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防护工程与结构 第十章防护门等结构设计 防护门是出入口的重要防护设备 防护门系统不仅要抵抗冲击波的正压力 还要抵抗冲击波负压力作用 还要防止有害物质从门缝隙渗入工程内部 1防护门设计 1 1防护门分类 按材料分类 钢结构 钢筋混凝土结构 钢包混凝土结构 钢管混凝土结构 钢纤维混凝土结构等 按受力方式 平板结构 拱形结构 梁式结构等 按控制方式 手动 电动 气动 液压传动等 按开闭形式 立转式 推拉式 翻转式 升降式等 防护工程与结构 一般人员出入口采用平板或拱形钢混或钢结构防护门 器材和设备出入口 多用双扇拱形钢混或钢结构防护门 在跨度较大的洞库中 采用带钢桁架加劲肋的柱面壳钢筋混凝土防护门或其他高强复合材料防护门 防护工程与结构 防护门的开闭方式 一般为立转式 大型洞库的水平出入口防护门 多采用推拉式 立转式防护门构造简单 便于维修 开启力矩小 十余吨门扇可由单个人力转动 推拉门门扇沿水平方向左右移动 在门扇部位设置滑轮或台车 沿固定轨道移动 大型推拉门的一侧或两侧有藏门间 保证门的存放 安装和检修 防护工程与结构 防护工程与结构 防护工程与结构 1 2防护门的组成和构造 跨度小的防护门 主要由门扇 门框和启闭装置组成 防护密闭门的门扇周边还有密闭措施 防护门需具有与工程主体结构相应的抗力 能承受冲击波的正压 负压及反弹作用 正压作用引起的反弹作用 与荷载的波形 峰值 门扇的阻尼特性以及弹塑性工作状态有关 负压和反弹作用 可能引起门扇铰页及锁闭装置的破坏 因此防护门的铰页 锁闭装置也应有足够的强度 防护工程与结构 门扇材料广泛应用钢筋混凝土材料 钢材应用也比较广泛 用于高强度和大跨度的防护门 为提高门扇的抗冲击性能 逐步采用钢纤维混凝土和钢板混凝土组合材料 门框 墙 承受门扇传来的压力 必须保证足够强度和连接强度 使门框在冲击波负压或反弹作用下 不至于门框墙脱离 门框通常宜用型钢包边 金属门框的背面与门框墙钢筋焊接 防护工程与结构 防护工程与结构 铰页 锁闭 启闭装置 铰页装置用来连接门扇与门框 保证门扇开启迅速 轻便 轻微变形仍能开启 门扇破坏后能迅速拆卸 锁闭装置用来抵抗冲击波负压作用 并使门扇关闭紧密 启闭装置 一般防护门应尽量采用手动启闭 装置简单 便于无动力和断电期间使用 防护工程与结构 防护门的设计原则 满足规定的强度和刚度要求 荷载作用后不能残余过大变形 否则影响门的开启 并破坏密闭作用 开启关闭应灵活可靠 锁闭 铰页等部件对门的功能十分重要 在冲击波正压作用下 门扇反力应直接传至门框而不通过任何启闭部件 同时保证负压时的安全性 对大型防护门 应注意控制门的质量 同时门扇厚度满足早期核辐射的要求 防护工程与结构 2其他口部构件 2 1口部通道 对于有顶盖通道结构 虽然两种压力分别作用在内外两侧 方向相反 但其作用时间不相同 不能简单相互抵消 内侧空气冲击波使通道向外变形 外侧有土体或岩体提供抗力 土中通道通常只出现裂缝 不会向内侧倒塌而堵塞通道 室外通道结构多与岩体或土体接触 因此 在爆炸动载作用下 室外出入口通道结构 外部受土中压缩波作用 内受空气冲击波作用 防护工程与结构 对于无顶盖敞开式通道结构 试验表明 没有出现破坏堵塞的情况 开口段可按民用的挡土墙设计 不考虑爆炸荷载 2 2临空墙 临空墙是指一侧在防护结构以外受空气冲击波的荷载作用 一侧为防护结构内部空间的墙体 临空墙多在出入口附近 主要承受水平的爆炸荷载作用 还承受竖向的重力荷载 因此临空墙可作为大偏心受压构件进行设计计算 通常按受弯构件计算 防护工程与结构 临空墙通常按板计算 一般按四边固定 三边固定一边铰支 或一边固定一边铰支的单向板计算 当临空墙厚度小于顶板厚度时 上节点按固支 大于时按铰支 临空墙的下节点均按固支 此外 临空墙厚度还应满足对早期核辐射的防护要求 防护工程与结构 2 3防倒塌棚架 在核爆作用下 地面建筑物会出现倒塌 造成通道堵塞 因此 在建筑物倒塌范围之内的出入口应设置防倒塌棚架 通常防倒塌棚架多采用现浇的钢筋混凝土梁板柱体系 柱与柱之间的围护墙采用在冲击波作用下易破碎的材料 围护墙与柱不采用钢筋锚固 使围护墙在核爆冲击波作用下被吹跑 不堵塞出入口 亦称为开敞式防倒塌棚架 防护工程与结构 防倒塌棚架的顶板应采用水平板 柱的上端钢筋应伸入边梁和顶板进行锚固 但不伸入挑檐 伸入基础的钢筋长度不小于1m