鋁合金輕質人防門的設計

田江澤，趙繼平，嚴譯博

（中國建筑標準設計研究院有限公司，北京 100048）

未來戰爭，由于核武器和遠程空襲兵器的迅速發展，縮小了前后方的界限，戰爭的突然性和破壞性急劇增大。為盡可能使城市在戰爭時期具備綜合防護的能力，平時人防工程的建設和發展就顯得格外重要。而在我國目前的人防工程設計及生產施工中，普遍選用的是笨重的鋼筋混凝土防護設備和鋼制防護設備，這給防護設備的生產、安裝、維護保養均造成了較大困難。隨著我國材料技術的不斷發展，新材料防護設備的推廣使用必將使人防工程的建設質量提高到一個新的水平[1-2]。

基于此，中國建筑標準設計研究院有限公司的相關專家研發了一種鋁合金輕質人防門[3]，具有生產率高、良好的絕緣性、阻燃性、抗腐蝕性、防潮性及外觀美觀等諸多優點[4-5]。

1 鋁合金輕質人防門的設計方案

初定設計型號為BGHFM4022，根據實現輕量化的方法，初步方案從材料方面入手設計，新型輕質人防門的總體設計方案初定如下：

（1）門扇：門扇型材選用OYU-8-8080W，材質選用鋁合金材料，牌號6063-T5鋁。

（2）門框：門框采用鋼結構門框形式，底部密封采用活門檻形式[6]。

（3）鉸頁：鉸頁初選鋁合金材料。

（4）閉鎖：閉鎖采用外置閉鎖，閉鎖連桿等選用鋁合金材料。

總體設計圖，如圖1所示。

圖1 鋁合金輕質人防門總體設計方案

1.1 門扇設計方案

門扇骨架型材初選OYQ-8-8080G鋁合金型材，其基本信息如表1所示，型材截面如圖2所示，6063-T5鋁合金材料強度設計值如表2所示。

表1 OYQ-8-8080G鋁合金型材基本信息表

表2 6063-T5鋁合金強度設計值（N/mm2）

圖2 OYQ-8-8080G鋁合金型材截面圖

考慮門扇壓邊100mm，中縫間距50mm，設計雙扇門扇的每扇尺寸為2075mm×2400mm。縱向鋁材間距設計為0.5m。門扇設計方案如圖3所示（以右門扇為例）。

圖3 右門扇設計方案（隱藏外面板）

1.2 門框設計方案

門框采用原有鋼結構門框形式，活門檻設計，活門檻采用鋁合金材料，方便戰時快速轉換。如圖4所示。

圖4 門框設計方案

1.3 閉鎖設計方案

閉鎖機構采用垂直安裝的形式，安設在門扇面板。鋼門框上部和活門檻下部均開有閉鎖孔，門扇關閉到位后，手動轉動閉鎖減速器手柄，可使閉鎖頭伸出并插入上、下閉鎖孔中，實現門扇的平移和關閉。閉鎖方案設計，如圖5所示。

圖5 閉鎖設計方案

2 工藝與成本分析

2.1 生產工藝

6063鋁合金適用于各種熔焊方法。可有兩種焊接及熱處理方案：一為固溶及人工時效后焊接，此時焊接接頭抗拉強度不低于焊前狀態母材強度的70%；二為固溶狀態焊接，此時合金強度較低，延性較好，焊接后再進行整件時效，實現最終強化。此方案可使焊接接頭強度不低于固溶時效狀態母材強度的85%~90%。

建議采用鎢極氬弧焊或熔化極氬弧焊。另外，不影響密封處可采用鉚接。

2.2 成本分析

鋁合金價格與普通人防門用鋼材單價見表3。

鋁合金輕質人防門與普通人防門材料成本對比見表4，由表4可知鋁合金輕質人防門減重約70%，材料成本減少約15%。

表3 鋁合金和鋼材單價比對

表4 成本比對

綜合材料和生產工藝成本，鋁合金輕質人防門可實現生產成本與普通鋼結構人防門持平或略降低的目標。運輸、安裝和后期維護成本較普通人防門降低。

在滿足抗力要求，不增加成本的前提下，鋁合金材質還有諸多優勢。

3 結束語

鋁合金輕質人防門，門扇骨架型材選用OYQ-8-8080G鋁合金型材，面板厚度為6mm。門框采用傳統鋼結構形式，活門檻實現底部密封。閉鎖垂直布置，安設在門扇內側面板。綜合成本與普通鋼結構人防門持平或略降低。發揮了鋁合金材質的諸多優點：重量輕，便于安裝運輸；抗腐蝕性好、免維護；利于環保，再回收成本低；表面光澤和質感較好。本文的分析成果對普通人防門的輕量化改造具有重要的指導意義，使未來人防工程的建設質量提高到一個新的水平。