铝合金轻质人防门的设计

田江泽，赵继平，严译博

（中国建筑标准设计研究院有限公司，北京 100048）

未来战争，由于核武器和远程空袭兵器的迅速发展，缩小了前后方的界限，战争的突然性和破坏性急剧增大。为尽可能使城市在战争时期具备综合防护的能力，平时人防工程的建设和发展就显得格外重要。而在我国目前的人防工程设计及生产施工中，普遍选用的是笨重的钢筋混凝土防护设备和钢制防护设备，这给防护设备的生产、安装、维护保养均造成了较大困难。随着我国材料技术的不断发展，新材料防护设备的推广使用必将使人防工程的建设质量提高到一个新的水平[1-2]。

基于此，中国建筑标准设计研究院有限公司的相关专家研发了一种铝合金轻质人防门[3]，具有生产率高、良好的绝缘性、阻燃性、抗腐蚀性、防潮性及外观美观等诸多优点[4-5]。

1 铝合金轻质人防门的设计方案

初定设计型号为BGHFM4022，根据实现轻量化的方法，初步方案从材料方面入手设计，新型轻质人防门的总体设计方案初定如下：

（1）门扇：门扇型材选用OYU-8-8080W，材质选用铝合金材料，牌号6063-T5铝。

（2）门框：门框采用钢结构门框形式，底部密封采用活门槛形式[6]。

（3）铰页：铰页初选铝合金材料。

（4）闭锁：闭锁采用外置闭锁，闭锁连杆等选用铝合金材料。

总体设计图，如图1所示。

图1 铝合金轻质人防门总体设计方案

1.1 门扇设计方案

门扇骨架型材初选OYQ-8-8080G铝合金型材，其基本信息如表1所示，型材截面如图2所示，6063-T5铝合金材料强度设计值如表2所示。

表1 OYQ-8-8080G铝合金型材基本信息表

表2 6063-T5铝合金强度设计值（N/mm2）

图2 OYQ-8-8080G铝合金型材截面图

考虑门扇压边100mm，中缝间距50mm，设计双扇门扇的每扇尺寸为2075mm×2400mm。纵向铝材间距设计为0.5m。门扇设计方案如图3所示（以右门扇为例）。

图3 右门扇设计方案（隐藏外面板）

1.2 门框设计方案

门框采用原有钢结构门框形式，活门槛设计，活门槛采用铝合金材料，方便战时快速转换。如图4所示。

图4 门框设计方案

1.3 闭锁设计方案

闭锁机构采用垂直安装的形式，安设在门扇面板。钢门框上部和活门槛下部均开有闭锁孔，门扇关闭到位后，手动转动闭锁减速器手柄，可使闭锁头伸出并插入上、下闭锁孔中，实现门扇的平移和关闭。闭锁方案设计，如图5所示。

图5 闭锁设计方案

2 工艺与成本分析

2.1 生产工艺

6063铝合金适用于各种熔焊方法。可有两种焊接及热处理方案：一为固溶及人工时效后焊接，此时焊接接头抗拉强度不低于焊前状态母材强度的70%；二为固溶状态焊接，此时合金强度较低，延性较好，焊接后再进行整件时效，实现最终强化。此方案可使焊接接头强度不低于固溶时效状态母材强度的85%~90%。

建议采用钨极氩弧焊或熔化极氩弧焊。另外，不影响密封处可采用铆接。

2.2 成本分析

铝合金价格与普通人防门用钢材单价见表3。

铝合金轻质人防门与普通人防门材料成本对比见表4，由表4可知铝合金轻质人防门减重约70%，材料成本减少约15%。

表3 铝合金和钢材单价比对

表4 成本比对

综合材料和生产工艺成本，铝合金轻质人防门可实现生产成本与普通钢结构人防门持平或略降低的目标。运输、安装和后期维护成本较普通人防门降低。

在满足抗力要求，不增加成本的前提下，铝合金材质还有诸多优势。

3 结束语

铝合金轻质人防门，门扇骨架型材选用OYQ-8-8080G铝合金型材，面板厚度为6mm。门框采用传统钢结构形式，活门槛实现底部密封。闭锁垂直布置，安设在门扇内侧面板。综合成本与普通钢结构人防门持平或略降低。发挥了铝合金材质的诸多优点：重量轻，便于安装运输；抗腐蚀性好、免维护；利于环保，再回收成本低；表面光泽和质感较好。本文的分析成果对普通人防门的轻量化改造具有重要的指导意义，使未来人防工程的建设质量提高到一个新的水平。