防空地下室设计
前 言
防空地下室设计贯彻长期坚持、平战结合、全面规划、重点建设的建设方针，使设计符合平时和战时的要求，做到安全适用、技术和先进、施工方便。防空地下室的功能为三防：防原子、防化学、防生物武器。
原子核武器：其杀伤破坏作用有五种：光幅射、冲击波、早期核幅射、放射性沾染和核电磁脉冲。光幅射能量占35％，能燃烧衣服、燃烧身体、燃烧房屋，光幅射在几十毫秒内到达地面各点。冲击波能量占50％，能产生3000—4000万度高温，几十、几百大气压。火球加热周围空气使之体积澎胀并压缩外围空气使之密度增强，形成冲击波摧毁建筑物。冲击波既产生正压又产生负压，对人防出入口的防护密闭门产生正压又产生负压，正压时防护密闭门受力，负压时防护密闭门也受力。为防止人防门被负压吸力拉出，设计中用闭锁钩钩住门框。早期核幅射能量占5％，使人得幅射病。放射性沾染占10％，其作用时间长，不断放射中子、丙种射线。核脉冲能量占1％能对电子、电气与机电设备造成永久性损坏或干扰性故障。
生物武器：以致病微生物包括细菌病毒等使人失能及致死。它以气溶胶方式施放生物战剂。
化学武器：其毒性会大面积杀伤人员、破坏植物且时间长。 孔口防护：是针对上述三种战剂所采取的防护、密闭措施。
出入口防护密闭措施：在通道上设臵防护密闭门、密闭门，一道受力防冲击波、两道密闭防止毒剂进入人防区杀伤人员。
风口防护措施：在通道边或竖井内设臵消波系统：即设臵活门、活门室或扩散室、预埋风管。活门板将冲击波挡住、活门室或扩散室将进入的冲击波体积扩大、减小气压达到消波。经消波后冲击波的佘压能达到设备所承受的能力。
平时开口防护措施：汽车与自行车入口、设备房门口、外墙窗井等临战封堵。 水管、电管穿墙孔防护措施：用抗力片封堵套管与水管或电缆间孔洞。 一、建筑设计要求:
1、民用建筑修建防空地下室面积方面有关政策文件内容：
A、十层以上(含十层)的高层建筑修建与建筑物底层相等面积。
B、一至九层的多层建筑当基础开挖深度达到或超过三米修建与建筑物底层相等面积。
C、一至九层的多层建筑当基础开挖深度不达到三米，其总建筑面积达到七仟平方米及以上，按其总建筑面积的2%修建防空地下室。
D、一至九层的多层建筑当基础开挖深度不达到三米，其总建筑面积不达到七仟平方米，交易地建设费。
E、附建式防空地下室设计按GB 50038—94，掘开式人民防空地下室设计按 GB 50225—95。 2、工程性质：
分人员掩蔽体、战备物资库、平战结合型掩蔽体。 A、人员掩蔽体：
六级人员掩蔽体防护单元面积800平方米,其外墙抗冲击波用钢筋砼凝土墙分隔。抗爆单元面积400平方米，抗爆挡墙防航弹弹片，用370砖墙且沿墙高每500、3φ6钢筋拉结分隔。六级人防每人占地一平方米、净空三米，达三小时隔绝防护时间要求。五级人员掩蔽体防护单元面积400平方米，其外墙抗冲击波
用钢筋混凝土墙分隔，每人占地一点三平方米、净空四点六二米。达六小时隔绝防护时间要求。
人员掩蔽体设臵进风口部、排风口部、值班室、干厕、水池或钢板水箱。进风口部包括送风井、活门室或扩散室、密闭通道、滤毒室、送风机房。排风口部包括排风井、活门室或扩散室、简易洗消间或洗消间、排风机房。值班室、干厕、水池或钢板水箱靠近排风口部布臵。进风口部与排风口部的水平距离应大于五米，风口高差大于三米，进风口高于排风口。 B、战备物资库：
战备物资库防护单元面积2400平方米。其外墙抗冲击波用钢筋砼凝土墙分隔。设送风井、送风活门室或扩散室、送风机房，排风井、排风活门室或扩散室、排风机房。战备物资库平时与汽车库、商场相结合。 C、平战结合型掩蔽体：
结合汽车库、大型商场修建人员掩蔽体除设臵进风口部与排风口部外、还应考虑平时送风、排风、排烟的孔口防护。即在风口处：方案一：设风井、密闭通道，平时将人防门打开作建筑风道、战时关闭，风机将风送到密闭通道或方案二：设风井、活门室或扩散室。风机将风送到活门室或扩散室。 3、出入口形式：
室内出入口：有楼梯间、附壁式通道形式。
室外出入口：有直通式、单向式、穿廊式通道形式。
排风口部出入口：要求设在距大楼边有大楼高度一半以上。往往做不到，所以要求设臵防倒塌梯板措施。
人员出入口宽度：要求每防护单元不小于三米。当进排风口部出入口宽度不足时，要增加第三个口。防护单元间连通口、竖井备用口不能计入出入口宽度。 4、出入口人防门选用：密闭通道：五级与六级人员掩蔽体设一扇防护密闭门与一扇密闭门构成一个密闭通道。防毒通道：五级人员掩蔽体设一扇防护密闭门与二扇密闭门构成二个防毒通道，六级人员掩蔽体设一扇防护密闭门与一扇密闭门构成一个防毒通道。
人防门选用国家人防办图集一九九九年六月版，悬摆式活门选用国家人防办图集一九九六年一月版，临战封堵采用型钢组合梁、钢筋混凝土预制梁。两防护单元间防护密闭封堵板选用国家人防办图集一九九七年八月版。
人防门选用思路：楼梯间出入口人防门洞要比梯板略宽。当防空警报拉响，时急行的人流不会在门口被堵塞。洗消间出入口选用HM0716门洞越小越密闭，选用HM0820亦可。滤毒室门洞选HM0818或HM0820以满足滤毒灌最小尺寸要求。车库、商场平时送风、排风、排烟井密闭通道选满足通风风速断面门如HFM0716、HM0716其面积1.12平方米或HFM0820、HM0820其面积1.6平方米即可。
自行车入口选无槛钢门GHSFM2525（6）、GHSM2525，汽车入口选用大型人防门GHSFM6025（6）、GHSM6025保证双车道要求，从而达到人防与交警部门要求。 有防火要求楼梯电梯间选防护防火密闭门FFHM1320（6）、防火密闭门FHM1320等。
有防核脉冲要求的人防工程选钢制门。
两防护单元隔墙连通门选用钢筋混凝土防密门HFM1220（6）、钢筋混凝土密闭门HM1220满足双股人流的最小宽度。选用更大门洞最好。
风机房、水泵房、配电房入口可选用单扇防密门、砖墙或钢筋混凝土预制梁、钢梁临战时封堵构筑。
悬摆式活门选HK400R、HK600、HK800、HK1000兼顾施工拆模须求。缺点风量偏大。
5、构造要求：根据荷载和核幅射要求（结构参考尺寸）
顶板：室内建筑250厚、结构200厚，室外建筑不小于300并复土300厚。 底板：室内不小于300厚、室外不小于400厚。
墙板：层高3600-5000时，墙300-450厚，门框墙300厚。一框两门500-600厚，一框两门五级人防不宜采用。
出入口梯板：板厚应考虑核幅射量脱减作用，采用200-250厚较合理。 6、其他要求：
人防预埋件：人防门的角钢门框、带三毫米厚密闭肋的风管、带密闭肋和抗力片钢性或柔性水套管、带密闭肋和抗力片电套管、带密闭肋通讯套管。
其他专业管道：雨污管、空调通风制冷管、自动监控管、煤气管道、无线天线、电缆母线桥架、自动喷淋管等与人防无关管道不得穿人防墙板。 二、结构设计
在核爆及生化武器袭击下, 地下室如顶板,外墙, 底板, 临空墙，出入口通道, 风口, 水管, 电器设备都受到冲击波及生物，化学毒剂的破坏作用。
1、人防等效静载：钢筋混凝土梁板结构允许延性比β=3时
顶板：六级：考虑上部建筑作用55KN/M2—不考虑上部建筑作用60KN/M2。 五级：考虑上部建筑作用100KN/M2—不考虑上部建筑作用120KN/M2。
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底板：六级：考虑上部建筑作用50KN/M—不考虑上部建筑作用50KN/M。 五级：考虑上部作用95KN/M2—不考虑上部作用95KN/M2。
外墙：钢筋砼墙外墙计算高度≤4米，钢筋砼梁板结构允许延性比β=2。 六级：考虑上部建筑作用60KN/M2-不考虑上部建筑作用 55KN/M2 五级：考虑上部建筑作用120KN/M2
不考虑上部建筑作用 100KN/M2。 人防门、活门与门框墙：
六级：楼梯间门框墙200KN/M2—直通、单向通道门框墙240KN/M2
人防门、活门门扇300KN/M2
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五级：楼梯间门框墙480KN/M—直通、单向通道门框墙550KN/M
人防门、活门门扇600KN/M2。
防倒塌梯板：
±0.000以下 六级：130 KN/M2 ，五级：320KN/M2。 ±0.000以上 六级：50KN/M2， 五级：100KN/M2。 开敞式防倒塌棚架的水平等效静载：
六级：15 KN/M2 五级：55 KN/M2。 临空墙：楼梯间踏步与边墙的夹角大于30度时：
六级：130KN/M2 五级：320KN/M2。 楼梯间踏步与边墙的夹角小于30度时：
六级：160KN/M2 五级：370KN/M2。
楼梯间踏步与平台边墙的夹角为0度时：
六级：110KN/M2， 五级：210KN/M2。 两块踏步梯板间墙(板与墙夹角为大于30度—小于30度)：
六级：130—160 KN/M2 五级：320—370KN/M2。 设备房、非人防区车库、与人防隔墙：
六级：考虑上部建筑作用90 KN/M2-不考虑上部建筑作用 140KN/M2。
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五级：考虑上部建筑作用180 KN/M-不考虑上部建筑作用 320KN/M。 电梯间、管道井、通风井、与人防隔墙：
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六级：130 KN/M 五级：270 KN/M。
临战封堵墙：（大型车道）六级：300 KN/M2， 五级：600 KN/M2。 单元与单元间隔墙： 六级：50 KN/M2 ， 五级：100 KN/M2。 单元与单元间人防门框墙：六级：100 KN/M2， 五级：200 KN/M2。 外墙露出地面部门：
六级：（充许露出地坪）130 KN/M2 ， 五级：顶板不能露出地坪。 自行车、 汽车道与人防隔墙：夹角小于30度：
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六级： 160 KN/M， 五级：370 KN/M。 2、强度综合提高系数:一级钢1.5, 二级钢1.35 砼1.5 3、防密门框墙设计与计算：
门框墙划 分：上档墙, 加强梁, 门框侧墙, 加强柱，门槛进行受力分析： A、直接作用在门框墙上的冲击波超压的等效静荷载可按下式进行计算： Qc = Kd × Pc = 2 × 150 KN/M2 = 300 KN/M2。
Qc - 作用在门框墙上的等效静荷载(KN/M2)。 Kd = 2。0 Pc - 作用在防护门或防护密闭门上的冲击波超压设计压力。 B、单扇平板门门扇传给门框墙的等效静荷载： Qia = Kd × Ya × Pc × a =300 × Y a × a Qib = Kd × Yb × Pc × a =300 × Yb × a
式中：Qia， Qib为沿门洞短边和长边单位长度作用力的标准值(KN/M)。 Ya ， Yb 分别为沿门洞短边和长边的反力系数。（查表4.5.6-2） Kd - 门框墙的动力系数, 可取2.0。 a - 门扇的短边边长。
C、双扇平板门门扇传给门框墙的等效静载： Qia = Kd × Ya × Pc × a KN/M Qib = Kd × Yb × Pc × a KN/M
式中： Qia, Qib分别为沿上下门框和两侧门框单位长度作用力的标准值 Ya， Yb 分别为沿上下门框和两侧门框的反力系数。 (查表4.5.6-3) Kd - 门框墙的动力系数, 可取2.0。 a - 门扇的短边边长。
D、FM1320（6）门框墙计算实例：
已知地下室层高3.6米,顶板厚度250,砼C35,门扇搭边100,门槛120 ,上档 墙980 ，砼f cm＝19×103KN／M2 二级钢 f y＝310×103KN／M2 材料综合调整系数砼γd＝1.5 二级钢γd＝1.35 门扇尺寸a × b＝1500×2200 a／b＝1500÷2000＝0.6818 查表5.12.3 γb＝0.424 γa＝0.362 单扇平板门门框反力系数 表5.12.3
a／b 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 γa 0.37 0.37 0.37 0.36 0.36 0.35 0.34 γb 0.48 0.47 0.44 0.42 0.39 0.36 0.34 Qib＝γb × q × a ＝ 0.424 × 300 × 1.5 ＝ 190.8KN／M Qia＝γa × q × a ＝ 0.362 × 300 × 1.5 ＝ 162.9KN／M Mb＝190.8 × 0.367 ＋ 1÷2 × 300 × 0.32
＝83.5 KN-M／M
2
Ma ＝ 1÷8 × 162.9 × 2.4
＋1÷8 × 300 (1÷2 × 0.98 ＋ 0.15 ) × 2.42 ＝ 255.528 KN-M／M
Vb＝ 190.8 ＋ 0.3 × 300 ＝ 280.8 KN／M
Cb／H0 ＝ Mb／Vb × 1／H0 ＝ 83.5÷280.8 × 1÷0.265 ＝1.122 ＞1 按悬臂梁配筋 左右门框墙配筋: as ＝ Mb ÷ （ Fcm动 × B × H02 ）
＝83.5÷( 19×103 ×1.5×1×0.2652 )
＝ 0.04172 →ζ＝ 0.0433
As＝ζ × Fcm动 × B × H0 ÷ Fy动 ＝0.0433×19×103×1.5×1×0.265 ÷（310×103×1.35）
2
＝0.00078142 MM／M ＝ 781.42 MM2／M
选墙受力箍筋: Φ14 @150 As＝1026 ＞ 781.42 MM2／M 上框墙水平梁配筋:as＝Ma ÷ (Fcm动 × B × H02 )
＝255.528 ÷ ( 19×103 × 1.5×0.25 × 0.5152) ＝0.135 →ζ＝0.1456
As＝ζ×Fcm动 ×B × H0 ÷ Fy动
3 3
＝0.1456 × 19×10× 1.5 × 0.25 × 0.515 ÷ (310×10×1.35)
＝0.001276 M2／M
2
＝1276 MM／M
选上框墙水平梁跨中受力筋: 3 Φ25 As＝ 1473 MM2／M ＞1276 MM2／M 4、结构选型要求：
A、顶板结构：多采用梁板结构，尤其设在室外的五级人防工程以利提高顶板整体抗力。
B、柱网结构：地下空间经济柱网跨度为6.6m ×7.2m。室外五级人防工程应多采
用。六级人防工程多采用（8.4m - 6.6m）×（8.4m – 7.2）。 一般不采用9.0m及以上跨度柱网。
C、采用逆作法的人防工程要处理好墙与板，墙与柱，墙与梁，人防门槛与板的插筋拉结工作。
D、钢梁当作人防动载的大梁与次梁时要外包钢筋混凝土。 5、构造要求：
A、墙、板两层钢筋间要设梅花拉结筋。墙板交接处设臵拉结筋。
B、门洞四角的内外两侧设二根Φ16斜角筋，其长度不应小于1000mm。门框墙的受力筋不应小于Φ12，间距不宜大于150mm，配筋率不小于0.25%。 C、在防护单元内不应设沉降缝、伸缩缝、抗震缝。 D、室外出入口与主体结构连接处应设沉降缝。
E、顶板、外墙、临空墙、密闭墙除计算受力外还要考虑防早期核幅射厚度。 F、为保证楼板在核袭击下抗震性能，不宜将空心预制板作架空地板。 G、砖墙、砼墙不能作六级以上人防工程的受力墙。 三、 暖通通风设计
1、通风风量： 五级 六级