4.4 核武器爆炸地面空气冲击波、土中压缩波参数

4.4.1

为便于利用现成图表和公式进行动力分析,通常需要将荷载曲线简化成线性衰减等效波形。所谓等效,主要是保证将实际荷载曲线简化为线性衰减波形后能产生相等的最大位移。对于一次作用的脉冲荷载,只需对达到最大位移时间前那段荷载曲线作出简化,而在此以后的曲线变化并不重要。由于防空地下室结构在核武器爆炸冲击波荷载作用下,其最大变位往往发生在超压时程曲线早期,因此按与曲线面积大体相等,且形状也尽可能接近的原则,经推导简化后得出在峰值压力处按切线简化的三角形波形。

地面空气冲击波参数与核武器当量和爆炸高度有关。本次修订由于核武器当量和比例爆高作了适当调整,表4.4.1中设计参数与原规范有所差别。

 

4.4.2

土中压缩波可简化为有升压时间平台形荷载,是因为土中压缩波作用时间往往比结构达到最大变位时间长十几倍到几十倍,所以简化成有升压时间的平台形荷载后,其误差尚在允许范围内,且可明显简化计算。

 

4.4.3

由于岩土仅在很低压力下才呈弹性,加之塑性波速与众多因素有关而难以准确确定,因此在土性参数计算中采用起始压力波速和峰值压力波速。其值系先通过土性试验作出土侧限应力一应变关系曲线,然后经计算确定自由场压缩波传播规律,最后综合考虑升压过程中应力起跳时间和峰值压力到达时间以及深度等因素后确定。

通过计算比较,当h≤1.5m时峰值压力仅衰减2%左右,因此当h≤1.5m时,可不考虑峰值压力的衰减。

 

4.4.4

关于墙体材料,按相当于一般砖砌体的强度作为考虑对冲击波波形影响的条件。故对采用石棉板、矿碴板等轻质材料的墙体以不考虑其对冲击波的影响为宜;对预制混凝土大板的墙体,一般可视同砖墙,可考虑其对冲击波波形的影响。

对核4级和核4B级防空地下室,由于缺乏试验资料,暂不考虑上部建筑对冲击波波形的影响。

 

4.4.7

根据国外资料,对上部建筑为钢筋混凝土承重墙结构,当地面超压为0.2N/mm2以上时才倒塌;对抗震的砌体结构(包括框架结构中填充墙),当地面超压为0.07N/mm2左右才倒塌。

考虑到在预定冲击波地面超压作用下,上部建筑物不倒塌,或不立即倒塌,必然会使冲击波产生反射、环流等效应,因此对防空地下室迎爆面的土中外墙动荷载将有所影响。由于这方面试验资料不足,本条在参考国外有关规定的基础上,对于上述条件下的地面空气冲击波最大压力予以适当提高。