维普资讯 http://www.cqvip.com 防空地下室结构设计应注意的问题 ｎ Ｉ 空地下室工程是国防战备工程，其建设的规 动荷载转化为等效静载，对等效静载和静荷载进行组 合后，通过内力分析确定截面厚度及配筋，具体计算方 喜 詈 妻 法可按有关规定进行。 △Ｐ 者基础埋深超过３ｍ（含３ｍ）的民用建筑，都要按照地面 首层建筑面积修建防空地下室。此外，新建住宅小区或 单体建筑面积超过７０００（含７０００）ｍ 的其他民用建筑， 都应该按照总建筑面积的２％修建防空地下室。所以， 防空地下室建设将保持长期发展、持续增长的状态，而 防空地下室的设计也将变得愈加重要。笔者结合从事 人防工程设计的经验，对防空地下室结构设计中应注 意的问题谈几点浅见。 一、结构荷载及内力计算 Ａｐｒｎ一地面空气冲击波最大超压（Ｎ／ｍｍ ）； １、核爆动荷载的形成及内力分析 ①普通地下室承受的荷载，主要是地上建筑传来 的荷载及土压力、水压力、本身自重等荷载。防空地下 ｔｌ一地面空气冲击波按切线简化的等效作用时间（ｓ）。 Ｐ 室还要考虑结构承受的动荷载，即核爆冲击波荷载。核 武器在空中爆炸时，其瞬间释放的巨大能量，使武器本 身连同周围的空气一起变成高温高压的火球。火球迅 速膨胀，强烈冲击邻近的空气而形成向四周传播的压 缩空气层。这种压缩空气向前（未扰动的空气中）运动形 成压缩区，压缩区向外扩大到一定程度时，由于爆炸产 物和空气向外膨胀惯性的影响，导致在爆心区形成稀 疏区，稀疏区紧跟在压缩区之后。这样的两个状态在空 图二 ③作用在人防地下室结构的等效静载和静载确定 后，就可按结构静力计算方法进行内力分析。对于超静 气中的传播，就形成空气冲击波。核爆冲击波作用于地 定的人防地下室结构，可考虑由非弹性变形所产生的 面，形成土中压缩波。防空地下室动荷载就是空气冲击 塑性内力重分布。当人防地下室顶板、底板和墙体分别 波和土中压缩波单独或共同作用（取决于地下室的埋 计算时，顶板按受弯构件计算，即按一般民用建筑楼板 置方式）的结果。 计算方法；底板按倒置楼板计算；外墙按压弯构件或受 ②在结构计算中，核爆炸地面空气冲击波超压波 弯构件计算；内墙按受压构件计算。人防地下室顶、底 形，可取在峰值压力处按切线简化的无升压时间的三 板厚度，除根据荷载和跨度大小按正截面抗弯强度计 角形（见图一）；土中压缩波可简化为有升压时间的平台 算外，还应验算斜截面抗剪强度及抗冲切强度。 形（见图二）。在实际设计中，要通过计算将核爆冲击波 ２、应考虑的问题 １ ２ ２００２年第３期《工程建设与档案》 维普资讯 http://www.cqvip.com ①在核爆动荷载单独作用或与静荷载同时作用 下，材料应考虑强度的瞬时提高。所以，材料动力强度 在防护单元内禁止设置沉降缝、伸缩缝； 因上部建筑需要而设置的伸缩缝、抗震缝，其防空 设计值要乘以综合调整系数Ｙｄ（见表一）取值。混凝土 地下室可不设； 和砌体的弹性模量可取静荷载单独作用时的１．２倍。 材料强度综合调整系数州 表一 材料种类 热 轧 钢 筋 Ｉ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 料地上建筑物层数较高、荷载较大时，其室外出入口 与主体结构连接处应设沉降缝； 防空地下室结构伸缩缝的设置应按照有关规范的 要求执行，且宜与防护单元的设置相结合。 综合调整系数＂ｙｄ １．５０ １．３５ １．２７ １１０ ．级 级 级 级 石 ４、钢筋混凝土受弯构件，宜在受弯区配置构造钢 筋，其面积不应小于受拉钢筋的最小配筋率，在连续 梁、支座和框架节点处不小于主筋的三分之一。 ５、防空地下室顶底板与墙体交接处的节点应进行 混 凝 土 １．５０ 砌体 抗剪验算。双面配筋的底板和墙体当按计算不需要抗 注：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、 剪箍筋时，应按照梅花形设置拉结筋，钢筋直径为６＿一 受弯、受剪和受扭等不同受力状态； ８ｍｍ。间距不大于５００ｍｍ。 ６、连续梁及框架在距支座边缘１．５倍梁高范围内， ②当板的周边支座横向伸长受到约束时，其跨中 箍筋配筋率不应低于０．１５％，箍筋间距不宜大于梁高 截面的计算弯矩可乘以折减系数０．７；如在板的计算中 的四分之一，箍筋直径不宜大于主筋直径的５倍。对受 已记入轴力的作用，则不应乘以折减系数。 拉钢筋的搭接处，宜采用封闭箍筋，间距不大于 ③按等效静载法分析得出的内力，在进行墙柱受 ｌＯＯｍｍ。 压构件正截面承载力验算时，其混凝土及砌体的轴心 ７、承受核爆动荷载的钢筋混凝土结构构件，其纵 抗压动力强度设计值应乘以０．８的折减系数；进行梁 向受力钢筋的最小配筋率应满足以下要求： 柱斜截面承载力验算时，其混凝土及砌体的动力强度 设计值应乘以０．８的折减系数。 二、结构构造要求 下列要求： 钢筋混凝土防空地下室的混凝土强度等级不低于 对于采用蒸气养护或掺人早强剂的混凝土，应乘以０．８５折减系数。 混凝土预制块 普通粘土砖 １．５０ 轴心受压构件的全部受压钢筋为０．４％；偏心受压 及偏心受拉构件的受拉钢筋为０．２％；受弯构件的受拉 钢筋为０．２％，当混凝土强度大于Ｃ２０时，为０．２５％。 １、防空地下室结构材料的选用和构件尺寸应满足 ８、当防空地下室地上部分为高层建筑时，结构设 计要考虑一些特殊的构造要求： 人防地下室墙体门、窗洞边处，墙体在Ｌ型、Ｔ型、 Ｃ２０，其中独立柱的混凝土等级不应低于Ｃ３０，墙体厚 ｚ型及十字型等复杂平面的转角交接处，宜设置构造 度不应低于２００ｍｍ，顶底板、楼板厚度不应低于 暗柱。暗柱设置在墙端１．５—２．０倍墙厚范围内。 ２００ｍｍ； 框架柱与人防地下室交接处，应验算墙体的局部 砖混结构防空地下室砖标号应不低于ＭＵ ＩＯ，砌筑 承压强度。当承压强度不能满足时，应增设八字角，并 砂浆标号不得低于Ｍ５，且不得采用硅酸盐砖和砌块， 且墙体和柱边或柱角和八字角之间的净距不宜小于 砖砌体外墙厚度不小于４９０ｍｍ，承重内墙厚度不小于 ５ｃｍ（Ｊ见图三）。 ３７０ｍｍ，非承重墙厚度不小于２４０ｍｍ。 砖混结构防空地下室的口部防护密闭段应采用钢 筋混凝土整体结构。 ２、人防地下室结构受力钢筋混凝土保护层的最小 厚度：和土壤接触的一侧为３ｃｍ，内侧为２ｃｍ，在有侵 蚀作用的介质中为４ｃｍ。 嘧 图三 ２００２年第３期《工程建设与档案》１３ ３、防空地下室结构变形缝的设置应满足下列要 求： 维普资讯 http://www.cqvip.com 框架柱主筋伸人人防地下室墙体内的深度：外柱 砖砌外墙上可设置战时封堵的通风采光窗。窗洞 及抗震墙体边柱主筋应直通到基底；内柱四角的主筋 口两侧应设置钢筋混凝土柱，柱断面不小于２４０ｍｍ乘 应直通到底，其余钢筋可伸人墙体４５ｄ；当有多层地下 墙厚，柱上下钢筋伸人顶底板长度应满足锚固长度的 室时，上述伸到底的主筋可伸人一层地下室。 地面建筑首层，当底层柱的混凝土标号高于人防 地下室墙体的标号时，可以加强墙的插筋，以提高墙的 凝土圈梁，以扩散压应力。 要求。 三、结构防水要求 １、防水混凝土结构钢筋保护层厚度迎水面不应小 应小于５０ｍｍ。 局部承压能力；也可以在墙顶做与柱同标号的钢筋混 于３５ｍｍ，当直接处于侵蚀性介质中时，保护层厚度不 ９、防空地下室门框墙厚度不应小于３００ｍｍ，受力 ２、当采用刚性防水方案时，应尽量少留或不留施 钢筋直径不应小于１２ｍｍ，间距不宜大于２５０ｍｍ，配筋 工缝，并不宜设置垂直施工缝；各种管道和电缆穿墙孔 率不小于０．２５％；在门洞四角的内外侧，应配置２根直 应特别注意其防护措施及防水处理，管道和电缆尽可 径１６ｍｍ的斜向钢筋，长度不应小于ｌＯ００ｍｍ（见图四）。 能在地下水位以上通过，或者在设计时尽量使其集中 通过，以减少渗漏机会。 — ．１ＩＩ ３、外墙水平施工缝必须设置在距底板大于或等于 ／寸】８锚固筋 ｌ ｌ ；１ ．Ｊ ５０ｍｍ的墙身上；内墙施工缝最好与外墙一样设置。施 工缝宜采用企口式或钢板止水片式，必要时，在施工缝 迎水面增设一道刚性防水层。 ４、当人防地下室长度超过４０ｅｍ，并采用柔性防水 方案时，可设置顶板、底板和墙体贯通的后浇施工缝， 缝宽不宜小于８０ｅｍ。在施工缝处钢筋必须贯通，待顶 １０、墙上洞口边缘应设置加强钢筋，直径不小于 板浇完并至少相隔两周后，再用比设计号高一级的混 １２ｒａｍ，每边不少于２根，且不小于洞口范围内被切断 凝土或微膨胀混凝土将缝补齐，并加强养护。后浇施工 钢筋面积的一半，其锚固长度为４０ｄ。洞口尺寸小于 缝处宜增设ｏ１４＠２００的附加钢筋。 ３００ｒａｍ时，墙中钢筋可绕过洞边，不必另设加强钢筋。 四、平战转换设计 １ １、混合结构的防空地下室要考虑结构的整体性 要求。 图 １、抗爆隔墙可在战前构筑，但墙、柱应预留拉结 筋，砖砌隔墙厚度应不小于３７０ｍｍ。 ２、防护单元隔墙不应预留设计，但可开设供平时 非现浇顶板的所有墙体顶部均应设置圈梁。梁宽 同墙宽，高度不低于１８０ｍｍ，且不得断开。圈梁上下各 使用的连通口，其同一隔墙上连通口的总宽度不宜超 配置３根直径１２ｍｍ钢筋，箍筋直径不小于６ｍｍ（当圈 过墙体总宽度的三分之一，且单个洞口宽度不宜超过 梁兼做过梁时，另行验算）。顶板与圈梁的连接处应设 ６ｍ，高度不宜超过３ｍ。 锚固钢筋（见图五）。顶板为现浇顶板时，内墙圈梁可间 ３、在二层或多层防空地下室上下防护单元之间的 楼板上，可开设供平时使用的洞口，但应进行水平封堵 设计。 隔设置，但间距不宜大于ｌ２米。 加２ １６ ４、二层或多层防空地下室的楼梯间与每层连通的 通道，应进行垂直封堵设计。 ５、设置后加柱的交叉梁结构。加柱前应按平时荷 载进行设计计算，加柱后应按静荷载和等效静载共同 图五 ‘ 作用进行验算。构件截面设计应满足加固前、后两种不 同受力状态的各项要求。后加柱与顶底板或者上下梁 作者单位：河南省人防建笳设计院 防空地下室外墙转角和与内墙交接处应设置构造 连接处，应有可靠的连接措施进行预留设计。 柱。 １４ ２００２年第３期《工程建设与档案》