防空半地下室探讨_附件.pdf

第1l卷 第 1期 地 下 空 间 VoI．11 № 1 1991年 3月 UNDERGR0UND SPACE M ar．1991 防 空 半 地 下 室 探 讨 俞 锡 桥 (上海市人 防科研所) 【摘 要】本文通过爆炸模拟动荷载的试验研究，论证 7防空半地下室作为防 现代核战争的人 员掩蔽部的可行性，提 出了防空半地下室的结构设计计算方法，井 克许平时使用时其露出地面部分开设通风采光百7 疆￡ 喷r_当 缅 空气冲击波超 压 约为O．05MPa时，这 是安全可行 的。 【关键词】核爆冲击波 半地下室 带通风采光宙 随着现代科学技术的突飞猛进，城市建设正在 向立体空间发展。除了向高空 (高层建筑) 发展外，也向地下空间发展。世界各国在地下空间的开发利用中主要是建 造了 一些 公共 设 施，如地铁、地下隧道，地下停车场、地下街、地下商场、地下展览厅、地下图书馆，地下 体育娱乐中心等等，也建造 了～些地下室和半地下室，作为地面建筑物的辅助用房。从战争 和防灾的角度考虑，不少国家还建造 了～定数量的地下掩蔽部。但从我国目前情况看，大都 是全埋式地下掩蔽部。本文主要探讨 地下室作为防空袭掩蔽部的可能性，提出了防室半地 ’-●_ - ____--_一 下室 的概念。 1 基本假定 (1)防空半地下室高出地面的高度h为它的外墙总高度H的专左右，即h导。 (2)防空半地下室离核爆炸的爆心投影点较远，设位于核爆炸空气冲击波的不规则反射 区内。 ‘ (3)防空半地下室露Ell~ilii部分平时允许开通风采光窗，以改善室 内的环境条件}战时 采用防爆挡板及相应措施进行密闭，其结构设计可作全封闭结构考虑。 2 防空半地下室的荷载特性 从战时防按武器袭击的角度考虑，当空中核爆炸对，它位于空气冲击波的马赫区内，空 气冲击波 (马赫波)沿平行于地表面的方 向传播。当冲击波遇到防空半地下室露出地面部分 第11卷巍 的结构时，首先在结构的外墙迎波 面 (前墙)上产生反射作用，其反 射超压值倍增于地面入射冲击波的 超压值 。同时，冲击渡环绕顶盖和 两侧运动，在边缘处产生绕流。核 爆炸空气冲击波(马赫波)对防空半 地下室的作用过程，如图 1所示。 从上述简单 的定性分析可知，防空半地下室的顶盖和后墙 的作用荷载大致与入射冲击设 (马赫波)的数值相等，只要确定核爆炸冲击波在该区域 内的地面趣压值，也就知道了防空 半地下室的顶盖和后墙 的荷载。埋于土中部分的结构荷薮，与i介质的性质有关。如果是饱 和土，由于波在土 中的传播速度很大，结构埋置又浅，所 以其土中压缩波的衰减甚撇，可忽 略不计。如果是非饱和土，则压缩波有一定的衰减效应。所 以，问题的关健是如何确定前墙 (迎被面)的荷载。为此，我们对防空半地下室的前墙进行了爆炸模拟试验。 3 防空半地下室外墙的爆炸模拟试验 为了探讨防空半地下室的外墙板 (前墙)在空气冲击波和土中压缩波 作用 下的受力性 能，我们进行了爆炸模拟试验 。试验 目的有 以下两点： (1)了解外墙板上作用动荷载的规律性； (2)验证按照实际工程设计方法进行设计的试件的安全可靠性。 试验是在空气，土双介质激波管中进行的 爆炸模拟试验如图2所示。空气冲击渡和土 中应力波在外墙板上的反射示意见图 3。 一 鼎 L_J 图2 爆炸模拟试验示意 图3 波在墙上的反射 外