人防工程范仲兴讲课提纲

1讲课提纲华优建筑设计院教授级高级工程师范仲兴讲课共分八个部分：一、预告《防空地工程结构实用设计手册》明年一季度即将出版发行1．本《手册》为适应我国防空地下工程建设的需要，根据国家人民防空办公室下达的任务，由主编单位中国建筑设计研究院和主编范仲兴、范重负责完成编制工作。2．本《手册》全面论述了防空地下工程结构防护设计的基本概念、设计方法、设计要点和编制了大量的结构实用计算图表。它是一套可供人防结构设计人员藉以提高设计工作效率，保证防空地下工程设计质量的实用手册。3．本《手册》在有关章节中列举了若干计算实例和荷载示例，这对正确理解和运用规范起到了示范作用。4．本《手册》在编写中，还吸收了我国核效应试验的科研成果，充分体现了它的先进性、系统性、可靠性和实用性。5．本《手册》实用性很强，是各省、市建筑设计院、人防专业设计院、防空地下工程施工图设计审查组人员和人防工程监理工程师必备的工具资料，并可供各大军区、各省、市人民防空办公室的技术人员和大专院校土建专业的师生以及其它有关单位参考使用。6．本《手册》共分四册。想利用这次讲课机会在编制内容上请各位多提宝贵意见。现将总目录和第一册的目录附后(详附件2)。二、防空地下室的防护1。防护要求2。防护标准3。甲类防空地下室防护标准4．乙类防空地下室防护标准三、介绍常规武器和核武器对人员和建筑物的杀伤和破坏作用，重点2介绍防护级别与作用在防空地下室结构上的等效静荷载之间的因果关系以及为什么防空地下室不考虑抗震要求。四、各级人防主管部门领导要尽最大努力修建防空地下室修改防空地下室有利于：1．有利于就近掩蔽，保存有生力量2．修建高层建筑下部的防空地下室更具有安全感3．有利于防早期核辐射4．有利于防地震5．造价低于单建人防工程五、防空地下室设计原则1。防护要求2．结构选型3．设计原则4。结构设计一般原则5。结构设计的一般规定6．结构设计的一般步骤六、防空地下室和单建人防工程计算公式汇总(详附件1)《规范》编制等效静荷载标准值选用表的说明：自编制《人民防空地下室设计规范》(GBj38-79)以来，考虑到使用对象，大部分来自于搞工业与民用建筑工程的结构设计人员，他们对防空地下室工程的设计不太熟悉，从而将等效静荷载标准值选用表编入了《人民防空地下室设计规范》，供设计人员选用。近十多年来，由于城市地下空间的开发利用和贯彻“平战结合”的方针，结构跨度和地下室净高增大、顶板上部覆土厚度加厚、顶板结构选型的多样性等等，《规范》所提供的等效静荷载标准值选用表已经不能适应当前人防工程建设发展的需要。另一方面，因为《规范》不是设计手册，为减少《规范》表格数量，将选用参数级差拉大，致3使设计人员在选用等效静荷载标准值时，容易出现选大而不选小等问题，造成材料用量过多。在这里为设计人员提供了一套简易、直观的等效静荷载标准值的计算公式。这样，既能查表，又能计算，遇到问题，就可以迎刃而解。“核爆”动荷载作用下防空地下室结构构件等效静荷载标准值的计算公式(详附件1)。七、防空地下室的防护重点在口部现将有关防倒塌棚架和楼梯荷载的确定，经西部核试验和“模爆”试验所取得的成果向大家作一介绍。八、在人防工程领域内极需开展科学研究。例如：1．应研制一种新结构新材料的防护密闭门代替现有的钢结构门。目前钢结构门存在五大缺点：①钢结构不能防早期核辐射中子流；②钢结构大门在冲击波作用下变形大，爆后开启不灵；③造价高；④平时维护管理费用高；⑤施工复杂。2．在高层建筑的多层地下室中，防空地下室布置在负二层或以下时，作用在防空地下室顶板上的等效静荷载应衰减多少？现不得而知。应开展试验研究，具有重大的经济效益；3．对于带有桩基的防空地下室底板，作用在桩基和底板上的等效静荷载分布比例应为多少？现不得而知。应开展这项课题的试验研究，验证现有假定是否正确，这对带有桩基的防空地下室底板的设计正确性具有重要意义。诸如此类的问题极需开展科学研究工作，使防空地下室的设计水平向前迈进。4(附件1)“核爆”动荷载作用下防空地下室结构构件等效静荷载标准值的计算第一节顶板等效静荷载标准值计算公式表1-1核5级防空地下室顶板等效静荷载标准值计算公式上部地面建筑首层条件计入上部建筑的影响(防空地下室工程)不计入上部建筑的影响(单建人防工程)顶板覆土厚度h≤0.5mqe=KdΔP5ms＝0.95KdΔP5m(公式1-1)qe=KdΔP5m(公式1-5)0.5m＜h≤1.5mqe=KfKdΔP5ms＝0.95KfKdΔP5m(公式1-2)qe=KfKdΔP5m(公式1-6)h＞1.5mqe=KsKfKdΔP5ms＝0.95KsKfKdΔP5m(公式1-3)qe=KsKfKdΔP5m(公式1-7)升压时间(s)t0h=0.025＋(γC-1)h/v0(公式1-4)t0h=(γC-1)h/v0(公式1-8)表1-2核6级防空地下室顶板等效静荷载标准值计算公式上部地面建筑首层条件计入上部建筑的影响(防空地下室工程)不计入上部建筑的影响(单建人防工程)顶板覆土厚度h≤0.5mqe=KdΔP6ms＝Kd△P6m(公式1-9)qe=KdΔP6m(公式1-13)0.5m＜h≤1.5mqe=KfKdΔP6ms＝KfKd△P6m(公式1-10)qe=KfKdΔP6m(公式1-14)h＞1.5mqe=KsKfKdΔP6ms=KsKfKd△P6m(公式1-11)qe=KsKfKdΔP6m(公式1-15)升压时间(s)t0h=0.025＋(γC-1)h/v0(公式1-12)t0h=(γC-1)h/v0(公式1-16)5表1-3核6B级防空地下室顶板等效静荷载标准值计算公式上部地面建筑首层条件计入上部建筑的影响(防空地下室工程)不计入上部建筑的影响(单建人防工程)顶板覆土厚度h≤0.5mqe=KdΔP6Bms＝Kd△P6Bm(公式1-17)qe=KdΔP6Bm(公式1-21)0.5m＜h≤1.5mqe=KfKdΔP6Bms＝KfKd△P6Bm(公式1-18)qe=KfKdΔP6Bm(公式1-22)h＞1.5mqe=KsKfKdΔP6Bms=KsKfKd△P6Bm(公式1-19)qe=KsKfKdΔP6Bm(公式1-23)升压时间(s)t0h=0.025＋(γC-1)h/v0(公式1-20)t0h=(γC-1)h/v0(公式1-24)表中：ΔP5ms—5级防空地下室上部建筑底层冲击波计算超压值(kN/m2)；ΔP6ms—6级防空地下室上部建筑底层冲击波计算超压值(kN/m2)；ΔP6Bms—6B级防空地下室上部建筑底层冲击波计算超压值(kN/m2)；ΔP5m—5级防空地下室室外地面冲击波最大超压值(kN/m2)(依据国家现行的有关规定确定)；△P6m—6级防空地下室室外地面冲击波最大超压值(kN/m2)(依据国家现行的有关规定确定)；△P6Bm—6B级防空地下室室外地面冲击波最大超压值(kN/m2)(依据国家现行的有关规定确定)。6表1～3使用说明：表中：qe—作用在顶板上的等效静荷载标准值；Kj—上部建筑物影响系数；Ks—土中压缩波衰减系数；Kf—土中压缩波作用于结构顶板上的综合反射系数；ΔPms—防空地下室上部建筑底层冲击波计算超压值；ΔPm—核武器爆炸地面空气冲击波最大超压。Kj、Ks、Kf、Kd系数的确定⑴上部建筑物影响系数Kj当空气冲击波从门、窗孔洞进入防空地下室上部建筑物底层大空间时，空气冲击波将产生扩散作用，空气冲击波超压峰值会有所降低,波形会出现升压时间。此时，在确定防空地下室顶板荷载时，在一定条件下可考虑ΔPm进入地面建筑物后，冲击波所产生的扩散作用。故此在《规范》中规定，当符合下列条件之一时,即可考虑上部建筑物的影响：①上部建筑层数不少于二层，其底层外墙为钢筋混凝土或砌体承重墙,且任何一面外墙墙面的开孔面积不大于该墙面面积的50％；②上部为单层建筑,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。对符合上述条件之一的核6级和核6B级防空地下室,上部建筑物的影响系数Kj仍取1；升压时间可取0.025s。即：空气冲击波超压计算值ΔP6ms＝△P6m、ΔP6Bms＝△P6Bm对符合上述条件之一的核5级防空地下室,上部建筑物的影响系数Kj取0.95；升压时间取0.025s。即：空气冲击波超压计算值ΔP5ms＝0.95ΔP5m，7对于上部无地面建筑物的单建人防工程，上部建筑物的影响系数Kj取1。即：空气冲击波超压计算值ΔP6ms＝△P6m、ΔP6Bms＝△P6Bm、ΔP5ms＝ΔP5m。⑵土中压缩波衰减系数KsKs＝)]1(1[21tvht2—地面空气冲击波按等冲量简化的等效作用时间(s)，可按规范表4.4.1采用：ｖ1—土的峰值压力波速（m/s）；v1=v0/γcδ—土的应变恢复比，当无实测资料时，可按规范4.4.3-1，表4.4.3-2注2～4采用；γC—波速比，当无实测资料时，可按规范4.4.3-1，表4.4.3-2注2～4采用；ｖ0—土的起始压力波速（m/s），当无实测资料时，可按规范4.4.3-1，表4.4.3-2h—土的计算深度(m)，取顶板的覆土厚度。当覆土计算深度小于或等于1.5m时，可不考虑衰减，Ks＝1.0。⑶综合反射系数Kf，可按下列规定确定：1)覆土厚度h≤0.5m时,Kf＝1.0；2)覆土厚度h大于或等于结构不利覆土厚度hm时,非饱和土的Kf值可按规范表4.5.3确定；饱和土的Kf值可按下列规定确定：①当△Pm(N/mm2)≥20α1时，平顶结构Kf＝2.0，非平顶结构Kf＝1.8；②当△Pm(N/mm2)≤16α1时，Kf值按非饱和土确定；8③当16α1＜△Pm(N/mm2)＜20α1时,K值可按线性内插法确定。3)结构顶板覆土厚度h小于结构不利覆土厚度hm时，Kf值可按下列公式计算：Kf＝1＋(Km－1)h／hm式中：hm—顶板的不利覆土厚度，可按规范表4.5.4-1、4.5.4-2查得；Km—顶板不利覆土厚度hm处的综合反射系数，可按规范表4.5.3查得。⑷Kd—结构构件动力系数Kd结构构件动力系数可按规范表4.6.5查得。⑸ΔPm—核武器爆炸地面空气冲击波最大超压，依据国家现行的有关规定确定。第二节外墙等效静荷载标准值计算公式表2-1防空地下室外墙等效静荷载标准值计算公式上部地面建筑外墙条件计入上部建筑的影响(防空地下室工程)不计入上部建筑的影响(单建人防工程)核5级上部建筑外墙为钢筋混凝土承重墙qe=KsξKdΔP5ms=1.20KsξKdΔP5m公式(2-1)qe=KsξKdΔP5m公式(2-5)上部建筑外墙为抗震设防砌体结构或框架结构qe=KsξKdΔP5ms=1.00KsξKdΔP5m公式(2-2)核6级上部建筑外墙为：钢筋混凝土承重墙、抗震设防砌体结构或框架结构qe=KsξKdΔP6ms=1.10KsξKdΔP6m公式(2-3)qe=KsξKdΔP6m公式(2-6)核6B级上部建筑外墙为：钢筋混凝土承重墙、抗震设防砌体结构或框架结构qe=KsξKdΔP6Bms=1.10KsξKdΔP6Bm公式(2-4)qe=KsξKdΔP6Bm公式(2-7)升压时间(s)t0h=(γC-1)h/v0公式(2-8)9表中：ΔP5ms—5级防空地下室室外地面冲击波计算超压值(kN/m2)；ΔP6ms—6级防空地下室室外地面冲击波计算超压值(kN/m2)；ΔP6Bms—6B级防空地下室室外地面冲击波计算超压值(kN/m2)；ΔP5m—5级防空地下室室外地面冲击波最大超压值(kN/m2)(依据国家现行的有关规定确定)；△P6m—6级防空地下室室外地面冲击波最大超压值(kN/m2)(依据国家现行的有关规定确定)；△P6Bm—6B级防空地下室室外地面冲击波最大超压值(kN/m2)(依据国家现行的有关规定确定)。表2-1使用说明：表中：λ—上部建筑物影响系数；Ks—土中压缩波最大压力衰减系数ξ—土的侧压力系数土的侧压力系数；Kd—结构构件动力系数Kd；ΔPm—核武器爆炸地面空气冲击波最大超压，依据国家现行的有关规定确定。λKsξKd系数的确定⑴上部