一个；
主要出入口就是带简易洗消间或淋浴洗消的口；
踏步板,平台板厚度一般取 200mm；配筋：
双面对称,并加拉结筋 。
5,6级室内出入口代替室外口的加强梯段板,平台板同上,但一直加强到二层楼面；
防倒塌挑檐平时做好 。
6.开向架空层的口不能作为室外口
7.关于门框墙设计对门框墙的计算,反映出很多问题：
① 对公式中的参数取值不清楚,其中 Pc要按表
3.4.9查取,门扇搭接长度一般取 100mm；
② 门框墙出现悬臂过长问题 。
建议：
1)参照通用图配筋；
2) 加暗柱或暗梁,壁柱或壁梁,减小悬臂长度 。
8,对人防结构设计说明的要求由于荷载及结构的情况,条件进一步具体化,
复杂化,因此要求写清以下条件：
① 顶板计入,或不计入上部建筑物影响的条件；
② 外墙中是否计入上部建筑物的影响；
③ 不同部位的顶板复土厚度；
④ 外墙,底板的水压力数值；
⑤ 桩的类型
⑥ 主要部位 （ 顶板,临空墙 ） 防早期核辐射是否满足 。
THE END
谢谢
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,人防工程结构的主要特点 1
2.1,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 。
2.2,防空地下室结构设计应同时满足平时和战时二种不同荷载效应组合的要求 。
2.3,地面多层或高层建筑物,对于普通爆破航弹,核爆炸冲击波早期核辐射等破坏因素都有一定的削弱作用,设计防空地下室时可考虑这一因素 。
2.4,墙,柱等承重结构,应尽量与地面建筑物的承重结构相互对应,以使地面建筑物的荷载通过防空地下室的承重结构直接传递到地基上 。
2,人防工程结构的主要特点 2
2.5,当平时使用要求与战时防护要求不一致时,
应采取平战功能转换措施 。
2.6,钢筋混凝土结构构件可按弹塑性工作阶段设计
2.7,材料设计强度可提高
2.8,由于核爆动荷载是偶然性荷载,钢筋混凝土构件又允许开裂,因此比之静荷载作用下构件的安全度可适当降低 。
2.9,在核爆动荷载作用下,地基承载力有较大提高,同时安全系数也可取较低,在这种瞬间荷载作用下,一般不会产生因地基失效引起结构破坏 。
3.人防结构结构设计特点
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,
4,人防工程结构选型
4.1,防空地下室结构选型应根据防护要求,使用要求,上部建筑物结构类型,工程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 。
4.2,防空地下室结构选型包括结构类型与选择 。
4.3,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 。
二、核爆冲击波荷载二、核爆冲击波荷载
1 空气冲击波
2 地面空气冲击波
3 地面冲击波主要设计参数
4 空气冲击波对人防工程的作用
5 土中压缩波及其对人防结构的作用
6 人防结构核爆动荷载计算
1 空气冲击波
1.1 空气冲击波的形成核武器在空中爆炸时，反应区内的高温高压气团高速猛烈地向外扩张，冲击及压缩其邻近的空气，从而形成空气冲击波，并且不断向外传播。
1.2 超压波阵面后的压缩空气层称为压缩区，在压缩区中压力超过正常大气的压力称为冲击波超压。
在波阵面上超压值最大，称最大超压或超压峰值。通常讲超压值△ Pm,均指超压最大值。
1.3 空气冲击波组成空气冲击波是由脱离爆心后不断向外传播的彼此紧密相连的压缩区和稀疏区构成 。
1.4 动压当冲击波波阵面接触到未被扰动的空气质点时,使该处空气质点获得很大速度,空气质点高速运动如受到结构滞止,则产生作用于结构上的压力,称为,动压,,动压的变化规律与冲击波超压的变化规律相似 。
2 地面空气冲击波随着离爆心投影点的距离不断增加反射波阵面与入射波阵面汇合成为冲击波,
此汇合后的冲击波称为,合成波,,即地面冲击波,地面冲击波阵面靠近地面部分垂直于地面,即沿地面水平方向传播 。 一般人防工程是按冲击波作用是按平行于地表的地面冲击波考虑 。
3 地面冲击波主要设计参数
4 空气冲击波对人防结构的作用
4.1 反射效应当冲击波在传播方向上遇到一刚性结构物时,会产生很大反射超压 。
1),当冲击波传播方向与障碍面法线夹角 α=0时的反射称为正反射,此时反射系数最大,
2),α≠0的反射称为斜反射,随夹角 α增大,反射系数逐渐减少 。
3),当 α＜ 30° 时,斜反射系数与正反射系数相差不大 。
4),设计时按最不利因素考虑,故在设计时均按正反射系数取值,当 α略大于 30° 时,冲击波沿表面平行滑过,不产生反射,此时反射系数为 1。
5),无升压时间三角形荷载的正反射系数仅与入射波超压值有关,超压值越大,其反射系数越大 。
6),空气冲击波在某些条件下可能为有升压时间的三角形荷载 。
7),根据试验资料总结,此种荷载当地面超压值在 0.1Mpa左右时,正反射超压不会大于入射超压的一倍,即一般可取正反射系数为 2。
4.2 扩散效应
1),当冲击波从小孔进入大空间时,进入大空间的空气冲击波超压峰值会有所降低,并使波形出现一段升压时间,即冲击波的扩散效应 。
2),当冲击波传播方向与室外出入口轴线垂直时
（ 如竖井式出入口 ）,由于口外冲击波气流质点运动速度在出入口轴线上的分量为零,因此口内冲击波的产生只是由于口外冲击波扩散,
膨胀而引起的 。
3),对一般防空地下室的通道可不考虑压力随传播距离的变化 。 当冲击波在通道内遇 900转弯时,大约会有 6％ 能量损失,这种变化在实用上也可忽略不计 。
4.3 环流效应
1),当冲击波与封闭地面建筑物前墙相接触时产生正反射,前墙上压力瞬时增大到反射超压值,形成高压区,
而前墙边缘以外入射波并未遇到障碍,相对于反射超压而言是低压区,由于正面上的反射压力大于顶面和侧面冲击波压力,所以前墙上的反射压力不能保持而很快衰减,这种衰减一直要延续到空气流动状态相对稳定时为止,这种现象称为环流 。
2),稳定时作用在前墙上的压力称为环流压力 。 当防空地下室顶板高出室外地面时,迎爆面将会产生一定的环流效应,因此其墙面上最大压力会比正反射时略小 。
3),例如 6级时正反射系数为 2.4,如考虑环流效应,则反射系数可取 2,即作用于高出地面外墙上最大压力值为 2△ Pm。
5.土中压缩波及其对人防结构的作用
5.1 土中压缩波参数
mh
P
tv
h
P
11
21
5.1 土中压缩波参数
0
1
v
h
t
oh
5.2 土中压缩波与结构的相互作用
5.2.1 顶板的相互作用
1),压缩波作用于结构顶板将产生反射,并使结构发生整体位移和变形,这些位移与变形又反过来影响压缩波荷载,这种相互影响的力学现象称为介质与结构之间动态相互作用 。
2),作用在土中结构顶板上压力与压缩波参数,
土介质性质和结构刚度特性等因素有关,工程设计中常用综合反射系数 K来反映压缩波与顶板相互作用影响 。
3),土中压缩波作用于顶板的动荷载可表达为
Pc1=KPh。
4),在一定条件下某一深度作用在结构上的动荷载最大,这个深度称为顶板的,不利覆土厚度,。
5),造成,不利覆土厚度,的机理：当压缩波遇到顶板产生反射压缩波后即向反方向传播,反射波所到之处介质压力增高 。 当它返回到自由地表时,
因地表为自由界面必然使土体趋于疏松,同时产生向下传播的拉伸波,拉伸波所到之处压力将随之下降,当它传到顶板时,顶板压力亦随之减小形成卸载作用 。 若结构埋置较浅,由于拉伸波造成的卸载作用会部分抵消入射波在顶板上的反射作用；若埋置较深,虽然反射压力在结构变形到最大值过程中全起作用,但随着深度增加,结构动力作用越来越小 。
6),当结构最大变位时间等于反射压力作用时间时,荷载总的动力响应最大,产生此最大动力响应的深度称为
,不利覆土厚度,。
7),结构顶板不利覆土厚度,其值与抗力等级,结构短边净跨大小有关,结构顶板不利覆土厚度确定后,由试验得出综合反射系数由 1近似线性地增至不利覆土处的 Km值,当大于不利覆土厚度时,对非饱和土按大于不利覆土厚度时确定的规律随深度减小 。
8),对饱和土当覆土厚度 h大于或等于结构最不利覆土厚度 hm时,K值可按以下规定确定：
① 当 ΔPm（ N/mm2） >20α1时,平顶结构 K=2.0,非平顶结构 K=1.8；
② 当 ΔPm（ N/mm2） <16α1时,K值按非饱和土确定；
③ 当 16α1≥ΔPm（ N/mm2） ≤20α1时,K值可按线性内插确定 。
5.2.2 压缩波对底板作用
Pc3=η× Pc1
式中：
Pc3---结构底板上核爆动荷载最大压力 （ KN/M2） ；
η---底压系数,当底板位于地下水位以上时,取
0.7—0.8,其中 4B级及 4级取小值；当底板位于地下水位以下时,取 0.8—1.0,其中含气量
α≤0.1％ 时,取大值 。
6 人防结构核爆动荷载计算
6.1 地面建筑物对防空地下室结构核爆动荷载的影响
1,在防空地下室的结构顶板计算中,对抗 △ Pm=0.1,0.05MPa
防空地下室,当符合下列条件之一时,可计入上部建筑物对地面空气冲击波超压作用的影响 。
① 上部建筑物层数不少于二层,其底层外墙为不低于 240mm砖砌体强度的墙体,且任何一面外墙墙面开孔面积不大于该墙面面积的 50％ ；
② 上部为单层建筑物,其承重外墙使用的材料和开孔比例符合上述规定,且屋顶为钢筋混凝土结构 。
·对符合第 1条规定的抗 △ Pm=0.05MPa防空地下室,作用在其上部建筑物底层地面的空气冲击波超压波形,可采用有升压时间的平台形,空气冲击波超压计算值可取 △ Pm,升压时间可取
0.025s。
·对符合第 (1)条规定的抗 △ Pm=0.1MPa防空地下室作用在其上部建筑物底层地面的空气冲击波超压波形,可采用有升压时间的平台形,空气冲击波超压计算值可取 0.95△ Pm,升压时间可取 0.025s。
2,抗 △ Pm=0.2,0.3MPa的防空地下室不考虑上部地面建筑物对顶板核爆动荷载的影响 。
当 地 面 冲 击 波 超 压 比 上 述 试 验 资 料
（ 100KN/M2 ） 增大 3 ～ 6 倍时 （ 相应于
△ Pm=0.2MPa级以上抗力 ）,一般地面建筑将会在更短的时间内被摧毁,对于防空地下室顶板荷载而言,这个影响可能是微不足道的,
此外也由于目前缺乏更进一步的试验和理论分析资料,此类防空地下室暂不考虑这一影响也是偏于安全的 。
3,地面建筑物对防空地下室迎爆面的土中外墙核爆动荷载的影响根据国外资料,对上部建筑为钢筋混凝土承重墙结构,当地面超压为 0.2MPa以上时才倒塌；对抗震的砌体结构 （ 包括框架结构中填充墙 ）,当地面超压为 0.07MPpa左右才倒塌 。
考虑到在预定冲击波地面超压作用下,上部建筑物不倒塌,
或不立即倒塌,必然会使冲击波产生反射,环流等效应 。 由于试验资料不足,在参考国外有关规定的基础上,对上述条件下的地面超压峰值予以适当提高 。
在计算土中外墙核爆动荷载时,对 △ Pm≤0.2MPa的防空地下室,当上部建筑物的外墙为钢筋混凝土承重墙,或对上部建筑物为抗震设防的砌体结构或框架结构,△ Pm=0.05Mpa的防空地下室,均应计入上部建筑物对地面空气冲击波超压值的影响,其计算值 △ Pms按表 4-3的规定采用 。
6.2 人防结构的爆动荷载
6.2.1 结构顶板的核爆动荷载
1,顶板计算中不计入上部建筑物影响的防空地下室：
Pcl=KPh
0
)1(
V
h
t
oh
γ
2、顶板计算中计入上部建筑物影响的防空地下室
Pcl=KPh
0
)1(025.0
V
h
t oh γ
6.2.2 结构外侧墙的核爆动荷载
Pc2=ξPh
0
)1(
V
h
t oh γ
6.2.3 结构底板的核爆动荷载
Pc3=ηPh
6.2.4 出入口通道内临空墙、门框墙及防护密闭门、防爆波活门的核爆动荷载
1、作用于临空墙、门框墙的最大压力值 Pc,可按表 4-4取值。
2、作用于通道内防护密闭门、防爆活门的设计压力值，按表 4-5选用定型产品。
6.2.5 其它部分结构荷载
1,防空地下室室外出入口土中有顶板的通道结构,按承受土中压缩波产生的核爆动荷载计算,计算方法与主体结构相同,无顶板敞开段通道结构,可不验算核爆动荷载作用 。 土中竖井结构,
无论有无顶板,均按土中压缩波产生的法向均布动荷载计算,
计算方法与主体结构外墙同 。
2,作用在扩散室与防空地下室内部房间相邻的隔墙上最大压力,
可按消波系统的余压确定 。 扩散室与土直接接触的外墙,顶板及底板均可按外部核爆动荷载计算 。
3,防空地下室的室内出入口,除临空墙外,其它与防空地下室无关的墙,楼梯踏步和休息平台等均不计入核爆动荷载作用 。 这是由于遭受核袭击时,室内出入口难以解决被上部建筑的倒塌物及邻近建筑的飞散物所堵塞的问题 。 如再考虑这些构件的防护加固,不仅加固范围不好确定,也难以保证其不被堵塞,故无实际意义 。
三、核爆等效静载
1,等效静载法
qe1=kd1pc1
qe2=kd2pc2
qe3=kd3pc3
式中,kd1,kd2,kd3分别为顶板,外墙和底板的动力系数 。 qe1,qe2,qe3分别为顶板,外墙和底板的等效静载 。
2,结构构件的等效静载
2.1,顶板为钢筋砼结构,其顶板的等效静载标准值 qe1,可按表 4-7采用 。
2.2,人防工程土中外墙的等效静荷载标准值 qe2,
当未计入上部建筑物对外墙影响时,可按表 4-
8取值 。
2.3,防空地下室钢筋混凝土底板的等效静荷载标准值 qe3,可按表 4-9取值 。
2.4,防空地下室其它构件的等效静荷载标准值
2.5,相邻防护单元之间防护隔墙的等效静载值为方便使用,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：
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,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,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/㎡
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)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/㎡ ）
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 。
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 。
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。
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 。
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 。
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 。
四、荷载组合作用在防空地下室结构上的荷载，应包括核爆动荷载、上部建筑物自重、上部结构荷载、土压力、水压力及防空地下室自重等。防空地下室结构不同部位应考虑的荷载组合见表 4-15。
荷载组合按表 4.3.14执行 。
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 。
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 。
五、内力分析、截面设计与主要构造规定
1,内力分析
2,承载力设计表达式
3,核爆动荷载下结构构件载面设计的特点
4,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。
2,承载力设计表达式
γ0(γGSGK+γQSQK)≤R
式中,γ0--结构重要性系数,取 1.0
γG--永久荷载分项系数,当其效应对结构不利时取 1.2,有利时取 1.0；
SGK--永久荷载效应标准值
γQ--等效静载分项系数,取 1.0；
SQK--等效静载效应标准值；
R--结构构件承载力设计值 。
3,核爆动荷载下结构构件载面设计的特点
3.1.
1) 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 0.7；
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 。
3.3 动荷载作用下混凝土构件斜截面受剪承载能力按下式计算：
Vcd=ψcψ1Vc
混凝土强度等级大于 C30时,混凝土强度等级的影响修正系数应按下式确定：
跨高比影响的修正系数,应按下列规定确定：
（ 1） 跨度与截面有效高之比 （ l/h0） 不大于 8时,修正系数可取 1.0；
（ 2） 跨度与截面有效高度之比 （ l/h0） 大于 8时,修正系数按下式计算：
2/130
c
c
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15
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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 /
5.0?β
c m d
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x )( 1
4 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表 4-17规定。
4.2 防空地下室结构构件最小厚度应符合表 4-18
规定。
4.3 防空地下室结构变形缝的设置应符合下列规定。
4.4 钢筋混凝土受弯构件，宜在受压区配置构造钢筋，构造钢筋面积不小于按受拉钢筋的最小配筋百分率的计算量；在连续梁支座和框架节点处，不小于受拉主筋的 1/3。
4.5 双面配筋的钢筋混凝土板,墙体应设置梅花形排列的拉结钢筋,拉结钢筋长度应能拉住最外层受力钢筋 。
4.6 连续梁及框架在距支座边缘 1.5倍梁的截面高度范围内,箍筋配筋百分率不抵于 0.15％,箍筋间距不宜大于 ho/4,且不宜大于主筋直径的 5倍 。 对受拉钢筋搭接处,宜采用封闭箍筋,箍筋间距不应大于主筋直径的 5倍,且不应大于 100mm。
4.7 受核爆动荷载的钢筋混凝土结构构件，纵向受力钢筋的配筋百分率最小值应符合表 4-19的规定。
4.8 平板防护密闭门框墙的构造应符合下列要求。
1,门框墙厚度不应小于 300mm；
2,门框墙的受力钢筋直径不应小于 12mm,间距不宜大于 250mm,配筋率不宜小于 0.25％ ；
3,门洞四角的内外侧,每角应配置两根直径 16mm
的斜向钢筋,其长度不应小于 1000mm。
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） 。
六、人防结构设计
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
=200mm
② 单扇防护密闭门门框墙厚度
=300mm
③ 双扇防护密闭门门框墙厚度
=300mm-500mm
④ 防护单元隔墙上的连通口 （ 同一墙体两边开门 ） 厚度 =500mm
⑤ 风井在两边安门的井壁厚度
=400-500mm
1.2 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 250 360
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；
c,顶板上方有夹层或普通地下室时，夹层及普通地下室顶板厚度可以计入。 。
防早期核辐射对出入口临空墙的厚度要求（ mm）
注,如不满足时，可以在墙的反面砌 240mm或 370mm砖墙（平时砌好）
类别 一般室外口的临空墙附壁式室外口的临空墙室内口的临空墙
6级 5级 6级 5级 6级 5级医疗救护站 250 650 300
专业队队员掩蔽部
250 650 300
二等人员掩蔽部
250 250 250 550 250 250
1.3 按受力要求的参考尺寸：
① 顶板：对 6级：一般取 200 – 250mm；
对 5级：一般取 300 – 350mm；
如果 5级处于负二,负三层时,也可以取 250mm,由计算确定 。
② 顶板梁：按梁的截面要求定,跨度及荷载较大时,
高宽比可以放宽,即方梁甚至扁梁 。
④ 防护单元隔墙,≥ 200mm；
⑤ 密闭隔墙,≥ 200mm；
⑥ 临空墙,250～ 300mm；
⑦ 底板：在南方地区，由于地下水位较高，
底板一般较厚，大多数情况下不由人防控制。
结构厚度应首先满足防早期核辐射要求，然后满足受力要求。
③ 外墙：通常 ≥ 300mm，由计算确定；
2,结构内力计算及截面设计
2.1计算工具
① 利用高层结构计算软件：
不能定义人防参数,因此应作近似处理
② 利用,理正,人防结构计算软件：
仅适用于规则的,典型化的板块
③ 对由人防控制的构件 （ 顶板,顶板梁等等 ）,可拆开为单个构件手工计算或复核 。
2.2 内力计算与截面设计中应注意的有关问题
① 人防板或无梁楼盖的计算弯矩可以折减,按规范 4.6.6条；
② 人防梁板可以考虑内力重分布 （ 即进行弯矩调幅 ）,建议在 25%以内；
③ 人防无梁楼盖的正负弯矩调幅按附录 C；
④ 进行抗剪计算及受压验算时,混凝土的材料强度提高系数要降低,即 1.5× 0.8=1.2。
⑤ 为保证受弯构件不出现脆性破坏,必须满足规范的构造要求,即：
对板：受压区应配钢筋,配筋率为 0.25%；
对梁：受压区与受拉区的配筋率应满足 4.6.5条；
⑥ 拉结筋必须要设,包括顶板,墙体,包括底板 。
七、关于结构的功能转换
1,对外的孔口不允许封堵包括：平时汽车及摩托车坡道式出入口；
平时的汽车升降式出入口；
平时非机动车出入口；
平时的永久性设备出入口；
平时风井的取风口；
平时的电梯间出入口；
平时的楼梯间出入口；
平时通往设备房的门；
通向非人防区的汽车道 。
以上平时使用战时不使用的孔口,用人防门代替封堵 。
2,内部行车道通过防护单元之间隔墙处可以封堵,直接选用封堵构件
3,平战结合水池开向水泵房的人孔 （ 气孔 ） 可以封堵
4,当跨度 ≥ 12米时,允许临战加柱,但要求：
① 平时作好柱上,下端的预埋件；
② 后加柱的梁应满足两种状态的受力及配筋要求；
③ 每个房间 （ 区格 ） 不得超过 4根；
④ 一般只加主梁 。
八、结构设计中的有关问题
1,顶板外露问题埋深要求是人防结构的基本要求,必须严格掌握顶板外露的条件：上部为砌体结构 。
2,外墙局部外露问题外墙局部长度上的局部高度外露：平时加挡土墙,
挡土墙顶面厚度 ≥ 1000mm。
3,关于桩基的设计桩基设计的两个内容：
① 桩本身的强度验算；
② 桩的承载力计算 。
新规范明确了,对第 ① 项即桩基本身的强度计算中要考虑传到桩上的人防等效静载,但桩的混凝土及钢筋的强度要提高 。
桩的承载力仍不考虑人防荷载 。
4,战时主要出入口的加强主要出入口一个单元就一个；
主要出入口就是带简易洗消间或淋浴洗消的口；
踏步板,平台板厚度一般取 200mm；配筋：
双面对称,并加拉结筋 。
5,6级室内出入口代替室外口的加强梯段板,平台板同上,但一直加强到二层楼面；
防倒塌挑檐平时做好 。
6.开向架空层的口不能作为室外口
7.关于门框墙设计对门框墙的计算,反映出很多问题：
① 对公式中的参数取值不清楚,其中 Pc要按表
3.4.9查取,门扇搭接长度一般取 100mm；
② 门框墙出现悬臂过长问题 。
建议：
1)参照通用图配筋；
2) 加暗柱或暗梁,壁柱或壁梁,减小悬臂长度 。
8,对人防结构设计说明的要求由于荷载及结构的情况,条件进一步具体化,
复杂化,因此要求写清以下条件：
① 顶板计入,或不计入上部建筑物影响的条件；
② 外墙中是否计入上部建筑物的影响；
③ 不同部位的顶板复土厚度；
④ 外墙,底板的水压力数值；
⑤ 桩的类型
⑥ 主要部位 （ 顶板,临空墙 ） 防早期核辐射是否满足 。
THE END
谢谢
