4.7 常規(guī)武器爆炸動荷載作用下結構等效靜荷載

4.7.1 常規(guī)武器地面爆炸作用在防空地下室結構各部位的等效靜荷載標準值，除按本規(guī)范公式計算外，也可按本節(jié)規(guī)定直接選用。

4.7.2 防空地下室鋼筋混凝土梁板結構頂板的等效靜荷載標準值q_ce1可按下列規(guī)定采用：

1 當防空地下室設在地下一層時，頂板等效靜荷載標準值q_ce1可按表4.7.2采用。對于常5級當頂板覆土厚度大于2.5m，對于常6級大于1.5m時，頂板可不計入常規(guī)武器地面爆炸產(chǎn)生的等效靜荷載，但頂板設計應符合本規(guī)范第4.11節(jié)規(guī)定的構造要求；

2 當防空地下室設在地下二層及以下各層時，頂板可不計入常規(guī)武器地面爆炸產(chǎn)生的等效靜荷載，但頂板設計應符合本規(guī)范第4.11節(jié)規(guī)定的構造要求。

表4.7.2 頂板等效靜荷載標準值q_ce1(kN/m2)

注：1 頂板按彈塑性工作階段計算，允許延性比[β]取4.0；

2 頂板覆土厚度h為小值時，q_ce1取大值；

3 當符合本規(guī)范第4.3.4條規(guī)定考慮上部建筑影響時，可取用表中括號內數(shù)值。
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4.7.2 對于防空地下室頂板的等效靜荷載標準值：
本條第1款及表4.7.2計算采用的有關條件為：頂板材料為鋼筋混凝土，混凝土強度等級為C25；按彈塑性工作階段計算，允許延性比[β]取4.0；頂板四邊按固支考慮；板厚對常6級取200～300mm，對常5級取250～400mm；板短邊凈跨取4m～5m。括號內的數(shù)值是根據(jù)本規(guī)范第4.3.4條的規(guī)定，考慮上部建筑影響乘以0.8的折減系數(shù)后得到的。
常規(guī)武器地面爆炸時，防空地下室頂板主要承受空氣沖擊波感生的地沖擊作用。一般來說，距常規(guī)武器爆心越遠，頂板上受到的動荷載越小。另外，結構頂板區(qū)格跨度不同時，其等效靜荷載值也不一樣。為便于設計，本規(guī)范對同一覆土厚度不同區(qū)格跨度頂板的等效靜荷載取單一數(shù)值。
相關試驗和數(shù)值模擬研究表明：常規(guī)武器爆炸空氣沖擊波在松散軟土等非飽和土中傳播時衰減非?？?。對防常規(guī)武器抗力級別為5級、6級的防空地下室來講，當覆土達到一定厚度時，頂板可不計入常規(guī)武器爆炸空氣沖擊波感生的土中壓縮波荷載。
根據(jù)本規(guī)范附錄B的計算公式可以確定：當防空地下室頂板覆土厚度對于常5級、常6級分別大于2.5m、1.5m時，動荷載值相對較小，頂板設計通常由平時荷載效應組合控制，故此時頂板可不計入常規(guī)武器地面爆炸產(chǎn)生的等效靜荷載。
當防空地下室設在地下二層及以下各層時，根據(jù)本條第1款的規(guī)定以及常規(guī)武器爆炸空氣沖擊波衰減快的特點，經(jīng)綜合分析，此時作用在防空地下室頂板上的常規(guī)武器地面爆炸產(chǎn)生的等效靜荷載值很小，可忽略不計。

4.7.3 防空地下室外墻的等效靜荷載標準值qce2以可按下列規(guī)定采用：

1 土中外墻的等效靜荷載標準值qce2，可按表4.7.3-1、表4.7.3-2采用；

2 對按本規(guī)范第3.2.15條規(guī)定，頂板底面高出室外地面的常5級、常6級防空地下室，直接承受空氣沖擊波作用的鋼筋混凝土外墻按彈塑性工作階段設計時，其等效靜荷載標準值q_ce2對常5級可取400kN/m²，對常6級可取180kN/m²。

表4.7.3-1 非飽和土中外墻等效靜荷載標準值q_ce2(kN/m2)

注：1 表內砌體外墻數(shù)值系按防空地下室凈高≤3.0m，開間≤5.4m計算確定；鋼筋混凝土外墻數(shù)值系按計算高度≤5.0m計算確定；

　　2 砌體外墻按彈性工作階段計算；鋼筋混凝土外墻按彈塑性工作階段計算，[β]取3.0；

　　3 頂板埋置深度h為小值時，q_ce2取大值。

表4.7.3-2 飽和土中外墻等效靜荷載標準值q_ce2(kN/m2)

注：1 表內數(shù)值系按鋼筋混凝土外墻計算高度≤5.0m，允許延性比[β]取3.0計算確定；

　　2 當含氣量α₁＞1％時，按非飽和土取值；當0.05％＜α₁＜1％時，按線性內插法確定；

　　3 頂板埋置深度h為小值時，q_ce2取大值。
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4.7.3 對于防空地下室外墻的等效靜荷載標準值：
常規(guī)武器地面爆炸時，防空地下室土中外墻主要承受直接地沖擊作用。表4.7.3計算中采用的有關條件如下：
砌體外墻：采用磚砌體，凈高按2.6m～3m，墻體厚度取490mm，允許延性比[β]取1.0。
鋼筋混凝土外墻：考慮單向受力與雙向受力二種情況；凈高按h≤5.0m；墻厚對常6級取250～350mm，對常5級取300～400mm；混凝土強度等級取C25～C40；按彈塑性工作階段計算，允許延性比[β]取3.0。
當常6級、常5級防空地下室頂板底面高出室外地面時，高出地面的外墻承受常規(guī)武器爆炸空氣沖擊波的直接作用。此時外墻按彈塑性工作階段計算，允許延性比[β]取3.0。

4.7.4 防空地下室底板設計可不考慮常規(guī)武器地面爆炸作用，但底板設計應符合本規(guī)范第4.11節(jié)規(guī)定的構造要求。
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4.7.4 作用到結構底板上的常規(guī)武器動荷載主要是結構頂板受到動荷載后向下運動所產(chǎn)生的地基反力。不同于核武器爆炸沖擊波，在常規(guī)武器非直接命中地面爆炸產(chǎn)生的壓縮波作用下，防空地下室頂板的受爆區(qū)域通常是局部的，因此作用到防空地下室底板上的均布動荷載較小。對于常5級、常6級防空地下室，底板設計多不由常規(guī)武器爆炸動荷載作用組合控制，可不計入常規(guī)武器地面爆炸產(chǎn)生的等效靜荷載。

4.7.5 防空地下室室外出入口支承鋼筋混凝土平板防護密閉門的門框墻(圖4.7.5-1)，其常規(guī)武器爆炸等效靜荷載標準值可按下列規(guī)定確定：

注：l——門框墻懸挑長度(mm)；

l1——門扇傳來的作用力至懸臂根部的距離(mm)，其值為門框墻懸挑長度l減去1/3門扇搭接長度；

l2——直接作用在門框墻上的等效靜荷載標準值分布寬度(mm)，其值為門框墻懸挑長度l減去門扇搭接長度。

1 直接作用在門框墻上的等效靜荷載標準值qe，可按表4.7.5-1采用。當室外出入口通道凈寬大于3.0m時，可將表中數(shù)值乘以0.9采用；

表4.7.5-1 直接作用在門框墻上的等效靜荷載標準值q_e(kN/m2)

注：1 L為室外出入口至防護密閉門的距離(圖4.7.5-2)；

　　2 當5m＜L＜10m及10m＜L＜15m時，可按線性內插法確定。

2 由鋼筋混凝土門扇傳來的等效靜荷載標準值，可按下列公式計算確定：

q_ia=γ_aq_eα　　　　　　(4.7.5-1)

q_ib=γ_bq_eα　　　　　　(4.7.5-2)

式中 q_ia、q_ib——分別為沿上下門框和兩側門框單位長度作用力的標準值(kN/m)；

　　γ_a、γ_b——分別為沿上下門框和兩側門框的反力系數(shù)。單扇平板門可按表4.7.5-2采用，雙扇平板門可按表4.7.5-3采用；

　　q_e——作用在防護密閉門上的等效靜荷載標準值，可按表4.7.5-1采用；

　　a、b——分別為單個門扇的寬度和高度(m)。

圖4.7.5-2 室外出入口至防護密閉門的距離示意

　　注：R為爆心至出入口的水平距離。

表4.7.5-2 單扇平板門反力系數(shù)

表4.7.5-3 雙扇平板門反力系數(shù)

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4.7.5 常規(guī)武器爆炸直接作用在門框墻上的等效靜荷載是由作用在其上的動荷載峰值乘以相應的動力系數(shù)后得出的。這里的動力系數(shù)按允許延性比[β]等于2.0計算確定。這是由于常規(guī)武器爆炸動荷載與核武器爆炸動荷載相比，其作用時間要短得多，結構構件在常規(guī)武器爆炸動荷載作用下的允許延性比可取的大一些。
直接作用在門框墻上的動荷載主要是根據(jù)現(xiàn)行《國防工程設計規(guī)范》中有關公式計算確定的。該組公式是依據(jù)現(xiàn)場化爆試驗、室內擊波管試驗，并結合理論分析提出的。其考慮因素比較全面，如考慮了沖擊波傳播方向與通道軸線的夾角、坡道的坡度角、通道拐彎、通道長度以及通道截面尺寸等因素的影響。相對于核武器爆炸空氣沖擊波，常規(guī)武器爆炸產(chǎn)生的空氣沖擊波在通道中傳播時衰減較快。無論是直通式，還是單向式，通道截面尺寸越大，防護密閉門前距離越長，作用在防護密閉門上的動荷載越小。
根據(jù)防空地下室室外出入口的特點，出入口通道等效直徑往往難以確定，以致于無法按公式計算荷載，此時以出入口寬度來區(qū)分通道大小比較符合實際情況。一般車道寬度不小于3.0m，因此，以出入口寬度等于3.00m為分界線劃分大小兩種通道。根據(jù)上述公式可計算出直通式、單向式及豎井、樓梯、穿廊式出入口不同通道寬度、不同距離處門框墻上的等效靜荷載標準值。直通式、單向式出入口按坡道坡度ζ分為ζ＜30°及ζ≥30°兩種情況計算，其中ζ≥30°時按夾角等于30°的有關公式計算，ζ＜30°時按夾角等于0°的有關公式計算，豎井、樓梯、穿廊式出入口按夾角等于90°的有關公式計算。
表4.7.5-2、表4.7.5-3給出的單扇及雙扇平板門反力系數(shù)，是門崩按雙向平板受力模型經(jīng)計算得出。由于鋼結構門扇是由門扇中的肋梁將作用在門扇上的荷載傳遞到門框墻上，門框墻受力模型明顯不同于雙向平板，其中鋼結構雙扇門近似于單向受力，若按該公式進行門框墻設計偏于不安全。

4.7.6 防空地下室室外出入口通道內的鋼筋混凝土臨空墻，其等效靜荷載標準值可按表4.7.6采用。當室外出入口凈寬大于3.0m時，可將表中數(shù)值乘以0.9采用。

表4.7.6 出入口惋空墻的等效靜荷載標準值(kN/m²)

注：1 L為室外出入口至防護衙閉門的距離(圖4.7.5-2)；

　　2 當5m＜L＜10m及10m＜L＜15m時，可按線性內插法確定。
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4.7.6 常規(guī)武器爆炸作用到室外出入口臨空墻上的等效靜荷載標準值按彈塑性工作階段計算，允許延性比[β]取3.0，計算方法參照門框墻荷載。

4.7.7 防空地下室室內出入口支承防護密閉門的門框墻及臨空墻的等效靜荷載標準值，可按下列規(guī)定確定：

1 當防空地下室室內出入口側壁內側至外墻外側的最小水平距離小于等于5.0m時，防空地下室室內出入口門框墻、臨空墻的等效靜荷載標準值可分別按表4.7.5-1、表4.7.6中室外豎井、樓梯、穿廊出入口項的數(shù)值乘以0.5采用；

2 當防空地下室室內出入口側壁內側至外墻外側的最小水平距離大于5.0m時，防空地下室室內出入口門框墻、臨空墻可不計入常規(guī)武器地面爆炸產(chǎn)生的等效靜荷載，但門框墻、臨空墻設計應符合本規(guī)范第4.11節(jié)規(guī)定的構造要求。
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4.7.7 常規(guī)武器爆炸空氣沖擊波在傳播過程中衰減較快，而室內出入口距爆心的距離相對較遠，作用到室內出入口內臨空墻、門框墻上的動荷載往往較小。室內出入口距外墻的距離以5.0m為界，是參照本規(guī)范第3.3.2條的規(guī)定確定的。距外墻的距離不大于5.0m的室內出入口可用作戰(zhàn)時主要出入口，作用到出入口內臨空墻、門框墻上的等效靜荷載標準值經(jīng)按本規(guī)范附錄B給出的相關公式計算，且考慮上部建筑影響后得出。

4.7.8 防空地下室相鄰兩個防護單元之間的隔墻以及防空地下室與普通地下室相鄰的隔墻可不計入常規(guī)武器地面爆炸產(chǎn)生的等效靜荷載，但常5級、常6級隔墻厚度應分別不小于250mm、200mm，配筋應符合本規(guī)范第4.11節(jié)規(guī)定的構造要求。

4.7.9 對多層防空地下室結構，當相鄰樓層分別劃分為上、下兩個防護單元時，上、下兩個防護單元之間樓板可不計入常規(guī)武器地面爆炸產(chǎn)生的等效靜荷載，但樓板厚度應不小于200mm，配筋應符合本規(guī)范第4.11節(jié)規(guī)定的構造要求。

4.7.10 當防空地下室主要出入口采用樓梯式出入口時，作用在出入口內樓梯踏步與休息平臺上的常規(guī)武器爆炸動荷載應按構件正面受荷計算。動荷載作用方向與構件表面垂直，其等效靜荷載標準值可按下列規(guī)定確定：

1 當主要出入口為室外出入口時，對常5級可取110kN/m²，對常6級可取50kN/m²；

2 當主要出入口為室內出入口，且其側壁內側至外墻外側的最小水平距離小于等于5.0m時，對常5級可取90kN/m²，對常6級可取40kN/m²；

3 當主要出入口為室內出入口，且其側壁內側至外墻外側的最小水平距離大于5.0m時，可不計入等效靜荷載。
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4.7.10 為便于設計計算，本條在確定樓梯間休息平臺和樓梯踏步板的等效靜荷載時作了如下簡化：樓梯休息平臺和樓梯踏步板上等效靜荷載取值相同，上下梯段取值相同，允許延性比[β]取3.0。

4.7.11 作用在防空地下室室外出入口土中通道結構上的常規(guī)武器爆炸等效靜荷載，可按下列規(guī)定確定：

1 有頂蓋的通道結構，按承受土中壓縮波產(chǎn)生的常規(guī)武器爆炸動荷載計算，其等效靜荷載標準值可按本規(guī)范第4.7.2～4.7.4條確定；

2 無預蓋敞開段通道結構，可不考慮常規(guī)武器爆炸動荷載作用；

3 土中豎井結構，無論有無項蓋，均按由土中壓縮波產(chǎn)生的法向均布動荷載計算，其等效靜荷載標準值可按本規(guī)范第4.7.3條的規(guī)定確定。

4.7.12 作用在與土直接接觸的擴散室頂板、外墻及底板上的常規(guī)武器爆炸等效靜荷載可按本規(guī)范第4.7.2～4.7.4條確定。擴散室與防空地下室內部房間相鄰的臨空墻可不計入常規(guī)武器爆炸產(chǎn)生的等效靜荷載，但臨空墻設計應符合本規(guī)范第4.11節(jié)規(guī)定的構造要求。