人民防空地下室设计规范 GB50038-2005

4.7.1 常规武器地面爆炸作用在防空地下室结构各部位的等效静荷载标准值，除按本规范公式计算外，也可按本节规定直接选用。
4.7.2 防空地下室钢筋混凝土梁板结构顶板的等效静荷载标准值q_ce1可按下列规定采用：
    1 当防空地下室设在地下一层时，顶板等效静荷载标准值q_ce1可按表4.7.2采用。对于常5级当顶板覆土厚度大于2.5m，对于常6级大于1.5m时，顶板可不计入常规武器地面爆炸产生的等效静荷载，但顶板设计应符合本规范第4.11节规定的构造要求；
    2 当防空地下室设在地下二层及以下各层时，顶板可不计入常规武器地面爆炸产生的等效静荷载，但顶板设计应符合本规范第4.11节规定的构造要求。

  注：1 顶板按弹塑性工作阶段计算，允许延性比[β]取4.0；
        2 顶板覆土厚度h为小值时，q_ce1取大值；
        3 当符合本规范第4.3.4条规定考虑上部建筑影响时，可取用表中括号内数值。
4.7.3 防空地下室外墙的等效静荷载标准值q_ce2以可按下列规定采用：
    1 土中外墙的等效静荷载标准值q_ce2，可按表4.7.3-1、表4.7.3-2采用；
    2 对按本规范第3.2.15条规定，顶板底面高出室外地面的常5级、常6级防空地下室，直接承受空气冲击波作用的钢筋混凝土外墙按弹塑性工作阶段设计时，其等效静荷载标准值q_ce2对常5级可取400kN/m²，对常6级可取180kN/m²。

  注：1 表内砌体外墙数值系按防空地下室净高≤3.0m，开间≤5.4m计算确定；钢筋混凝土外墙数值系按计算高度≤5.0m计算确定；
        2 砌体外墙按弹性工作阶段计算；钢筋混凝土外墙按弹塑性工作阶段计算，[β]取3.0；
        3 顶板埋置深度h为小值时，q_ce2取大值。

  注：1 表内数值系按钢筋混凝土外墙计算高度≤5.0m，允许延性比[β]取3.0计算确定；
        2 当含气量α₁＞1％时，按非饱和土取值；当0.05％＜α₁＜1％时，按线性内插法确定；
        3 顶板埋置深度h为小值时，q_ce2取大值。
4.7.4 防空地下室底板设计可不考虑常规武器地面爆炸作用，但底板设计应符合本规范第4.11节规定的构造要求。
4.7.5 防空地下室室外出入口支承钢筋混凝土平板防护密闭门的门框墙(图4.7.5-1)，其常规武器爆炸等效静荷载标准值可按下列规定确定：

注：l——门框墙悬挑长度(mm)；
        l₁——门扇传来的作用力至悬臂根部的距离(mm)，其值为门框墙悬挑长度l减去1/3门扇搭接长度；
        l₂——直接作用在门框墙上的等效静荷载标准值分布宽度(mm)，其值为门框墙悬挑长度l减去门扇搭接长度。
    1 直接作用在门框墙上的等效静荷载标准值q_e，可按表4.7.5-1采用。当室外出入口通道净宽大于3.0m时，可将表中数值乘以0.9采用；

  注：1 L为室外出入口至防护密闭门的距离(图4.7.5-2)；
        2 当5m＜L＜10m及10m＜L＜15m时，可按线性内插法确定。
    2 由钢筋混凝土门扇传来的等效静荷载标准值，可按下列公式计算确定：

    式中 q_ia、q_ib——分别为沿上下门框和两侧门框单位长度作用力的标准值(kN/m)；
        γ_a、γ_b——分别为沿上下门框和两侧门框的反力系数。单扇平板门可按表4.7.5-2采用，双扇平板门可按表4.7.5-3采用；
        q_e——作用在防护密闭门上的等效静荷载标准值，可按表4.7.5-1采用；
        a、b——分别为单个门扇的宽度和高度(m)。

图4.7.5-2 室外出入口至防护密闭门的距离示意

  注：R为爆心至出入口的水平距离。

4.7.6 防空地下室室外出入口通道内的钢筋混凝土临空墙，其等效静荷载标准值可按表4.7.6采用。当室外出入口净宽大于3.0m时，可将表中数值乘以0.9采用。

 注：1 L为室外出入口至防护衙闭门的距离(图4.7.5-2)；
        2 当5m＜L＜10m及10m＜L＜15m时，可按线性内插法确定。

4.7.7 防空地下室室内出入口支承防护密闭门的门框墙及临空墙的等效静荷载标准值，可按下列规定确定：
    1 当防空地下室室内出入口侧壁内侧至外墙外侧的最小水平距离小于等于5.0m时，防空地下室室内出入口门框墙、临空墙的等效静荷载标准值可分别按表4.7.5-1、表4.7.6中室外竖井、楼梯、穿廊出入口项的数值乘以0.5采用；
    2 当防空地下室室内出入口侧壁内侧至外墙外侧的最小水平距离大于5.0m时，防空地下室室内出入口门框墙、临空墙可不计入常规武器地面爆炸产生的等效静荷载，但门框墙、临空墙设计应符合本规范第4.11节规定的构造要求。
4.7.8 防空地下室相邻两个防护单元之间的隔墙以及防空地下室与普通地下室相邻的隔墙可不计入常规武器地面爆炸产生的等效静荷载，但常5级、常6级隔墙厚度应分别不小于250mm、200mm，配筋应符合本规范第4.11节规定的构造要求。
4.7.9 对多层防空地下室结构，当相邻楼层分别划分为上、下两个防护单元时，上、下两个防护单元之间楼板可不计入常规武器地面爆炸产生的等效静荷载，但楼板厚度应不小于200mm，配筋应符合本规范第4.11节规定的构造要求。
4.7.10 当防空地下室主要出入口采用楼梯式出入口时，作用在出入口内楼梯踏步与休息平台上的常规武器爆炸动荷载应按构件正面受荷计算。动荷载作用方向与构件表面垂直，其等效静荷载标准值可按下列规定确定：
    1 当主要出入口为室外出入口时，对常5级可取110kN/m²，对常6级可取50kN/m²；
    2 当主要出入口为室内出入口，且其侧壁内侧至外墙外侧的最小水平距离小于等于5.0m时，对常5级可取90kN/m²，对常6级可取40kN/m²；
    3 当主要出入口为室内出入口，且其侧壁内侧至外墙外侧的最小水平距离大于5.0m时，可不计入等效静荷载。
4.7.11 作用在防空地下室室外出入口土中通道结构上的常规武器爆炸等效静荷载，可按下列规定确定：
    1 有顶盖的通道结构，按承受土中压缩波产生的常规武器爆炸动荷载计算，其等效静荷载标准值可按本规范第4.7.2～4.7.4条确定；
    2 无预盖敞开段通道结构，可不考虑常规武器爆炸动荷载作用；
    3 土中竖井结构，无论有无项盖，均按由土中压缩波产生的法向均布动荷载计算，其等效静荷载标准值可按本规范第4.7.3条的规定确定。
4.7.12 作用在与土直接接触的扩散室顶板、外墙及底板上的常规武器爆炸等效静荷载可按本规范第4.7.2～4.7.4条确定。扩散室与防空地下室内部房间相邻的临空墙可不计入常规武器爆炸产生的等效静荷载，但临空墙设计应符合本规范第4.11节规定的构造要求。
 

条文说明

4.7 常规武器爆炸动荷载作用下结构等效静荷载

4.7.2 对于防空地下室顶板的等效静荷载标准值：
    本条第1款及表4.7.2计算采用的有关条件为：顶板材料为钢筋混凝土，混凝土强度等级为C25；按弹塑性工作阶段计算，允许延性比[β]取4.0；顶板四边按固支考虑；板厚对常6级取200～300mm，对常5级取250～400mm；板短边净跨取4～5m。括号内的数值是根据本规范第4.3.4条的规定，考虑上部建筑影响乘以0.8的折减系数后得到的。
    常规武器地面爆炸时，防空地下室顶板主要承受空气冲击波感生的地冲击作用。一般来说，距常规武器爆心越远，顶板上受到的动荷载越小。另外，结构顶板区格跨度不同时，其等效静荷载值也不一样。为便于设计，本规范对同一覆土厚度不同区格跨度顶板的等效静荷载取单一数值。
    相关试验和数值模拟研究表明：常规武器爆炸空气冲击波在松散软土等非饱和土中传播时衰减非常快。根据本规范附录B的公式计算可以确定：当防空地下室顶板覆土厚度对于常5级、常6级分别大于2.5m、1.5m时，动荷载值相对较小，顶板设计通常由平时荷载效应组合控制，故此时顶板可不计入常规武器地面爆炸产生的等效静荷载。
    当防空地下室设在地下二层及以下各层时，根据本条第1款的规定以及常规武器爆炸空气冲击波衰减快的特点，经综合分析，此时作用在防空地下室顶板上的常规武器地面爆炸产生的等效静荷载值很小，可忽略不计。
4.7.3 对于防空地下室外墙的等效静荷载标准值：
    常规武器地面爆炸时，防空地下室土中外墙主要承受直接地冲击作用。表4.7.3计算中采用的有关条件如下：
    砌体外墙：采用砖砌体，净高按2.6～3m，墙体厚度取490mm，允许延性比[β]取1.0。
    钢筋混凝土外墙：考虑单向受力与双向受力二种情况；净高按h≤5.0m；墙厚对常6级取250～350mm，对常5级取300～400mm；混凝土强度等级取C25～C40；按弹塑性工作阶段计算，允许延性比[β]取3.0。
    当常6级、常5级防空地下室顶板底面高出室外地面时，高出地面的外墙承受常规武器爆炸空气冲击波的直接作用。此时外墙按弹塑性工作阶段计算，允许延性比[β]取3.0。
4.7.4 作用到结构底板上的常规武器爆炸动荷载主要是结构顶板受到动荷载后向下运动所产生的地基反力。在常规武器非直接命中地面爆炸产生的压缩波作用下，防空地下室顶板的受爆区域通常是局部的，因此作用到防空地下室底板上的均布动荷载较小。对于常5级、常6级防空地下室，底板设计多不由常规武器爆炸动荷载作用组合控制，可不计入常规武器地面爆炸产生的等效静荷载。
4.7.5 常规武器地面爆炸直接作用在门框墙上的等效静荷载是由作用在其上的动荷载峰值乘以相应的动力系数后得出的。这里的动力系数按允许延性比[β]等于2.0计算确定。这是由于常规武器爆炸动荷载与核武器爆炸动荷载相比，其作用时间要短得多，结构构件在常规武器爆炸动荷载作用下的允许延性比可取的大一些。
    直接作用在门框墙上的动荷载主要是根据现行《国防工程设计规范》中有关公式计算确定的。该组公式是依据现场化爆试验、室内击波管试验，并结合理论分析提出的。其考虑因素比较全面，如考虑了冲击波传播方向与通道轴线的夹角、坡道的坡度角、通道拐弯、通道长度以及通道截面尺寸等因素的影响。相对于核武器爆炸空气冲击波，常规武器爆炸产生的空气冲击波在通道中传播时衰减较快。无论是直通式，还是单向式，通道截面尺寸越大，防护密闭门前距离越长，作用在防护密闭门上的动荷载越小。
    根据防空地下室室外出入口的特点，出入口通道等效直径往往难以确定，以致于无法按公式计算荷载，此时以出入口宽度来区分通道大小比较符合实际情况。一般车道宽度不小于3.0m，因此，以出入口宽度等于3.0m为分界线划分大小两种通道。根据上述公式可计算出直通式、单向式及竖井、楼梯、穿廊式出入口不同通道宽度、不同距离处门框墙上的等效静荷载标准值。直通式、单向式出入口按坡道坡度ζ分为ζ＜30°及ζ≥30°两种情况计算，其中ζ≥30°时按夹角等于30°的有关公式计算，ζ＜30°时按夹角等于0°的有关公式计算，竖井、楼梯、穿廊式出入口按夹角等于90°的有关公式计算。
    表4.7.5-2、表4.7.5-3给出的单扇及双扇平板门反力系数，是门崩按双向平板受力模型经计算得出。由于钢结构门扇是由门扇中的肋梁将作用在门扇上的荷载传递到门框墙上，门扇受力模型明显不同于双向平板，其中钢结构双扇门近似于单向受力，若按本条公式进行门框墙设计偏于不安全。
4.7.6 常规武器爆炸作用到室外出入口临空墙上的等效静荷载标准值按弹塑性工作阶段计算，允许延性比[β]取3.0，计算方法参照门框墙荷载。
4.7.7 常规武器爆炸空气冲击波在传播过程中衰减较快，而室内出入口距爆心的距离相对较远，作用到室内出入口内临空墙、门框墙上的动荷载往往较小。室内出入口距外墙的距离以5.0m为界，是参照本规范第3.3.2条的规定确定的。距外墙的距离不大于5.0m的室内出入口可用作战时主要出入口，作用到出入口内临空墙、门框墙上的等效静荷载标准值经按现行《国防工程设计规范》中夹角等于90°的有关公式计算，且考虑上部建筑影响后得出。
4.7.10 为便于设计计算，本条在确定楼梯间休息平台和楼梯踏步板的等效静荷载时作了如下简化：楼梯休息平台和楼梯踏步板上等效静荷载取值相同，上下梯段取值相同，允许延性比[β]取3.0。