《人民防空地下室设计规范(4结构部分)》GB50038-94

人防规范4.1一般规定4.1.1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供应和施工条件等因素综合分析确定。对钢筋混凝土结构，可采用预制装配整体式。4.1.2防空地下室结构的材料选用，应在满足防护要求的前提下，作到因地制宜、就地取材。地下水位以下或有盐碱腐蚀时，外墙不宜采用砖砌体。当有侵蚀性地下水时，各种材料均应采取防侵蚀措施。4.1.3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各个部位抗力相协调。4.1.4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。4.1.5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、裂缝开展以及地基承载力与地基变形可不进行验算。4.1.65级和6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。4.1.7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室结构的要求进行设计，并应取其中控制条件作为防空地下室结构设计的依据。4.2核爆炸地面空气冲击波、土中压缩波参数4.2.1在结构计算中，核爆炸地面空气冲击波超压波形，可取在峰值压力处按切线简化的无升压时间的三角形（图4.2.1）。图4.2.1核爆炸地面空气冲击波简化波形ΔPm——地面空气冲击波最大超压（N/mm2）t1——地面空气冲击波按切线简化的等效作用时间（S）。防空地下室设计采用的地面空气冲击波最大超压值（简称地面超压）ΔPm，应按国家现行有关规定确定。地面空气冲击波的其它主要设计参数可按表4.2.1采用。表4.2.1地面空气冲击波主要设计参数抗力等级按切线简化的等效作用时间t1(s)负压值（KN/m2）动压值（KN/m2）61.00.16ΔPm0.16ΔPm50.80.13ΔPm0.30ΔPm4B0.60.10ΔPm0.55ΔPm40.50.07ΔPm0.74ΔPm4.2.2在结构计算中，土中压缩波压力波形可取简化为有升压时间的平台形（图4.2.2）。图4.2.2土中压缩波简化波形4.2.3土中压缩波的最大压力Ph及土中压缩波升压时间t0h可按下列公式确定：mstvhhpPD--=)]1(1[21d(4.2.3-1)t0h=（γ-1）h/v0(4.2.3-2)γ=v0/v1(4.2.3-3)式中：Ph——土中压缩波的最大压力（KN/m2），当土的计算深度小于或等于1.5m时，Ph可近似取ΔPms；t0h——土中压缩波升压时间(s)；h——土的计算深度(m)。计算顶板时，取顶板的覆土厚度。计算外墙时，取防空地下室结构外墙中点至室外地面的深度；v0——土的起始压力波速（m/s）。当无实测资料时，可按表4.2.3-1、表4.2.3-2采用；γ——波速比。当无实测资料时，可按表4.2.3-1、表4.2.3-2注2~4采用；v1——土的峰值压力波速（m/s）；δ——土的应变恢复比。当无实测资料时，可按表4.2.3-1、表4.2.3-2注2~4采用；t2——地面空气冲击波按等冲量简化的等效作用时间(s)，可按表4.2.3-3采用；ΔPms——空气冲击波超压计算值（KN/m2）。当不计入地面建筑物影响时，取地面超压值ΔPm；当计入地面建筑物影响时，计算结构顶板，应按本规范第4.2.4条~第4.2.6条的规定采用；计算结构外墙，应按本规范第4.2.7条的规定采用。表4.2.3-1非饱和土v0、γ、δ土的类别起始压力波速v0（m/s）波速比γ应变恢复比δ碎石土300~5001.2~1.50.9粗砂350~4501.2~1.50.8中砂300~4001.50.5细砂250~3502.00.4砂土粉砂200~3002.00.3粉土200~3002.0~2.50.2粉质粘土150~2502.0~2.50.1粘土120~2202.0~2.50.1老粘土300~4001.5~2.00.3粘性土红粘土150~2502.0~2.50.2湿陷性黄土260~2802.0~3.00.1淤泥质土120~1502.00.1注：1、粘性土坚硬状态v0取大值，软塑状态取小值；2、粘性土4级时，γ取大值；3、碎石土、砂土土体密实时，v0取大值，γ取小值。表4.2.3-2饱和土起始压力波速v0值含气量α1（%）410.10.050.010.005＜0.001起始压力波速v0（m/s）15020037064091012001500注：1、α1为饱和土的含气量，可根据饱和度Sv、孔隙度n，按式α1=n（1-Sv）计算确定，当无实测资料时，可取α1=1%；2、地面超压ΔPm（N/mm2）＜16α1时，γ取1.5，v0取表中值，δ同非饱和土；3、ΔPm（N/mm2）＞20α1时，v0取1500（m/s），γ取1，δ取1；4、16α1≤ΔPm（N/mm2）≤20α1时，v0、γ、δ取线性内插值。表4.2.3-3地面空气冲击波按等冲量简化的等效作用时间t2值抗力等级t2(s)61.4651.174B0.9140.784.2.4在结构顶板计算中，对5级和6级防空地下室，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款规定，且屋顶为钢筋混凝土结构。4.2.5对符合本规范第4.2.4条规定的6级防空地下室，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平台形（图4.2.2），空气冲击波超压计算值可取ΔPm，升压时间可取0.025s。4.2.6对符合本规范第4.2.4条规定的5级防空地下室，作用在其上部建筑物底层地面的空气冲击波超压计算可采用有有升压时间平台形（图4.2.2），空气冲击波超压计算值可取0.95ΔPm，升压时间可取0.025s。4.2.7在计算土中外墙核爆动荷载时，对4B级及以下的防空地下室，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的6级防空地下室，均应计入上部建筑物对地面空气冲击波超压值的影响，空气冲击波超压计算值ΔPms应按表4.2.7的规定采用。表4.2.7土中外墙计算中计入上部建筑物影响采用的空气冲击波超压计算值ΔPms抗力等级ΔPms（KN/m2）61.10ΔPm51.20ΔPm4B1.25ΔPm4.3荷载及荷载组合4.3.1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、土压力、水压力及防空地下室自重等。对核爆动荷载，设计时采用一次作用。4.3.2全埋式防空地下室结构上的核爆动荷载，可按同时均匀作用在结构各部位设计（图4.3.2-a）。当6级防空地下室顶板底面高出室外地面时，尚应验算地面空气冲击波对高出地面外墙的单向作用（图4.3.2-b）。a)全埋式防空地下室b)顶板高出地面的防空地下室图4.3.2结构周边核爆动荷载作用方式4.3.3防空地下室结构顶板的核爆动荷载最大压力Pc1及升压时间t0h可按下列公式计算。1、顶板计算中不计入上部建筑物影响的防空地下室：Pc1=KPh（4.3.3-1）t0h=（γ-1）h/v0（4.3.3-2）式中：Pc1——防空地下室结构顶板上的核爆动荷载最大压力值（KN/m2）；K——顶板上的核爆动荷载的综合反射系数，可按本规范第4.3.4条确定。2、顶板计算中计入上部建筑物影响的防空地下室：Pc1=KPh（4.3.3-1）t0h=0.025+（γ-1）h/v0（4.3.3-2）4.3.4结构顶板上核爆动荷载的综合反射系数K可按下列规定确定。1、覆土厚度h为0时，K=1.0；2、覆土厚度h大于或等于结构不利于覆土厚度hm时，非饱和土的K值可按表4.3.4确定，饱和土的K值可按下列规定确定：1）当ΔPm（N/mm2）＞20α1时，平顶结构K=2.0，非平顶结构K=1.8；2）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。3、结构顶板覆土厚度h小于结构不利覆土厚度hm时，K值可按线性内插确定。对主体结构，当结构顶板覆土厚度h不大于0.5m时，综合反射系数K可取1.0。表4.3.4h≥hm时非饱和土的综合反射系数K值覆土厚度h（m）抗力等级12345675级、6级1.451.401.351.301.251.221.204B级、4级1.521.471.421.371.311.281.26注：1、双层结构综合反射系数取表中数值的1.05倍；2、非平顶结构综合反射系数取表中数值的0.9倍。4.3.5土中结构顶板的不利覆土厚度hm，可按表4.3.5-1、表4.3.5-2采用。表4.3.5-15级、6级防空地下室土中结构顶板不利覆土厚度l0(m)≤2.02.53.03.54.04.55.05.5hm(m)1.01.21.51.72.02.22.52.7l0(m)6.06.57.07.58.08.5≥9.0hm(m)2.93.03.23.43.63.84.0注：1、l0为顶板净跨，双向板取短方向净跨，对多跨结构，取最大短边净跨；2、hm为顶板允许延性比[β]=3时与l0对应的土中结构不利覆土厚度。表4.3.5-24级、4B级防空地下室土中结构顶板不利覆土厚度l0(m)≤3.03.54.04.55.05.56.06.5hm(m)1.01.21.41.61.81.92.12.3l0(m)7.07.58.08.59.09.5≥10.0hm(m)2.52.73.03.23.53.74.0注：表中l0、hm定义同表4.3.5-1。4.3.6土中结构外墙上的水平均布核爆动荷载的最大压力Pc2及升压时间t0h可按下列公式计算：Pc2=ζPh（4.3.6-1）t0h=（γ-1）h/v0（4.3.6-2）式中：Pc2——土中结构外墙上的水平均布核爆动荷载的最大压力（KN/m2）；ζ——土的侧压系数，当无实测资料时可按表4.3.6采用。表4.3.6核爆动荷载作用下土的侧压系数ζ值土的类别侧压系数ζ碎石土0.15~0.25地下水位以上0.25~0.35砂土地下水位以下0.70~0.90粉土0.33~0.43坚硬、硬塑0.20~0.40可塑0.40~0.70粘性土软塑、流塑0.70~1.00注：1、碎石土及非饱和砂土：密实、颗粒粗的取小值；2、非饱和粘性土：液性指数低的取小值；3、饱和粘性土、饱和砂土：含气量α1≤0.1%时取大值。4.3.7当6级防空地下室的顶板底面按本规范第3.3.7条规定高出地面，直接承受空气冲击波作用的外墙最大水平均布压力P’c2可取2ΔPm。4.3.8结构底板上核爆动荷载最大压力可按下式计算：Pc3=ηPc1（4.3.8）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α1≤0.1%时，取最大值。4.3.9作用在防空地下室出入口通道内临空墙、门框墙的最大压力值Pc，可按表4.3.9取值。表4.3.9出入口通道内临空墙、门框墙的最大压力值Pc抗力力等级出入口部位及形式654B4顶板荷载计入上部建筑物影响的室内出入口2.0ΔPm1.9ΔPm——ζ＜30°2.4ΔPm2.8ΔPm室外直通、单向出入口，顶板荷载未计入上部建筑物影响的室内出入口ζ≥30°2.0ΔPm2.4ΔPm3.0ΔPm3.0ΔPm室外竖井、穿廊出入口2.0ΔPm2.0ΔPm2.0ΔPm2.0ΔPm注：ζ为直通、单向出入口梯段的坡度角。4.3.10防空地下室出入口通道内防护密闭门及防爆波活门，应按表4.3.10的规定选用定型产品。相邻两防护单元之间防护密闭门，应按表4.5.8-1及4.5.8-2的规定选用定型产品。表4.3.10出入口通道内防护密闭门及防爆波活门设计压力选用值抗力等级出入口形式654B4竖井或穿廊式3ΔPm3ΔPm2ΔPm2ΔPm直