-응? 궁민

-응? 동지 대학교 건축디자인연구원 (그룹) 유한공사 상하이 200092

요약: 이 글은 핵무기 폭발 동하중의 작용으로 인방지붕 등정하중 크기에 영향을 미치는 요인을 연구하는 것을 목표로 한다. 또한 인스턴스 계산을 통해 현재 설계에서 자주 발생하는 저항 수준에서 1.5 미터가 넘는 토피고가 있을 경우 인방 상단 보드의 등가 정적 하중에 대한 값 권장사항을 제공합니다.

키워드: 등가 정적 하중; 고유 진동 원 주파수; 허용 연성비

Thevalueofequivalentstaticloadofcivilairdefenseroofwhenoverburdensoilexceeds 1.5 meters

GongMin

Tongjiuniversityarchitecturaldesignresearchinstitute (group) co., Ltd, Shanghai, 200092

Abstract: thepurposeofthispaperistostudyandanalyzethefactorsaffectingtheequivalentstaticloadofcivilairdefenseroofundershocks Throughthecalculationofexamples, therecommendedvalueoftheequivalentstaticloadofcivilairdefenseroofisgivenwhenoverburdensoils

키워드: equivalentstaticload; Naturalcircularfrequency；; Permissibleductilityratio

첫째, 개요

방공 지하실 설계에서 서로 다른 유형의 구성요소 인방 하중의 값은 설계 결과에 매우 중요합니다. 현재 현행 인방규범 [1] 에서는 대량의 조사표를 통해 인방부하의 가치 문제를 해결할 수 있다. 그러나, 핵무기 폭발의 작용으로 1.5 미터를 넘어설 때, 인방 지붕의 동등한 정적 하중은 여전히 계산해야 한다. 그 중 동력 분석은 번거로운 공식을 사용하여 계산되어 많은 디자이너들을 뒷걸음치게 했다. 이 글은 여러분과 함께 현재 설계에서 흔히 볼 수 있는 저항력 수준에서 1.5 미터가 넘는 흙을 덮을 때 인방지붕 등정하중의 가치를 연구하는 사례를 통해 함께 살펴볼 것입니다.

둘째, 보호 공학 구조의 동적 분석

방공 지하실 구조는 일반 무기 또는 핵무기 폭발 동적 하중 하에서 동등한 정적 하중 방법을 사용합니다. 즉, 적절한 정적 하중 표준 값을 가정합니다. 그 작용으로 발생하는 변형 및 내부 힘은 동적 하중 하에서 발생하는 최대 변형 및 최대 내부 힘과 동일합니다. 보호 구조에 작용하는 충격파와 같은 특수 하중을 분석하는 데 자주 사용됩니다. 동적 하중의 작용으로 구조 부재 모드 쉐이프가 해당 정적 하중의 처짐곡선과 매우 가깝고, 동적 하중의 파괴 법칙이 해당 정적 하중의 파괴 법칙과 거의 일치하는 것으로 나타났습니다 [2]. 따라서 동력 해석 시 폭발 동적 하중을 해당 등가 정적 하중으로 변환할 수 있습니다.

현행 인방규범 [1] 제 4.6.4 조와 4.6.5 조에는 핵무기 폭발 동하중 하에서 주요 구성요소에 대한 등가 정적 하중 계산 방법이 나와 있다. 그 크기는 주로 구조 부재 자진원 주파수 오메가 및 허용 연성비 [베타] 에 따라 다르다는 것을 알 수 있습니다.

자진원 주파수 텅스텐은 탄성체 자체의 고유한 특성이며 외부 힘의 영향을 받지 않으며 자체 질량, 강성 분포, 경계 지지 조건 및 모드 쉐이프와만 관련이 있습니다. 인방규범 [1] 조사표에 자주 나오는' 격격 최대 단변 순스팬' 은 어떤 의미에서 구성요소의 자진원 주파수 텅스텐을 반영한다.

허용 연성비 [β] 는 동적 하중 하에서 구조 또는 부재에 허용되는 최대 변위와 탄성 한계 변위의 비율로, 구조 또는 부재의 소성 성능을 나타냅니다. [β]≤1 에서는 구조나 부재가 탄성 세션에 있고, 반대로 탄성 플라스틱 세션에 있음을 나타냅니다. 방공 지하실 설계에서는 철근 콘크리트 방밀문의 문틀 벽이 방밀 및 방수 요구 사항이 높기 때문에 탄성 설계를 사용해야 하며, 다른 구성요소에 대해서는 플라스틱 내부 힘 재분배를 사용하여 내부 힘을 계산할 수 있습니다 [3]. 허용 연성비 [β] 는 주로 구조 부재의 재질, 힘 특성 및 사용 요구 사항과 관련이 있습니다. 인방규범 [1] 표 4.6.2 는 철근 콘크리트 구조 부재의 허용 연성비 [β] 값을 규정하고 있다. 연성 비율 [β] 값을 허용하여 철근 콘크리트 구조 부재의 최대 변형을 제어하고 더 큰 소성 변형을 충분히 발휘하여 더 많은 폭발 운동 에너지를 흡수하는 것이 폭발 동적 하중에 저항하는 데 유리하다는 것을 알 수 있습니다.

셋째, 가장 불리한 토피고

가장 불리한 토피고는 인방지붕 등가 정적 하중 계산 과정의 고유한 매개변수로 많은 디자이너들이 이해하지 못한다. 필자의 개인적인 이해에 따르면, 복토가 해당 인방저항력의 가장 불리한 두께와 같을 때, 상판 등가정재도 최대값에 도달한다. 충격파에 장애 반사의 특징이 있기 때문이다. 압축파가 구조 상단 보드를 만나면 반사파를 생성하고 반대 방향으로 전파합니다. 자유 지면 표면에 도달하면 표면 차단면이 없어 토체가 푸석푸석하게 되어 아래쪽으로 전파되는 스트레칭파를 형성하며 스트레칭파가 가는 곳의 압력이 빠르게 낮아집니다. (존 F. 케네디, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 스포츠명언) 상단 판이 깊이가 얕을 때, 스트레칭은 대부분의 상단 보드 입사파를 상쇄할 수 있다. 상단 보드의 깊이가 가장 불리한 토피고 두께에 도달하고, 스트레칭이 상단 보드에 도달하는 동안, 상단 보드도 최대 변형에 도달하며, 스트레칭 웨이브는 언로드 역할을 할 수 없습니다. 한편, 현행 인방규범 [1] 제 4.4.3 조에 따르면, 상단 판이 가장 불리한 토피고 두께보다 심오하게 묻혔을 때, 지붕 위에 작용하는 토양에서 압축파의 최대 압력이 빠르게 줄어들고 구조의 동력작용이 매우 낮아졌다는 것을 알 수 있다.

넷째, 사례 계산 분석

먼저, 동일한 깊이의 분석을 계산하고, 상단 보드 영역의 최대 짧은 모서리 순 스팬은 서로 다르고, 등가 정적 하중의 비교를 계산하여 법칙을 찾아냅니다. 모 지방 하층 갑류 방공 지하실 공사, 항력 등급은 항상 6 급 핵 6 급이다. 상단 보드에 2.0 미터, 포화 토양 가스 함유량 α=1 을 덮습니다. 상단 보드 두께 300mm, 상단 보드 영역의 최대 짧은 모서리 순 스팬은 각각 l0=3.0m, 4.5m, 6.0m, 7.5m, 9.0m 로 계산됩니다.

1.5m 가 넘는 흙으로 인해 지붕은 재래식 무기 지상 폭발 작용을 고려하지 않고 핵무기 폭발 동하중만 고려하기만 하면 된다. 핵무기의 경우 지붕의 허용 연성비 [β]=3. 표 1 은 현행 인방규범 [1] 제 4.5 장, 제 4.6 장 관련 조항 및 공식에 따라 계산된 핵무기 폭발 동하중 변화액이다.

표 1 투토 2.0 미터 때 서로 다른 짧은 변으로 핵무기 폭발 동하중 매개변수 값

표 1 에서 볼 수 있듯이, 토피고 깊이 (2.0m) 가 가장 불리한 토피고 깊이 (L0 = 3.0m, Hm = 1.5m) 보다 클 때 복합 반사 계수 K 가 가장 큽니다. 판자 교차가 커짐에 따라 해당 불리한 토피고 깊이가 증가하면서 종합 반사 계수가 빠르게 떨어집니다. 반면 판이 크면 자진원 주파수가 작을수록 동력 계수 Kd 가 커집니다. 위의 두 점을 종합하여 2.0m 을 덮을 때 판이 커지면서 상단 보드의 등가 정적 하중이 먼저 증가한 후 감소하는 추세를 나타냅니다.

슬래브가 l0=4.5 미터에 걸쳐 있을 때 가장 불리한 토피고 hm=2.2 미터가 실제 토피고 깊이에 가까울 때 상단 보드의 등가 정적 하중이 최고치에 도달합니다.

다음으로 서로 다른 판자 스팬을 별도로 계산할 때 가장 불리한 토피고 두께의 등가 정적 하중을 계산합니다 (표 2).

표 2 서로 다른 판이 해당하는 가장 불리한 토피고 두께 아래 핵무기 폭발 동하중 매개변수 값

주: 1 표의 괄호 안의 숫자는 위쪽 건물의 영향을 고려하는 상단 보드의 등가 정적 하중 표준 값입니다.

2 불포화 토양일 때 작은 값을 취합니다.

3 포화 토양, 가스 함유량 α≥1 일 때 불포화 토양에 따라 값을 취합니다. 코어 레벨 5, 코어 레벨 6, 코어 레벨 6B 의 경우 가스 함유량 α≤0.5, 0.25, 0.15 에서 최대값을 취합니다. 사이 는 선형 보간에 의해 결정됩니다.

4 다층 구조는 테이블에서 값의 1.05 배를 취합니다. 평평하지 않은 탑 구조는 테이블의 숫자 값의 0.9 배를 취합니다.

참고 문헌:

[1] GB50038–2005, 인민 방공 지하실 설계 사양 [S].2005

[2] 마오 지아 의미, 민간 방공 프로젝트 구조 설계의 요점 [J], 도시 건설 이론 연구, 2012, (11)

[3] 전국 민간 건설 엔지니어링 설계 기술 조치-방공 지하실 [S].2009