【正文】 人防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計 解放軍理工大學工程兵工程學院 人防工程設(shè)計院 袁正如 內(nèi)容提要 一 .概述 二 .核爆沖擊波荷載 三 .核爆等效靜載 四 .荷載組合 五 .內(nèi)力分析、截面設(shè)計與主要構(gòu)造規(guī)定 六 .人防結(jié)構(gòu)設(shè)計 七 .關(guān)于結(jié)構(gòu)的功能轉(zhuǎn)換 八 .結(jié)構(gòu)設(shè)計中的有關(guān)問題 一、概述 人防荷載的來源：來源于核爆炸沖擊波 人防荷載的作用時間：很短 ， 1秒鐘左右 人防荷載的作用次數(shù)：一次 （ 整個結(jié)構(gòu)壽命期內(nèi)一次 ） 人防荷載的性質(zhì)：突加快卸的瞬時動力荷載 人防荷載的分布：同時 、 均勻 、 滿布 人防荷載的分項系數(shù)：分項系數(shù) =1， 原因是：偶然性荷載不乘分項系數(shù)；人防結(jié)構(gòu)可靠度要求比工民建結(jié)構(gòu)低 。 2. 人防工程結(jié)構(gòu)的主要特點 1 、 核爆動荷載屬于偶然性荷載 ， 荷載具有量值大 、 作用時間短且不斷衰減等特點 。 、 防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)同時滿足平時和戰(zhàn)時二種不同荷載效應(yīng)組合的要求 。 、 地面多層或高層建筑物 ， 對于普通爆破航彈 、 核爆炸沖擊波 、 早期核輻射等破壞因素都有一定的削弱作用 ， 設(shè)計防空地下室時可考慮這一因素 。 、 墻 、 柱等承重結(jié)構(gòu) ， 應(yīng)盡量與地面建筑物的承重結(jié)構(gòu)相互對應(yīng) ， 以使地面建筑物的荷載通過防空地下室的承重結(jié)構(gòu)直接傳遞到地基上 。 2. 人防工程結(jié)構(gòu)的主要特點 2 、 當平時使用要求與戰(zhàn)時防護要求不一致時 ，應(yīng)采取平戰(zhàn)功能轉(zhuǎn)換措施 。 、 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件可按彈塑性工作階段設(shè)計 、 材料設(shè)計強度可提高 、 由于核爆動荷載是偶然性荷載 ， 鋼筋混凝土構(gòu)件又允許開裂 ， 因此比之靜荷載作用下構(gòu)件的安全度可適當降低 。 、 在核爆動荷載作用下 ， 地基承載力有較大提高 ， 同時安全系數(shù)也可取較低 ， 在這種瞬間荷載作用下 ， 一般不會產(chǎn)生因地基失效引起結(jié)構(gòu)破壞 。 可用 “ 等效靜載法 ” 、 可拆開為單個構(gòu)件進行 計算 （ 規(guī)范用三個系數(shù)過渡到等效靜載 ） 各部位抗力 （ 強度 ） 相協(xié)調(diào) 可考慮塑性內(nèi)力重分布 充分保證結(jié)構(gòu)的延性 ， “ 強柱弱梁 （ 板 ） ” 、“ 強剪弱彎 ” 4. 人防工程結(jié)構(gòu)選型 、 防空地下室結(jié)構(gòu)選型應(yīng)根據(jù)防護要求 、 使用要求 、 上部建筑物結(jié)構(gòu)類型 、 工程水文地質(zhì)條件以及材料供應(yīng)和施工條件等因素綜合分析確定 。 、 防空地下室結(jié)構(gòu)選型包括結(jié)構(gòu)類型與選擇 。 、 既要滿足作為上部建筑基礎(chǔ)的要求 ， 又要滿足戰(zhàn)時作為防護結(jié)構(gòu)的要求 。 防空地下室常用梁板結(jié)構(gòu) 、 板柱結(jié)構(gòu)以及箱型結(jié)構(gòu)等 。 當柱網(wǎng)尺寸較大時 ， 也可采用雙向密肋樓板結(jié)構(gòu) 。 二、核爆沖擊波荷載 二、核爆沖擊波荷載 1 空氣沖擊波 2 地面空氣沖擊波 3 地面沖擊波主要設(shè)計參數(shù) 4 空氣沖擊波對人防工程的作用 5 土中壓縮波及其對人防結(jié)構(gòu)的作用 6 人防結(jié)構(gòu)核爆動荷載計算 1 空氣沖擊波 空氣沖擊波的形成 核武器在空中爆炸時，反應(yīng)區(qū)內(nèi)的高溫高壓氣團高速猛烈地向外擴張，沖擊及壓縮其鄰近的空氣，從而形成空氣沖擊波，并且不斷向外傳播。 超壓 波陣面后的壓縮空氣層稱為壓縮區(qū)，在壓縮區(qū)中壓力超過正常大氣的壓力稱為沖擊波超壓。在波陣面上超壓值最大，稱最大超壓或超壓峰值。通常講超壓值△ Pm,均指超壓最大值。 空氣沖擊波組成 空氣沖擊波是由脫離爆心后不斷向外傳播的彼此緊密相連的壓縮區(qū)和稀疏區(qū)構(gòu)成 。 動壓 當沖擊波波陣面接觸到未被擾動的空氣質(zhì)點時 ， 使該處空氣質(zhì)點獲得很大速度 ， 空氣質(zhì)點高速運動如受到結(jié)構(gòu)滯止 ， 則產(chǎn)生作用于結(jié)構(gòu)上的壓力 ， 稱為 “ 動壓 ” ， 動壓的變化規(guī)律與沖擊波超壓的變化規(guī)律相似 。 2 地面空氣沖擊波 隨著離爆心投影點的距離不斷增加反射波陣面與入射波陣面匯合成為沖擊波 ，此匯合后的沖擊波稱為 “ 合成波 ” ， 即地面沖擊波 ， 地面沖擊波陣面靠近地面部分垂直于地面 ， 即沿地面水平方向傳播 。 一般人防工程是按沖擊波作用是按平行于地表的地面沖擊波考慮 。 3 地面沖擊波主要設(shè)計參數(shù) 4 空氣沖擊波對人防結(jié)構(gòu)的作用 反射效應(yīng) 當沖擊波在傳播方向上遇到一剛性結(jié)構(gòu)物時 ， 會產(chǎn)生很大反射超壓 。 1)、 當沖擊波傳播方向與障礙面法線夾角 α=0時的反射稱為正反射 ， 此時反射系數(shù)最大 ， 2)、 α≠0的反射稱為斜反射 ， 隨夾角 α增大 ， 反射系數(shù)逐漸減少 。 3)、 當 α＜ 30176。 時 ， 斜反射系數(shù)與正反射系數(shù)相差不大 。 4)、 設(shè)計時按最不利因素考慮 ， 故在設(shè)計時均按正反射系數(shù)取值 ， 當 α略大于 30176。 時 ， 沖擊波沿表面平行滑過 ， 不產(chǎn)生反射 ， 此時反射系數(shù)為 1。 2） 擴散效應(yīng) 當沖擊波從小孔進入大空間時 ， 進入大空間的空氣沖擊波參數(shù)將會產(chǎn)生一定的變化 ， 如超壓峰值會有所降低 ， 并使波形出現(xiàn)一段升壓時間 ， 即沖擊波的擴散效應(yīng) 。 在確定防空地下室頂板荷載時 ， 在一定條件下就可考慮進入地面建筑沖擊波產(chǎn)生的擴散 、膨脹影響 。 當沖擊波傳播方向與室外出入口軸線垂直時 （